Co zvládne solární panel

V posledních letech se v České republice i v okolních státech vybudovala řada fotovoltaických (PV) elektráren. Na konci roku 2008 bylo instalováno v České republice cca 15,7 MWp PV elektráren a systémů, začátkem toho roku činila tato hodnota cca 3,4 MWp a před koncem roku 2007 to bylo jen cca 1,5 MWp. Pro porovnání: koncem roku 2004 to bylo pouhých cca 0,41 MWp. Prudký nárůst nepochybně podpořila státem dotovaná výkupní cena elektřiny z PV elektráren. Prudký nárůst nepochybně podpořila zákonem garantovaná vysoká výkupní cena elektřiny z PV elektráren hrazená z příspěvku, který je připočítáván k ceně každé odebrané kWh.

Trend je celosvětový
Graf na obr. 1 dokládá prudký nárůst celosvětové výroby a instalace PV panelů v posledních letech a vývoj jejich ceny. Pro lepší grafické znázornění je na svislé ose zvoleno logaritmické měřítko, tedy přibližně lineární závislost grafu v posledních letech odpovídá v reálu exponenciálnímu nárůstu výroby.

Příklady největších PV elektráren zprovozněných v České republice v letech 2006-2008
(viz obr.)

Popis konstrukce fotovoltaického systému
V tomto článku uvádíme výsledky ročního sledování malého PV systému s pevným stojanem. Tři PV panely čínské výroby s nominálním výkonem a s účinností fotovoltaické přeměny energie byly umístěny na pevný stojan se sklonem 40° a s orientací k jihu. Tyto panely byly zapojeny do série a připojeny k měniči německé výroby Sunny Boy typ SB 700. Přes tento měnič byl PV systém přímo spojen se sítí 230 V (a.c.) a datalogger umožňoval ukládání dat na paměťovou kartu. Pohled na tento PV systém je na obr. 2 (samotný PV panel vlevo k systému nepatří). Propojení bylo provedeno pomocí kabelů a vodotěsných konektorů firmy Tyco. Tento malý PV systém měl tedy nominální výkon 0,51 kWp a dlouhodobé sledování dat jsme zahájili v září 2007.

Výsledky ročního testování
Systematické měření množství vyrobené elektrické energie na uvedeném PV systému s pevným stojanem a s nominálním výkonem 0,51 kWp ilustruje graf na obr. 3. Podle předpokladu nejvíce vyrobené elektrické energie bylo v červnu, kdy je Slunce nejdéle nad obzorem a vrcholí pod největším úhlem. Navíc v červnu bývají většinou jasné dny. V červenci bývá deštivo zejména v 1. polovině měsíce, proto bylo vyrobené energie méně a v srpnu, i když bývají rovněž jasné dny, už je kratší dobu Slunce nad obzorem a vrcholí pod menším úhlem. Proto i vyrobené elektrické energie bylo o něco méně. Naopak nejméně vyrobené elektrické energie bylo v prosinci, kdy je Slunce nejkratší dobu nad obzorem a vrcholí pod nejmenším úhlem.

V uvedeném ročním sledování činí hodnota vyrobené elektrické energie W = 468,81 kWh/rok. Přepočtená hodnota roční výroby elektrické energie na 1 kWp instalovaných PV panelů je W = 919,24 kWh/kWp.rok.

Graf na obr. 4 porovnává analogický graf roční výroby elektrické energie v prvním bloku větší fotovoltaické elektrárny Ostrožská Lhota (Jižní Morava). Graf byl vytvořen z podkladů zveřejněných v práci [2]. Z vodorovné osy obr. 3 a 4 je vidět, že se nejedná o přesně stejná období, ale vždy o stejně dlouhá období 1 roku. V Ostrožské Lhotě bylo v první etapě instalováno 702 kWp PV panelů s pevným stojanem (viz tabulka). Hodnota roční výroby elektrické energie zde činí 711 MWh/rok a přepočtená hodnota roční výroby elektrické energie na 1 kWp instalovaných PV panelů je 1012,8 kWh/kWp.rok.
V Praze je podle předpokladu přepočtená hodnota vyrobené energie nižší. Možná by však byla nižší o menší hodnotu, kdyby chvilku před západem Slunce v zimním období nestínila sousední budova. Navíc PV panely byly nastaveny se sklonem 40°, ale v Praze je optimální sklon cca 35° pro maximální výrobu elektrické energie za celý rok. To odpovídá nastavení na letní provoz, protože tehdy je vyrobené elektrické energie nejvíce.

Závěr
Náš fotovoltaický systém na České zemědělské univerzitě v Praze je experimentální, slouží k získání dat z dlouhodobého testování a vyhodnocení z hlediska možného množství vyrobené energie. Naměřené hodnoty odpovídají předpokladu a jsou i v relaci s hodnotami z větší PV elektrárny.