Newsletter

Dostávejte to nejzajímavější ze světa veřejné správy i v našich newsletterech.

* Kliknutím na „Odebírat“ souhlasíte s našimi zásadami o Ochraně osobních údajů a zasíláním pravidelných newsletterů. Odhlásit se můžete kdykoliv.

Energetika

Fotovoltaika pomáhá s čištěním odpadních vod

Solární energii využívají domácí i zahraniční čistírny a hledají inovativní řešení

Úspory pro obce, vodohospodářské společnosti, ale i jejich zákazníky nebo přínos pro klima a životní prostředí nabízejí fotovoltaické elektrárny vyrábějící elektřinu pro provoz čistíren odpadních vod.

Čištění odpadních vod je energeticky i finančně náročný proces. Podle údajů Mezinárodní energetické agentury je vodohospodářský sektor, který zajišťuje sběr, dopravu a čištění odpadních vod, odpovědný za 4 procenta globální spotřeby elektřiny. Provoz čistíren odpadních vod (ČOV) pak v mnohých případech představuje významnou zátěž obecních rozpočtů. U menších obcí se ČOV podílí na celkovém objemu nakupované elektřiny 25 až 40 procenty.

V souvislosti s nárůstem cen energie tak obce i další provozovatelé hledají cesty jak snížit náklady spjaté s jejich fungováním. Kromě možné optimalizace provozu, která se nabízí zejména u starších zařízení, se v poslední době zvyšuje počet fotovoltaických elektráren (FVE), které slouží ke krytí vlastní spotřeby ČOV. Podle velikosti provozu se objevují instalace o výkonu řádově nižších desítek kilowatt až po megawattové výrobny zásobující elektřinou ČOV velkých měst a jejich aglomerací.

Příkladem menší instalace může být FVE umístěná na střeše ČOV v obci Nemile na Šumpersku, uvedená do provozu v roce 2021. Elektrárna je tvořena 50 solárními panely s celkovým výkonem 19 kWp. Za rok vyrobí zhruba 19 MWh, což představuje zhruba třetinu vlastní spotřeby ČOV. Elektrárna byla financována s využitím programu „Fotovoltaika za korunu“ a její instalaci i následný provoz zajišťuje společnost ČEZ ESCO. Investice do elektrárny je splácena formou odkupu vyrobené elektřiny za předem dohodnutou cenu. Po 15 letech provozu jí obec může odkoupit za symbolickou 1 Kč. Za dobu svojí životnosti by tato FVE měla obci přinést úsporu na nákupu elektřiny za více než 2 mil. Kč.

Do stejné velikostní kategorie spadá i FVE umístěná na střeše objektu ČOV v obci Drahanovice v Olomouckém kraji. FVE s instalovaným výkonem 34 kWp zde byla spuštěna v roce 2022. Náklady na její realizaci dosáhly 720 tis. Kč včetně DPH a očekávaná návratnost je po 3 až 5 letech provozu.

Bateriemi k vyšší efektivitě provozu

Pro vyšší využití vyrobené elektřiny lze FVE rozšířit také o bateriová úložiště. Příkladem může být FVE v areálu ČOV v obci Darkovice v Moravskoslezském kraji. Pozemní instalace o výkonu 19 kWp je zde doplněna o bateriové úložiště s kapacitou 40 kWh. Nevýhodou takového řešení jsou vyšší investiční náklady, které v tomto konkrétním případě dosáhly necelých 1,4 mil. Kč bez DPH. Výhod je hned několik. Kromě možnosti solárního napájení i v době, kdy slunce právě nesvítí, umožňují obecně vyšší využití výroby z FVE v čase. Pokud je systém vhodně dimenzován, mohou baterie zkrátit návratnost celé investice. Mimo to poskytují možnost provozu ČOV i při krátkodobém výpadku napájení ze sítě.

Bateriové úložiště doplňuje také FVE zásobující elektřinou ČOV v Dobříši. Ta je jednou ze dvou elektráren umístěných na objektech ve vlastnictví města. Jejich celkový výkon je 435 kWp. Kapacita bateriové akumulace dosahuje hodnoty 323 kWh. Celková částka vynaložená na realizaci projektu byla 22,8 mil. Kč bez DPH s tím, že na její podporu byla poskytnuta dotace ve výši 8,4 mil. Kč. Roční úspora za nakupovanou elektřinu je v případě ČOV odhadována na 2 mil. Kč s návratností vynaložených prostředků do cca 5 let.

V Blansku se rozhodli rozložit realizaci FVE na několik etap. První zahrnuje umístění fotovoltaických panelů na střechy budov Svazku vodovodů a kanalizací a místní Vodárenské akciové společnosti. Jejich předpokládaný výkon je 80 kWp a dosahovaná roční úspora kolem 2 mil. Kč. V rámci plánované druhé etapy mají být panely umístěny na střechu kompostárny (budova s červenou střechou na obrázku výše). Třetí etapa potom počítá s umístěním panelů na volné zelené plochy v areálu ČOV.

Když už střechy nestačí

V případě, kdy z různých důvodů (nevhodná orientace, stínění apod.) není možné umístit solární panely přímo na budovy v rámci areálu ČOV, přicházejí v úvahu i jiné alternativy. Příkladem může být město Kunštát. ČOV tam představuje jednoho z největších spotřebitelů elektřiny v rámci majetku města. Z důvodu nevhodné dispozice není v plánu umístit FVE přímo v areálu čistírny. Namísto toho mají být panely osazeny jiné budovy města a získaná elektřina má být sdílena napříč městskými objekty, včetně ČOV.

V zahraničí je testována i konfigurace, kdy jsou panely umístěny na plovoucí konstrukci přímo na hladině nádrží ČOV. Pilotní projekt v tomto uspořádání realizovala například Univerzita v Kapském městě. V rámci projektu je vyhodnocován mimo jiné i vliv vody na snížení provozní teploty solárních panelů, což má příznivě ovlivňovat jejich výkon, nebo snížení odpadu z nádrže stíněné těmito panely.

Stejného uspořádání má využívat i ČOV v obci Eching am Ammersee v Německu. FVE rozprostírající se na přibližně 50 procentech povrchu zdejších vodních nádrží má být během roku schopna vyrobit až 1500 MWh elektřiny.

Ultimátním řešením z hlediska prostorového využití jsou instalace zastřešující celý areál ČOV. Jednu z nich lze nalézt například v čínském městě Čeng-čou. FVE ne nepodobná agrivoltaickým instalacím zde zakrývá většinu areálu čistírny včetně nádrží a přilehlých ploch.

V případě vhodného geometrického návrhu by v kombinaci s bifaciálními solárními panely bylo možné zužitkovat i sluneční záření odrážející se od vodní hladiny pod takto instalovanými panely.

Kromě umístění na pevné ocelové konstrukci je možné využít i uspořádání, kdy jsou panely upevněny na ocelových lanech, napnutých mezi příhradovými nosníky, podobně jako je tomu v případě instalace v čínském městě Ši-ši v provincii Fu-ťien. Zdejší FVE je tvořena 10 tisíci panely, které dohromady generují výkon 3 MWp.

České plány do budoucna

Domácí instalace zatím megawattové velikosti nedosahují, i když i to se má brzy změnit. Do konce letošního roku by totiž měla na volné ploše areálu brněnské ČOV vyrůst FVE s výkonem necelého 1 MWp. Celkové náklady na její výstavbu mají dosáhnout více než 22 mil. Kč. Necelá třetina má být hrazena z modernizačního fondu, zbytek budou platit Brněnské vodovody a kanalizace.

Stejně tak Praha chystá rozsáhlý projekt využití fotovoltaiky na vodohospodářských budovách. Jen v letošním roce mají být FVE umístěny na prvních 15 objektů Pražské vodohospodářské společnosti (PVS) a firmy Pražské vodovody a kanalizace (PVK), která společně s PVS spravuje pražskou vodohospodářskou infrastrukturu. Jejich souhrnný výkon má být 2,2 MWp a odhadovaná roční výroba má dosáhnout 1920 MWh. Celkově bylo identifikováno 74 budov obou společností které by do roku 2030 měly být osazeny střešní fotovoltaikou o výkonu 14,5 MWp. Ta by měla umožnit snížení nákladů na nakupovanou elektřinu až o jednu třetinu, což by se následně mělo promítnout i do ceny vodného a stočného.

Kromě toho je zvažováno také zastřešení nové vodní linky Ústřední ČOV na Císařském ostrově. Vzniknout by zde měla FVE o výkonu 6,1 MWp, která by měla pokrýt 1/10 spotřeby tohoto provozu. Fotovoltaika je plánována i v souvislosti s připravovanou rekonstrukci nedaleké staré linky.

V souvislosti s poklesem ceny příslušných technologií a nárůstem provozních zkušeností bude zajímavé sledovat další rozvoj nasazení fotovoltaiky v tomto sektoru. Lokální produkce, kdy existuje možnost okamžitého uplatnění takto vyrobené elektřiny, dává smysl v každém případě. Z jejího rozšíření by ve finále mohly profitovat nejen obce a vodohospodářské společnosti, ale i zákazníci a hlavně životní prostředí – největší část výroby elektřiny totiž u nás stále pochází především z fosilních zdrojů jako je uhlí nebo zemní plyn.

Oldřich Sklenář

energetický analytik Klimatýmu

Asociace pro mezinárodní otázky

Nejčtenější kategorie
Chytré město
494
Energetika
573
IT
464
Dotace a Finance
1509
Zdravé město
49

Nezmeškejte žádné informace!

Přihlaste se k odběru newsletteru a buďte stále v obraze