Nejstarší fotovoltaické elektrárny v ČR vznikaly na střechách a brownfieldech

Kde je časová hranice toho, aby se technický objekt stal artefaktem, hodným zařazení do dějin jeho oboru, do seznamu památek, do skanzenu či do muzea? Definovat ji asi nelze, a co víc – zdá se (Einstein snad promine) – že se běh času urychluje, inovace odsunují do dějin nebo přímo k nenávratné fyzické likvidaci, v lepším případě k recyklaci objekty v intervalu čím dál kratším. Může se stát (a již se stává), že co bylo před pouhými deseti, patnácti lety novinkou, by už skoro mělo mít místo v muzeu. Ani technicky zaměřená muzea však u nás většinou nejsou – ať už materiálně, teoreticky či personálně – na přísun a uchování takových nepříliš starých artefaktů připravena. Týká se to hmotných i nehmotných, tištěných i reálně třírozměrných objektů, literatury i informací. Situaci jen částečně zachraňují malá specializovaná soukromá nebo firemní muzea. S tím, jak ale mizí i dokumentace, ať už papírová, či paradoxně ještě snadněji a nenávratněji i elektronická, budou zanedlouho některé skutečnosti vzácnější a méně dostupné než mumie v pouštních vykopávkách v Egyptě.

Jednou z možností zachování historické instalace je její provozování v autentických podmínkách „in situ“. To může být využito i pro sledování provozních charakteristik v průběhu delší doby. To je případ malé fotovoltaické elektrárny s výkonem 10 kW v areálu dukovanské jaderné elektrárny. Ta byla od r. 1994 součástí areálu se třemi větrnými elektrárnami na lokalitě Mravenečník v Jeseníkách. Po přesunu do Dukovan jsou na ní sledovány výkonové a provozní parametry v závislosti na stárnutí FV panelů (viz článek Nejstarší fotovoltaická elektrárna v České republice – analýza modulů fotovoltaické elektrárny Dukovany).

Červenec 2006: Opatov, 60 kW

Je tedy událost z července roku 2006 hodná zaznamenání jako událost historická? Je to teprve 12 a půl roku, nebo už 12 a půl roku? A co se tehdy vlastně událo?

V Opatově na Svitavsku byla do sítě připojena v té době největší fotovoltaická instalace v České republice. Celkem 369 solárních panelů s celkovým výkonem 60 kW instalovala společnost HiTechMedia Systems z Uherského Hradiště na vhodně orientované šikmé střeše bývalé drůbežárny u obce Opatov u Svitav. Volbu místa ovlivnily nejen ověřené sluneční poměry na místě instalace, ale i možnost zakoupení uvedeného opuštěného a chátrajícího objektu. Interiéru objektu bylo navíc bez nutnosti stavebních úprav možné využit pro související zařízení, především měniče, kabeláž a další nezbytnou elektrotechniku.

Instalovaný systém byl sice schopen produkovat elektrickou energii bezprostředně po dokončení montáže v květnu 2006, avšak administrativní průtahy na straně společností, zabývajících se distribucí elektrické energie, způsobily skoro dvouměsíční zpoždění připojení zařízení k síti. „Realizovaný 60kW solární projekt je pro nás zadostiučiněním a zkušeností zejména z pohledu překonávání administrativních překážek, které jsme museli zdolávat ve fázi připojování k veřejné síti, a je také i výzvou do budoucnosti, kdy bychom chtěli dosavadní zkušenosti zúročit ve větších projektech“, komentoval tehdy situaci Vladimír Mléčka, ředitel společnosti, která systém postavila.

Porovnání objektu s fotovoltaickou instalací u Opatova v čase vzniku (2006) a po 12 letech (2018). Objekt „vrostl“ do okolí.

Záběr z instalace fotovoltaických panelů pro výrobu elektřiny ze slunečního záření na střeše bývalé drůbežárny u Opatova na Svitavsku. Instalovaným výkonem 60 kW tak tato instalace překročila jako první v Česku z dnešního pohledu zanedbatelnou hranici 10 kW.

V půdním prostoru bývalé drůbežárny bylo možné instalovat měniče, kabeláž a zařízení k měření s přenosu provozních dat elektrárny.

Česká republika tehdy – byť s několikaletým zpožděním, například za sousedním Německem či Rakouskem – překročila hranici desítky kW na jednom fotovoltaickém zařízení. V Německu už přitom tou dobou pracovalo několik zařízení s výkonem v řádu megawattů, tedy stonásobně větších. A ještě něco tato instalace ukázala: účelné využití plochy střechy, v tomto případě opuštěného zemědělského objektu, k instalaci moderního systému, využívajícího obnovitelného zdroje energie.

Elektrárna je funkční dodnes, časem „vrostla“ do svého přírodního, částečně mokřadního a tedy jinak nepříliš využitelného okolí pod hrází rybníka, kde by stejně asi nebylo možné žádnou jinou novou hmotnější stavbu či instalaci realizovat.

Březen 2007: Dubňany, 59 kW, po dostavbě 233 kW

Jihomoravská obec Dubňany na Hodonínsku patřila spolu se sousedními Ratíškovicemi k hornickým obcím s těžbou lignitu na několika šachtách. Těžba byla ukončena v devadesátých letech 20. století. V obcích i v krajině zanechala nepřehlédnutelné stopy – areály povrchových provozů i poddolovaná a nestabikní území. Energetická historie regionu však po 10 letech od ukončení hlubinné těžby pokračovala na povrchu právě využitím poddolovaných ploch i průmyslových brownfieldů pro instalaci fotovoltaických elektráren.

Na terénu za humny bývalého důlního areálu je charakterem porostu i jeho povrchem patrné, že poddolované území „pracuje“, protože vrstva lignitu začínala v relativně malé hloubce 35 metrů pod povrchem, takže jakákoliv jiná hmotnější stavba zde nepřicházela v úvahu.

Pro fotovoltaickou elektrárnu v Ostrožské Lhoty byl využit opuštěný areál po těžbě lignitu.

První etapa stavby FVE v Dubňanech s pevnými i polohovatelnými panely dokončena, probíhá zahájení provozu.

Na okraji Dubňan byla v březnu roku 2007 uvedena do provozu 1. etapa solární elektrárny SLUNETA s počátečním výkonem 59 kW. Celkem 1323 FV pevných panelů na lehké konstrukci bylo v první etapě doplněno čtyřmi polohovacími jednotkami (trackery), automaticky orientovanými podle polohy Slunce. To mj. umožňuje porovnávat výkony levnějších pevných instalací s dražšími, ale potenciálně efektivnějšími, ale na zabranou plochu náročnějšími trackery. I během zahájení provozu probíhaly práce na rozšíření elektrárny o další pevné panely i otočné jednotky pro dosažení plánovaného stavu 233 kW instalovaného špičkového výkonu. V následujících letech byl pak celkový špičkový výkon fotovoltaiky v Dubňanech navýšen na 600 až 2100 kW.

Červenec 2007: Ostrožská Lhota, 702 kW

I když se následující instalace v Ostrožské Lhotě stala v čase svého vzniku českým rekordmanem, není to hlavním důvodem proč ji v historickém tématu připomenout. Nosná hliníková konstrukce není tradičně upevněna na betonových patkách, ale na 1,6 m dlouhých pozinkovaných ocelových zavrtávacích šroubech (pilotech). Což je podle investora výhodnější při likvidaci po plánovaném třicetiletém dožití elektrárny; zatímco terén je po odstranění betonových patek částečně znehodnocen pro případné zemědělské využití, po vytažení zavrtávacích šroubů je ihned použitelný. Zvolená technologie se přičinila tehdy nejnižší investiční náklady na 1 kW – 128 tis. Kč. Instalovaný výkon 702 kW dává 3120 panelů s celkovou plochou 4900 m2. O rok později byla elektrárna rozšířena o 900 kW a o další rok přibylo dalších 620 kW, takže celkový instalovaný výkon FVE v Ostrožské Lhotě dosáhl 2,25 MW.

Celkový pohled na FV elektrárnu u Ostrožské Lhoty

Elektrárna byla postavena na dvouhektarové části nevyužívané průmyslové zóny. Sama se ale stala impulzem pro vznik provozu, který v jejím bezprostředním sousedství oživil průmyslovou zónu výrobou dílů nosné konstrukce i zavrtávacích šroubů pro další fotovoltaické elektrárny nejen v Česku.

„3-2-1 start!“ – elektrárna u Ostrožské Lhoty je připojena k síti.

Zavrtávací šrouby vyrobené a použité místo klasických betonových patek pro ukotvení nosné konstrukce pro FV panely na FV elektrárně u Ostrožské Lhoty

V době připojení k síti (15. 7. 2007) byla elektrárna ve světovém žebříčku fotovoltaických elektráren podle instalovaného výkonu na 220. místě. Pro porovnání: největší FV elektrárna Solarpark Gut Erlasee s výkonem 12 MW byla v Německu, první desítka celkového pořadí končila instalací 5,21 MW v Japonsku. Do „top ten“ se zařadily 4 FV elektrárny z Německa, 3 ze Španělska, 2 z Portugalska a 1 z Japonska. Elektrárna v Ostrožské Lhotě jen o 3 příčky a 9 kW předstihla další českou FV elektrárnu v jihočeských Bušanovicích. Ta stojí za zmínku i proto, že pro její nosnou konstrukci zvolili projektant s investorem netradičně tradiční materiál, lepené nosníky ze dřeva.

Červenec 2008: FV elektrárna na skládce TKO ve Zlíně, 200 kW

První etapa FV elektrárny na uzavřené skládce komunálního odpadu ve Zlíně.

Shodou okolností má i další fotovoltaická elektrárna, hodná zaznamenání pro budoucnost, umístění ve Zlínském kraji, ba přímo na okraji krajského města Zlín. Vznikla totiž na svažité ploše uzavřené části skládky komunálního odpadu v městské části Zlín-Louky, na lokalitě Suchý důl. Využití ploch rekultivovaných skládek je obecně docela problematické, protože je nutné zabránit porušení izolačních vrstev s rizikem následného úniku škodlivých látek z tělesa skladky. Z tohoto důvodu je na rekultivovaných skládkách znemožněna běžná výstavba i jejich osázení stromy, které by mohly svými kořeny rovněž izolace porušit. Proto je instalace fotovoltaické elektrárny jedním z nejúčelnějších způsobů využití rekultivovaných skládek.

Elektrárna se špičkovým výkonem pevných FV panelů 200 kW byla postavena roku 2008 na jižně orientovaném svahu na ploše 20x120 m. Elektrárnu provozuje společnost Technické služby Zlínska. Roční produkce této části skládky se pohybuje kolem 200 MWh elektrické energie. Další část skládky byla roku 2009 pronajata k instalaci další fotovoltaické elektrárny soukromého investora s výkonem 500 kW na ploše 60x140 m.

2008-2009: Fotovoltaická střešní fólie Praha, Národní divadlo

Netradiční „panely“, unikátní lokalita. To je nejstručnější možná charakteristika instalace fotovoltaické elektrárny na střeše provozní budovy Národního divadla v Praze. Roku 2008 byly na střechu provozní budovy instalovány hydroizolační folie s integrovaným fotovoltaickým povrchem. Byly tehdy „zabity dvě mouchy jednou ranou“. Střechu, do které již zatékalo, bylo nutné opravit a investor ji spojil se současně probíhajícím projektem energetických úspor všech objektů s využitím obnovitelných zdrojů.

Instalovaný výkon střešní fotovoltaiky na objektu ND byl 22 kW, roční produkce 19 tis. kWh, celková investice 6,5 mil. Kč, z čehož 3 mil. Kč bylo nutné tak jako tak vložit do rekonstrukce a izolace protékající střechy. Projekt byl financován metodou EPC (financování nákladů z uspořené energie). Fotovoltaika se tehdy stala argumentem pro odvolání ředitele ND, údajně za „porušení rozpočtových pravidel“. Přitom ze státního rozpočtu nešla ani koruna…

Plochá střecha provozní budovy Národního divadla v Praze s hydroizolačními a současně fotovoltaickými pásy.

Před rokem (koncem května 2018) byl po deseti letech projekt vyhodnocen. Proti celkové investici na energeticky úsporné technologie a využití OZE ve výši 75 mil. Kč (vedle FV proběhla také rekonstrukce osvětlení budov, využití odpadního tepla a tepelných čerpadel při vytápění a chlazení v budovách ND) stála garance desetiletých úspor 84,6 mil. Kč. Po deseti letech činila celková úspora 93,4 mil. Kč a investici „rehabilitovalo“ i finanční ředitelství. První instalace na střeše provozní budovy byla o rok později, v říjnu 2009, doplněna obdobným systémem na střeše Nové scény.

Fotovoltaické folie mají své přednosti i nedostatky. Proti nižšímu energetickému výkonu v porovnání s pevnými optimálně orientovanými panely stojí jejich výhody: nepotřebují nosnou konstrukci, lze je současně použít i jako novou hydroizolaci střech, mnohem méně střechu zatěžují, mohou kopírovat i zaoblení střechy a jsou pohledově skryté, takže jsou přijatelné i v památkově citlivých objektech i oblastech (což je právě příklad ND).

Poučení z historie

Instalace z pionýrských dob naší fotovoltaiky mohou být zdrojem poučení o tom, kde a jak je možné je umístit na jinak nevyužívaných plochách a chátrajících objektech s perspektivou přeměny na brownfieldy. Boom fotovoltaiky v Česku v následujících letech však právě tyto aspekty pominul, nehodily se pro projekty megawattových instalací, které bylo nutné rychle postavit, než legislativním procesem projde tehdy dlouhodobě „zaparkovaná“ novela zákona o obnovitelných zdrojích energie s (ne)reálně stanovenými a zakonzervovanými cenami vykupované energie, především právě z fotovoltaiky. Vznikaly tak velké a větší instalace na zelených loukách a polích, nákladní Boeingy nestačily dovážet FV panely z Číny (dvakrát týdně v Praze přistávalo čínské nákladní Jumbo na lince z Pekingu), některé instalace byly připojeny (?) na Silvestra – a následky dodnes cítíme v pověsti obnovitelných zdrojů a v cenách kilowattů z OZE, které se přes několikanásobně reálnější (= nižší) ceny elektrické energie z vodních a větrných zdrojů na vlně nepopularity OZE nezaslouženě „vezou“.

A také proto stojí zmíněné instalace za připomenutí. Pokud budou v Česku v tomto a příštích letech instalovány nové solární systémy, mělo by to být především v podobě střešních instalací, případně na plochách, pro jiné účely jen stěží využitelných.