Solární panely na vodě vyrábí víc proudu než na střeše. Odpařování pod nimi ochlazuje články a zvyšuje účinnost křemíku

V květnu 2023 spustili na horní nádrži přečerpávací elektrárny Štěchovice jeřáb s posledním ze 192 fotovoltaických modulů, které spočinuly na 144 vzduchem plněných plovácích.

Foto: Jana Šrámčíková / VědaŽivě

Tichý start komerčního provozu první české plovoucí fotovoltaické elektrárny proběhl bez velkých fanfár, přesto otevřel kapitolu, o které se v tuzemské energetice dosud jen spekulovalo. Z původního pilotního výkonu 21,7 kWp narostla instalace čtyřnásobně na 87 kWp a podle tiskové zprávy ČEZ ročně dodá až 80 MWh elektřiny. Proč zrovna vodní hladina dává křemíkovým článkům výhodu, kterou střecha ani pole nemohou nabídnout?

Proč chladnější křemík vyrábí víc proudu

Odpověď se skrývá v základní vlastnosti krystalického křemíku. S každým stupněm Celsia, o který teplota panelu stoupne, klesá jeho maximální výkon přibližně o 0,4 %. Rozpálená střešní krytina v červencovém odpoledni snadno zahřeje modul na 65 °C i více. Vodní masa pod plováky se chová jinak: má obrovskou tepelnou setrvačnost, část sluneční energie pohltí latentní teplo výparu a proudící vzduch těsně nad hladinou zůstává chladnější než nad asfaltem či plechem.

Srovnávací studie publikovaná v časopise Solar Energy změřila rozdíl provozních teplot plovoucích a pozemních systémů ve dvou odlišných klimatech: v Nizozemsku činil pokles teploty modulu 3,2 °C, v tropickém Singapuru dokonce 14,5 °C. Přeloženo do výroby: letní výnosový bonus plovoucí instalace se pohybuje realisticky mezi 5 a 15 %, závisí ovšem na zeměpisné šířce, typu plováku i sklonu panelu. V zimě se náskok ztenčuje k nízkým jednotkám procent, protože okolní vzduch je chladný sám o sobě a vodní chlazení ztrácí na významu.

Štěchovice jako živá laboratoř české plovoucí fotovoltaiky

Horní nádrž přečerpávací elektrárny Štěchovice představuje pro testování technologie mimořádně náročné prostředí. Hladina zde kolísá až o devět metrů v závislosti na režimu čerpání a vypouštění. Konstrukce proto využívá kolečkové pojezdy a flexibilní ližinové uchycení ke stěnám nádrže, řešení, které musí absorbovat vertikální pohyb i vlnobití od turbín.

Právě tato provozní tvrdost dělá ze Štěchovic cenný referenční bod. Ministerstvo průmyslu a obchodu ve své závěrečné zprávě řadí plovoucí instalace v Česku stále do počáteční fáze rozvoje a jako hlavní tuzemský příklad uvádí právě štěchovický pilot. ČEZ ovšem směřuje dál: v programu Modernizačního fondu figuruje projekt „FVE Štěchovice – plovoucí“ s cílovým instalovaným výkonem 990 kWp. Pokud se záměr naplní, výkon vzroste jedenáctinásobně oproti současnému stavu.

Další stopa vede na Mostecko. V areálu dolu Centrum se podle dostupných informací chystá plovoucí elektrárna o výkonu 150 kWp s plánovaným spuštěním v roce 2027. Zatopené těžební lokality patří v mezinárodním měřítku mezi ideální kandidáty: nemají rekreační využití, břehy jsou průmyslově zpevněné a infrastruktura pro připojení k síti bývá na dosah.

Trojí hodnota: elektřina, plocha a voda v jednom projektu

Plovoucí fotovoltaika neřeší jen výrobu kilowatthodin. Spojuje tři komodity, které v suchých a průmyslově přetvořených krajinách nabývají na ceně současně. Panely na hladině nezabírají zemědělskou půdu ani střešní kapacitu. Stínění vodní plochy zpomaluje odpařování; přesná míra úspory závisí na rozsahu zakrytí a místních podmínkách, univerzální české číslo zatím chybí, ale princip potvrzuje příručka Světové banky pro projektanty plovoucích elektráren.

U přečerpávacích nádrží přibývá ještě čtvrtý rozměr: časová komplementarita. Přes den fotovoltaika dodává elektřinu a šetří vodu v horní nádrži, v nočních špičkách turbíny využijí naakumulovaný hydroenergetický potenciál. Solární a vodní zdroj se tak vzájemně doplňují, aniž by vyžadovaly novou přenosovou infrastrukturu.

Podle benchmarku Světové banky vychází investiční náklad plovoucí elektrárny na zhruba 17 Kč za watt (0,73 USD/Wp u modelového 50MWp projektu), zatímco klasický pozemní solární park stojí kolem 14,50 Kč za watt (0,62 USD/Wp). Vyšší cena plováků, kotvení a vodotěsné kabeláže se kompenzuje právě tím, že projekt nekonkuruje o půdu, neřeší průjezd zemědělské techniky a v horkém létě těží z přirozeného chlazení.

Kdy si plovoucí panely může pořídit firma u vlastní nádrže

Technologie existuje, fyzika funguje, zbývá legislativa. Kdo vlastní nebo provozuje vodní plochu a uvažuje o plovoucí fotovoltaice, musí počítat s několika vrstvami povolení:

• Vodní zákon (č. 254/2001 Sb.) vyžaduje povolení k nakládání s vodami a posouzení, zda konstrukce spadá pod režim vodních děl.
• Stavební zákon (č. 283/2021 Sb.) předepisuje povolení záměru; plovoucí elektrárna typicky nesplňuje definici drobné stavby, takže zjednodušený režim nepřipadá v úvahu.
• Energetická licence ERÚ je nutná pro komerční výrobu; od 1. 8. 2025 lze bez licence provozovat zdroj do 100 kW včetně, pokud slouží vlastní spotřebě nebo bezúplatnému sdílení a v odběrném místě nestojí jiná výrobna.

Prakticky vzato jde o individuálně povolovaný záměr, kde se potkává vodoprávní úřad, stavební úřad a energetický regulátor. Rychlý „plug-and-play“ režim známý ze střešních instalací zde zatím neplatí.