Potenciál solární energie v ČR: střechy a fasády

Jak číst tento graf

V této infografice zobrazujeme potenciál výroby elektřiny ze solární energie pomocí fotovoltaických panelů umístěných na střechách a fasádách staveb. Tento odhad vytvořený společností EGÚ Brno, a.s., v roce 2019 představuje maximální technicky možné množství fotovoltaických elektráren (FVE) a nebere v potaz ochranu krajinného rázu, postoj obyvatel a další místní omezení.

V levé horní části infografiky znázorňujeme odhad maximálního množství elektřiny, kterou je technicky možné vyrobit z fotovoltaických panelů na střechách a fasádách budov v ČR. Pro srovnání je v prvním řádku uvedeno celkové množství FVE (střešních i jiných), které bylo v ČR v provozu v roce 2019.

V levé dolní části ilustrujeme půdorysnou plochu všech střech (ve srovnání s plochou České republiky) a podíl této plochy pokryté fotovoltaickými panely při naplnění scénáře EGÚ Brno.

Pravá horní část infografiky definuje některé použité pojmy a ilustruje průměrné měsíční využití solárních elektráren. Tyto pojmy jsou podrobněji vysvětleny níže v sekci Vysvětlení pojmů.

V pravé dolní části ilustrujeme typický solární panel, jeho velikost, sklon, orientaci, instalovaný výkon a roční výrobu elektřiny.

Poznámky k odhadu

Odhad množství FVE na střechách a fasádách budov vytvořený EGÚ Brno představuje tzv. technický potenciál, tedy množství, které je možné nainstalovat při zohlednění technických omezení (vyřazení střech, na které není možné solární panely nainstalovat) a ekonomických omezení (vyřazení zastíněných či špatně orientovaných ploch, na kterých by solární panely nikdy nedávaly ekonomicky smysl). Odhad tzv. realizovatelného potenciálu – tedy množství FVE které lze realisticky postavit při zohlednění ochrany krajinného rázu, postoje obyvatel a dalších místních omezení – k červnu 2021 neexistuje.

Bez uvážení případných dotačních schémat pravděpodobně nebude plné využití technického potenciálu střech a fasád ekonomicky rentabilní. Studie banky Lazard z října 2020 uvádí, že v případě Evropy jsou sdružené náklady fotovoltaické energie ze střech 3–4× větší než z velkých solárních parků. Na druhou stranu, dotace podporující střešní fotovoltaiku pomáhají zachovat charakter krajiny a snižují mandatorní výdaje českých domácností.

Základní pojmy

Fotovoltaiku charakterizujeme dvěma hlavními parametry:

1. Instalovaný výkon udává maximální výkon, kterého je daná FVE schopna technicky dosáhnout. Tohoto výkonu elektrárna dosahuje pouze v případě ideálních podmínek – kolmo dopadajících slunečních paprsků a jasné oblohy. Instalovaný výkon solárních elektráren je přímo úměrný pokryté ploše a uvádí se v jednotkách watt (W) a jeho násobcích (kW, MW atd.). Typický instalovaný výkon střešních FVE je v řádu jednotek kilowatt (kW), velké solární parky mají typicky instalovaný výkon v řádu jednotek megawatt (MW).
2. Výroba elektřiny udává, kolik elektřiny fotovoltaické zdroje skutečně vyrobí v určitém časovém rozmezí a uvádí se typicky v násobcích watthodin (kWh, MWh atd.). Typická roční výroba střešních FVE je v řádu jednotek megawatthodin (MWh), velké solární parky mají typicky roční výrobu elektřiny v řádu jednotek gigawatthodin (GWh). Pro srovnání, město Plzeň má spotřebu elektřiny přibližně 900 GWh, celková spotřeba elektřiny v ČR je pak 67 terawatthodin (TWh).

Koeficient využití solárních panelů pak představuje poměr mezi elektřinou, kterou by solární panel teoreticky vyrobil při nepřetržitém využití instalovaného výkonu, a skutečně vyrobenou elektřinou. Průměrný koeficient využití solárních elektráren v ČR je podle dat ERÚ zhruba 12,6 %, což odpovídá průměrné roční výrobě 1100 kWh na kW_p instalovaného výkonu. Solární panely, které nejsou umístěny s optimálním sklonem, například kvůli umístění na sedlové střeše s neoptimálním sklonem či orientací, mají koeficient využití nižší. Pro svisle umístěné solární panely může tento koeficient klesnout až na 7,5 %. Pro srovnání, u větrných elektráren je koeficient využití kolem 23 %.

Metodika

Výpočet potenciálu na střechách

Data použitá pro výpočet technických potenciálů pochází z Českého Statistického Úřadu a z dokumentu Analýza fondu nerezidenčních budov v České republice. Studie EGÚ Brno z nich vyvozuje, že půdorysná plocha střech rezidenčních i nerezidenčních budov je 311,0 km² a z toho 71,5 km² patří střechám sedlovým (tabulky 5.3 a 5.5). Předpokládá se, že ze všech střech je 55 % konstrukčně vhodných a je na nich uvažován podíl využitelné plochy pro samotné panely 33 % u rovných střech a 50 % u sedlových střech. Z výsledné plochy je instalovaný výkon vypočten faktorem 165 W_p/m². Moderní panely mohou ovšem dosahovat faktoru až 210 W_p/m², tedy je v tomto ohledu odhad technického potenciálu konzervativní.

Pro výpočet roční výroby elektřiny je aplikován koeficient využití 10,0 %, který zohledňuje, že solární panely instalované na střechách často nejsou optimálně orientovány vůči slunci.

Výpočet potenciálu na fasádách

Výpočet potenciálu na fasádách domů vychází ze stejných výše uvedených dat, ale kvůli nedostatku podkladů (informací o ploše fasád v ČR) je pouze hrubým odhadem. Studie EGÚ Brno uvádí odhad 80,0 km² fasádních ploch pokrytelných fotovoltaickými panely a používá faktor 165 W_p/m², stejně jako u střech, ale koeficient využití pouze 7,5 % kvůli svislé orientaci stěn.