Kachní křivka představuje profil nerovnoměrného zatížení sítě vlivem neshody špiček v odběru spotřebitelů a výroby fotovoltaických elektráren a ilustruje problém v zemích s vysokým podílem fotovoltaiky v energetickém mixu. Špička v odběru nastává ráno a večer, zatímco fotovoltaické elektrárny natočené na jih nejvíc elektřiny vyrábí v poledne. V podvečer tak musí rychle naběhnout záložní zdroje, aby kompenzovaly jednak večerní výpadek výkonu FVE a jednak večerní odběrovou špičku.

Konferenci Solární energie a akumulace 2019 pořádala 16. dubna v pražském hotelu Occidental Solární asociace. Tedy asociace, jejímž cílem je, aby se fotovoltaika v ČR využívala co nejvíc. Jedním z přednášejících na konferenci tak byl i Daniel Kögler z německé společnosti Next2Sun, která se zabývá instalací fotovoltaiky na zemědělské půdě, přičemž usiluje o zachování maxima zemědělské půdy.

Kam instalovat velké množství fotovoltaiky

Fotovoltaika patří k nejlevnějším ekologickým zdrojům elektřiny. Je tudíž žádoucí ji využívat co nejvíc, což znamená, že by v budoucnu měla pokrývat rozsáhlé plochy. Fotovoltaiku lze samozřejmě instalovat na střechách budov, fasádách a na brownfieldech, tedy na místech, kam dosud bezúčelně svítí slunce a zpravidla nejsou esteticky významné (až na specifické případy). Jak ukázala prezentace Jiřího Procházky z EGÚ Brno, technicky je možné v ČR na tyto plochy instalovat až 39 gigawattů nové fotovoltaiky (ekonomický potenciál je však nižší) a je pravděpodobné, že příští velké solární elektrárny se začnou stavět právě zde.

Protože ekonomický potenciál střech, fasád a brownfieldů je omezený, intenzivnější využívání fotovoltaiky bude znamenat další panely na polích. A zatímco současná fotovoltaika dělá – byť přechodně a bez negativního vlivu na kvalitu půdy – z pole elektrárnu, agrivoltaika, nebo též agrofotovoltaika, usiluje o to, aby pole osázené panely mohlo dále sloužit jako pole nebo pastvina. Odpadá dilema, zda pole využít pro zemědělství nebo výrobu elektřiny – možné je obojí. Zemědělci tak kromě sklizně nebo pastvy získají i elektřinu, na čemž mohou vydělat.

Oboustranné panely na polích

Agrivoltaika využívá oboustranné („bifacial“) fotovoltaické panely, které zachytávají světlo oběma svými stranami. Takové panely jsou již běžně na trhu k dispozici, a vyhovuje jim instalace s vyšším sklonem a výše nad zemí. Čím výše a s vyšším sklonem jsou instalované, tím více světla zadní stranou zachytí. Z toho vyplývají dvě možnosti instalace na zemědělské půdě:

© Next2Sun

1. Oboustranné panely se mohou montovat stejně jako stávající solární elektrárny na poli, tzn. v šikmé poloze a s orientací převážně na jih. Inovace zde spočívá ve visuté konstrukci o výšce přibližně 5 metrů. Plodiny pak rostou v částečném stínu pod panely, což poskytuje výhodu při vlnách veder a suchu. Zároveň se lze pod panely pohybovat s běžnou zemědělskou mechanizací.
2. Pokud plodiny vyžadují více slunce, nebo nevyhovuje zvýšená konstrukce, přichází v úvahu řešení Next2Sun – oboustranné panely jsou instalovány svisle tak, že jejich strany jsou orientované na východ a na západ. Mezi panely musí být dostatečně velké rozestupy, aby si navzájem nestínily. Ve vzniklých solárních „alejích“ lze potom úplně standardně zemědělsky hospodařit, ať už pěstovat rostliny nebo chovat zvířata. Fotovoltaika nepředstavuje žádné omezení.

V obou případech má instalovaná fotovoltaika minimální nebo kladný vliv na zemědělské využití půdy, kde je instalována.

Svislé instalace fotovoltaických panelů lze samozřejmě využít i mimo zemědělství, na konferenci byly zmíněny například protihlukové stěny, které jsou nyní betonové nebo skleněné.

Agrivoltaika jako jedno z řešení kachní křivky

Jednou z odpovědí na tento problém jsou oboustranné panely orientované na východ – západ, protože nejvyšší výkon mají ráno a večer. Tak sice dosahují nižšího okamžitého výkonu, než panely orientované na jih, ale zároveň při tomto rozložení vyrobí elektrárna během roku více elektřiny a křivka její výroby lépe odpovídá dennímu profilu spotřeby elektřiny.

Potenciál oboustranného panelu je tak využit maximálně, protože jeden instalovaný panel dosahuje vysokého výkonu ráno i večer. Abychom stejného výsledku dosáhli s klasickými jednostrannými panely, museli bychom mít buď dvě sady – jednu orientovanou na západ a jednu na východ – a nebo panel vybavit natáčecím mechanismem (trackováním). Obojí je materiálově, technicky a tím i finančně náročnější než pevná svislá instalace jednoho panelu.

Agrivoltaika v podání Next2Sun řeší dva problémy velké fotovoltaiky a navíc umožňuje zemědělcům vydělat. Zatím Next2Sun formou svislých instalací postavili několik pilotních projektů, uvidíme, zda se tento koncept v budoucnu více rozšíří.

Autor: Mgr. Jiří Zilvar, redakce TZB-INFO.cz