Zpátky na střechy!

Petr Dašek  |  Věda

Pokud by byly na všechny vhodně orientované střechy a fasády nainstalovány fotovoltaické elektrárny, dokázaly by v ČR a v Německu pokrýt 30 procent výroby elektrické energie, konstatuje studie Evropské fotovoltaické průmyslové asociace.

Není tedy třeba zabírat žádnou zemědělskou půdu pro dosažení vysokého podílu fotovoltaiky na výrobě elektrické energie. Energie získaná ze střech a fasád se navíc většinou spotřebuje v místě výroby, čímž odlehčí páteřním sítím a zároveň učiní objekt alespoň částečně energeticky soběstačným. V Japonsku, v USA a v některých zemích Evropské unie jsou fotovoltaické články vidět na fotbalových stadionech, letištních halách, nádražích, protihlukových stěnách, školách, skladech, kancelářských objektech.

U nás jsou mnohem častěji vidět na polích. Z řady důvodů je jednodušší instalovat fotovoltaickou elektrárnu na zemi. Některé státy proto podporují chuť investorů vybavit objekt fotovoltaickou elektrárnou například zvýhodněnými výkupními tarify. Ne tak u nás. Investoři jdou za nejvyšším a nejjednodušším ziskem, a tak se v Česku zatím fotovoltaice integrované do plášťů a střech budov příliš nedaří.

Elektrárna na Národním

První velkou tuzemskou střešní instalací byla elektrárna v Opatově s výkonem přibližně O,5 megawattu. Tehdy ještě podnikatelé střechy preferovali. Obávali se krádeží a vandalismu, což se ukázalo jako neopodstatněné. Mezi největší elektrárny v době svého vzniku patřily systémy na budově ministerstva životního prostředí v Praze, Masarykově univerzitě v Brně, panely na fasádě Technické univerzity v Liberci či instalace na Fakultě elektrotechnické ČVUT v Praze.

Jako velice zdařilá bývá odborníky zmiňována aplikace fotovoltaické fólie na budovách Národního divadla. „Je zjevné, že většinou jde o víceméně demonstrační instalace, na nichž se podílely instituce, jež tyto budovy užívají,“ podotýká Zdeněk Kučera, šéfredaktor časopisu Alternativní energie.

Solární kaplička. Tenkovrstvé solární pásy Evalon, připomínající vzhledem linoleum, využívají energii ze slunce na střechách provozní budovy Národního divadla a Nové scény.

Proč ne? Peníze, jak jinak

Co brání masivnějšímu rozšíření fotovoltaických zařízení na objekty a proč nejsou pro privátní investory příliš atraktivní? Důvodů, proč zabírat další půdu a nechat střechy či fasády zahálet, je řada. Fotovoltaika by měla ideálně být součástí pláště budovy už od ideového návrhu celkového řešení budovy. Musí být generátorem elektrické energie a zároveň zůstat střechou či fasádou.

Střecha z fotovoltaiky musí být funkční jako hydroizolace, fotovoltaická fasáda musí být komplexně architektonicky řešena tak, aby nerušila a sloužila také jako opora tepelné izolace. Instalace panelů na objekt je prostě komplikovanější a především dražší než výstavba elektrárny na volném prostranství. Řada zemí proto podporuje systémy na budovách výkupními tarify. Česko mezi ně bohužel nepatří.

Například ve Francii jsou výkupní ceny pro systémy integrované do konstrukcí budov podstatně výhodnější než pro otevřené instalace nebo články na objektech. Diferenciaci cen mají rovněž u západních sousedů, i když ne tak propracovanou. V Německu rozlišují systémy na zemi a na objektech a podle jejich výkonu. Právě Německo ale ukazuje, jak může být taková podpora efektivní. Struktura trhu je tam úplně jiná. Jen deset procent systémů je na zemi, osmdesát procent je na střechách. U nás naopak.

„V Německu jsou na střechách výkupní ceny téměř o 40 procent vyšší a poslední návrh nepočítá vůbec s podporou systémů na zemi kromě konverzních ploch a brownfieldů,“ doplňuje Bronislav Bechník z firmy Czech RE Agency.

Pole na střechách

Instalacím na volných prostranstvích nahrává také to, že pozemky mívají na rozdíl od střech jednoho jasného majitele. Navíc nebývají omezeny prostorem. „Rozmach staveb velkých solárních polí vyšel z jednoho prostého faktu: Čím větší plocha, tím víc vydělává,“ konstatuje Zdeněk Kučera. Základní údaj o rozloze je, že pro jeden megawatt instalovaného výkonu fotovoltaických zařízení jsou potřeba přibližně dva hektary. Nejbližší velkou plochou jsou tedy logistické či výrobní haly.

Tam ale může být problémem nosnost střech, které bývají dimenzovány jen na zátěž sněhu. „Od dubna platí nová norma pro určování statického zatížení objektů. A ta je tak přísná, že na řadu objektů již nelze FVE nainstalovat,“ dodává Roman Čada ze společnosti Votum. Část problému řeší využití tenkovrstvých materiálů místo zasklených panelů.

Zelení developeři mlčí

Někteří developeři logistických hal mají propracované solární programy, dalším v tom zabránila finanční krize, která logistický trh zasáhla s brutální intenzitou. Naopak chladně se k fotovoltaice stavějí investoři do kancelářských parků. Několik oslovených se rovnou odmítlo bavit, přestože na téma ekologických budov jsou ochotni zapáleně diskutovat.

„Je třeba si hned na začátek říci, co jsou pro developery zelené budovy. Oni za tím nevidí budovu či objekt, který se chová úsporně. Je to jiný název pro jejich nemovitosti, které chtějí prodat (pronajmout) a nebudou v nich bydlet či podnikat. Většinou je jejich snahou co nejlevněji postavit a s největším profitem prodat,“ připomíná Petr Kalčev ze společnosti EkoWATT. Současnou krizi vidí paradoxně jako příležitost pro fotovoltaiku.

„Lidé už nekupují cokoliv, co se na trhu s nemovitostmi objeví, ale začínají přemýšlet o svých investicích. Proto se prodávající musí snažit odlišit od konkurence a toto je příležitost pro skutečně nízkoenergetické stavby,“ vysvětluje. Faktem ale zůstává, že fotovoltaické elektrárny významně prodražují stavbu. Mnoho developerů ovšem neuvažuje ani o alternativních možnostech instalace solárních panelů, jako například přistínění oken v letních měsících, čímž je možné dosáhnout snížení nákladů na chlazení objektu.

Fotovoltaické elektrárny lze občas zahlédnout na střechách rodinných domů, do plánů rezidenčních developerů ale zatím nepronikly. Výjimku představuje společnost JRD, která se ovšem specializuje na nízkoenergetické a pasivní byty. Zdá se tedy, že fotovoltaické elektrárny jsou řešením pro ty, kteří si objekty staví pro sebe, chtějí být do jisté míry nezávislí na distribuční společnosti a nejrychlejší návratnost není jejich prioritou.

Český přílepek

Většina tuzemských elektráren je z kategorie Building Applied Photovoltaics (BAPV). Roman Čada je považuje za nepříliš povedený „přílepek“ k budovám, který je architektonicky mrzačí. „Myslím tím všelijaké řady podivných konstrukcí s fotovoltaikou na plochých střechách či různé fotovoltaické doplňky sedlových a jiných střech většinou na rodinných domech,“ dodává.

V zahraničí se prosazují takzvané BIPV (Building Integrated Photovoltaics) systémy, jež jsou součástí konstrukcí budov. Fotovoltaické, solární nebo hybridní panely mohou být pro architekty výzvou, mohou budovy ozvláštnit jako například stínící zařízení či balkon. Vrcholem je, když se panely stávají samotnou obálkou nebo střechou.

České architektonické ateliéry ale integraci fotovoltaiky moc nezvládají, soudí Čada. Petr Kalčev není tak kategorický. V poslední době prý spolupracoval s několika architekty, kteří měli odvahu zakomponovat panely i do historických staveb.

Od Sputniku na střechy

Větší rozvoj fotovoltaiky nastává v šedesátých letech s nástupem kosmického výzkumu, sluneční články slouží jako zdroj energie pro družice. Vůbec první družicí využívající k zisku energie sluneční paprsky byl ruský Sputnik 3, vypuštěný 15. května 1958. Dalším důležitým mezníkem pro rozvoj fotovoltaiky byla celosvětová ropná krize v roce 1973.

Fotovoltaické články první generace využívají jako základ křemíkové desky. Dodnes jsou nejrozšířenější technologií na trhu. Prodává se jich 80 až 90 procent. Přestože je jejich výroba relativně drahá, zejména z důvodu drahého vstupního materiálu – krystalického křemíku – budou ještě v několika dalších letech na trhu dominovat.

Vývoj druhé generace článků – tenkovrstvých modulů – vyšel ze snahy o omezení spotřeby křemíku. S úsporou materiálu klesla i cena, nicméně dosahovaná účinnost je nižší, ale jejich energetická výtěžnost vyšší. Tenkovrstvé články se jednoduše integrují do budov, jsou lehčí a mají dvakrát menší ztrátu účinnosti s rostoucí teplotou. Nevýhodou je větší požadavek na plochu a degradace – po prvním roce ztrácejí deset procent účinnosti.

Vzhůru k integraci

Odborníci předpokládají, že se fotovoltaické technologie časem stanou běžnou součástí stavebních konstrukcí jako střešní krytiny či fasádní panely. „Zcela jistě bude pokračovat výstavba elektráren na volném prostranství. Postupem času se však začnou panely více integrovat do obvodových plášťů objektů a střech. Začnou se více prosazovat výrobky založené na nanotechnologii a pružných plastech, které uvnitř disponují vodivou částí.

Velká očekávání se také vkládají do polymorfních fotovoltaických panelů, které jsou levnější, ale mají horší účinnost,“ předpokládá Kalčev. Prozatím by ale možná stačilo, kdyby se úředníci inspirovali v Německu nebo ve Francii. „Fotovoltaické systémy jako součást konstrukcí budov se budou v ČR více prosazovat, pokud výkupní ceny pro tyto instalace budou výrazně vyšší než pro instalace na zemi,“ podotýká Bechník.

Fotovoltaika se podle něho masověji rozšíří, až ceny technologií klesnou na takovou úroveň, že vyrobená elektřina bude levnější než elektřina z uhlí. „K tomu je například nutno dostat z laboratoří nové technologické postupy do průmyslové výroby. A to nastane výrazně rychleji v případě, že budou vybudovány nové výrobní kapacity. Je celkem jedno, jestli v Evropě nebo v Asii,“ dodává.

Zatím ve dne

Fotovoltaika je prozatím energetickým doplňkem. „Ať se nám to bude líbit, či nebude, fotovoltaika je naší budoucností – protože nic jiného nám nezbývá,“ je přesvědčen Antonín Fejfar z Fyzikálního ústavu AV ČR. Je absolutně čistá, bezhlučná, téměř bezobslužná a energetický zdroj je zdarma. Bohužel jen ve dne…

Kolísavá výroba fotovoltaiky si vynutí jiný systém přenosových sítí, jiné technologie pro ukládání elektrické energie, například do jiných médií. Jedním z nich by mohl být podle některých odborníků vodík. „Do budoucna vše závisí na možnosti akumulace energie. Baterie jsou drahé, mají krátkou životnost. Na obzoru jsou i další technologie jako vodíkový palivový článek a jistě v laboratořích existují i další návrhy akumulačních systémů,“ soudí Kučera.

Fotovoltaika může být také součástí takzvaných chytrých sítí (smart grids), které se už v některých evropských městech budují. Chytré sítě budou umět regulovat odběr energie podle odběrových špiček, budou dobíjet baterie spotřebičů od mobilů až po elektroautomobily. A nebude to prý dlouho trvat.

Jde to. Fotovoltaické panely na budovách logistického parku CTZone v Brně představují ideální využití střech komerčních budov.

Solární byznys po česku

Česká pole pokryly fotovoltaické elektrárny v míře, jež překvapila i ty, kteří připravovali podmínky pro jejich rozvoj. Výkupní ceny energie byly na začátku nastaveny tak, aby obor přilákal pouze konzervativní investory: výnos vycházel o něco lépe než u státních dluhopisů. Podnikání s fotovoltaickými elektrárnami se ale stalo oproti jiným oborům jistým a lukrativním byznysem. Podstatné vlivy byly tři: finanční krize, v jejímž důsledku se propadla například i cena ropy, omezení trhu ve Španělsku a nové výrobní kapacity solárního křemíku, což vede k poklesu jeho ceny na trhu. Ceny panelů klesly více než o 30 procent, zatímco výkupní ceny jen o pět procent, více zákon nedovoluje. Do byznysu se vrhlo tolik firem i kvůli tomu, že naši poslanci nebyli schopni pružně reagovat regulací cen a podmínek na vývoj jako jejich kolegové v Německu.

Období nadšenců skončilo, fotovoltaické elektrárny dnes staví obří firmy jako ČEZ či Czech Coal. Například ČEZ oznámil již v roce 2008, že hodlá do obnovitelných zdrojů investovat až 20 miliard, dnes již mluví o 20 miliardách jen do fotovoltaiky, což by znamenalo výkon až 250 megawattpeaků (MWp – jednotka výkonu solárního panelu v bodě maximálního výkonu za standardních podmínek). Firem, jež realizují fotovoltaické elektrárny a mají vlastní webové stránky je asi 250. V některých případech není zřejmé, kdo firmy ovládá. Některé společnosti jsou zahraniční, například největší FVE ve Stříbře postavil německý investor. Řada zahraničních firem v ČR ale ani nemá kancelář, nic, jen dovezou panely, konstrukce a montážníky, i úvěr mají ze zahraničí. Ze statistik ERÚ vyplývá, že v Česku funguje přes šest tisíc fotovoltaických systémů. Velikost naprosté většiny systémů je do pěti kilowattpeaků instalovaného výkonu. Jen v roce 2009 bylo takových instalací přes 2500.

Zdroj: E15

Nejčtenější