Szukaj na tym blogu

sobota, 24 listopada 2012

Jakie powinno być wsparcie dla fotowoltaiki

Prace nad projektem ustawy o OZE rozpaliły branże fotowoltaiczną do czerwoności. Wystarczy odwiedzić jakiekolwiek targi branżowe, aby zauważyć, że z końcem 2012 OZE to fotowoltaika + dodatki. Rzeczywiści zmiany w prawie, które obecnie są proponowane dają inwestorom podstawy do zainteresowania się instalacjami fotowoltaicznymi.


Typ instalacji
Współczynnik
Maksymalna wysokość wsparcia
Instalacje fotowoltaiczne o mocy zainstalowanej powyżej 100kW do 1MW montowane wyłącznie na budynkach
2,85
1015 zł
Instalacje fotowoltaiczne o mocy zainstalowanej powyżej 100kW do 1MW montowane wyłącznie poza budynkami
2,75
986 zł
Instalacje fotowoltaiczne o mocy zainstalowanej powyżej 1MW do 10MW
2,45
900 zł

Typ instalacji
Taryfa zł/kWh
Instalacja fotowoltaiczne o mocy zainstalowanej do
10kW montowane wyłącznie na budynkach
1,30
Instalacje fotowoltaiczne o mocy zainstalowanej powyżej 10 kW do100kW montowane wyłącznie na budynkach oraz instalacje fotowoltaiczne o mocy zainstalowanej do10kW montowane wyłącznie poza budynkami
1,15
Instalacje fotowoltaiczne o mocy zainstalowanej powyżej 10kW do 100kW montowane wyłącznie poza budynkami
1,10

Proponowana wysokość wsparcia w myśl nowej ustawie o OZE


Jeżeli chodzi o małe instalacje do 100 kW osobiście nie mam wątpliwości, że zasadność oraz proponowana wysokość wsparcia jest odpowiednia. Rozwój mikro źródeł jest korzystny dla bilansu energetycznego i ograniczenia strat przesyłowych. Także z uwagi na zupełny brak tego typu źródeł w Polsce przez długi czas nie będzie wpływał negatywnie na sieć elektro energetyczną. Rozwój mikro źródeł fotowoltaicznych powinien mieć także pozytywny wpływ na lokalną gospodarkę. Przy tej wielkości instalacji z uwagi na wielkość potrzebnego kapitału praktycznie każdy będzie mógł zainwestować, a instalacje te w większości wykonywane będą przez lokalne firmy. Także skumulowana moc tego typu instalacji będzie rosła w umiarkowanym tempie a biorąc pod uwagę spadające ceny urządzeń z branży PV wysokość wsparcia będzie mogła być systematycznie obniżana i nie będzie miała dużego wpływu na cenę energii elektrycznej. Sytuacja wygląda odmiennie w przypadku dużych instalacji, które w myśl nowej ustawy pozostaną w systemie zielonych certyfikatów. W tym przypadku wysoki poziom wsparcia (a obecnie mamy z takim do czynienia) może spowodować wręcz niekontrolowany przyrost zainstalowanej mocy jaki obserwowaliśmy w Czechach w 2010r. gdzie w tym małym kraju zainstalowano 1,5 GW elektrowni PV po czym rząd zmuszony był do tak drastycznych cięć że w roku kolejnym zainstalowane zostało zaledwie 10 MW, a obecne wsparcie umożliwia praktycznie montaż instalacji do 30 kW zlokalizowanych na dachu. Czesi zauważyli problem jak ceny energii poszybowały w górę a rolnicy zamiast siać kukurydzę oddawali najlepszą ziemię pod instalacje PV. Czesie nie zdawali sobie sprawy jak wiele jest w Europie kapitału, który chętnie zainwestuje w farmę fotowoltaiczną a im większa instytucja finansowa tym większy apetyt na MW. Z uwagi na prostotę budowy farmy fotowoltaicznej nawet duże obiekty rządu kilku - kilkunastu MW można wybudować w kilka - kilkanaście tygodni + procedury administracyjne. Z tego względu przy złym prawie z zbyt hojnym wsparciu zanim zostania ograniczone wsparcie można naprawdę dużo zainstalować zwłaszcza w takim kraju jak polska gdzie zmiana prawa następuje bardzo powoli.

Nowa ustawa o OZE za dużo dla dużych.

Abstrahując od systemu wsparcia mam duże wątpliwości do zasadności wspierania dużych naziemnych instalacji fotowoltaicznych biorąc pod uwagę, że powierzchnia dachów w Polsce jest wystarczająca do zaspokojenia całego naszego zapotrzebowania na energię przez zamontowane na nich instalacje PV. Dobrą zmianą w kolejnych projektach ustawy o OZE było ograniczenie wsparcia dla większych instalacji jednak w mojej ocenie jest ono niewystarczające. 10 MW to ok 20 ha wyjęte z produkcji rolnej a 900 zł/MWh przy kosztach instalacji ok 55 000 000 zł to bardzo dobry biznes dla każdej instytucji, która dysponuje takimi środkami w zapewnie nie będzie to przeciętny polski rolnik. Z punktu widzenia rozwoju prosumenckiego systemu energetycznego zasadne wydaje się ograniczenie instalacji naziemnych do max 100 kW, które łatwo można wpinać do lini średniego napięcia a czasami nawet niskiego. Z kolei brak ograniczeń mocy powinien dotyczyć systemów dachowych, aby to je opłacało się rozwijać. Jeżeli OZE rozwijamy z uwagi na ekologię to na nieużytkach sadźmy drzewa a fotowoltaikę montujmy na dachach.

niedziela, 11 listopada 2012

Wydajność instalacji fotowoltaicznej

W polskich warunkach klimatycznych optymalnie zlokalizowana usytuowana i wykonana instalacja fotowoltaiczna jest w stanie wyprodukować rocznie nieco ponad 1 000 kWh z zainstalowanego kW mocy (STC). Zazwyczaj ten wskaźnik dla poprawnych instalacji oscyluje wokół 950 - 1025 kWh/kW w zależności od technologii wykorzystanych paneli fotowoltaicznych, inwertera i lokalizacji. W przypadku instalacji, do których budowy użyte zostały urządzenia o słabych parametrach (zwłaszcza inwerter i panele fotowoltaiczne) uzysk energii może spaść nawet poniżej 750 kWh/kW. Także niektóre moduły cienkowarstwowe zwłaszcza CIGS i a-Si dają nieco niższe uzyski. W ich przypadku optymalne instalacje osiągają w Polsce ok. 910 - 970 kWh/kW co często nie dyskwalifikuje ich z instalacji z uwagi na znacznie niższą cenę. Na uzysk energii wpływ ma także sposób montażu instalacji. Optymalne ustawienie to pochylenie paneli fotowoltaicznych 30-40 stopni na południe. Każde odchylenie od kierunku południowego oraz pochylenie poza wskazany zakres będzie skutkowało spadkiem produkowanej rocznie energii. Stosując te same komponenty najwyższy uzysk będą miały instalacje wolnostojące, które naturalnie będą schładzane przez swobodny przepływ powietrza. Montaż generatora fotowoltaicznego na dachu przy zachowaniu odstępów umożliwiających wentylację zmniejsza wydajność w stosunku do instalacji wolnostojącej o 2-5%. Z kolei brak wentylacji paneli na dachu jest powodem spadku wydajności o 7-10%. Z tego też powodu w przypadku systemów zintegrowanych z dachem ważne jest wykonanie kanałów wentylacyjnych lub zastosowanie paneli wykonanych z ogniw o możliwie niskim temperaturowym współczynniku strat mocy. 

Produkcja energii z instalacji fotowoltaicznej
Porównanie produkcji energii w poszczególnych miesiącach dla instalacji o mocy 10 kW zlokalizowanych w Krakowie pochylonej 35 stopni na południe.

Wydajność instalacji fotowoltaicznej

Porównanie wydajności instalacji kWh/kW dla poszczególnych technologii. Instalacje wykonane z optymalnych komponentów dla danej technologii.

Powyższe zestawienie wyraźnie pokazuje, że uzyskanie wysokiej wydajności głównie zależy od parametrów komponentów głównie paneli fotowoltaicznych i inwertera a w znacznie mniejszym stopniu od technologii samych paneli. W przypadku analizy wykonanej dla 4 instalacji wykonanych z wykorzystaniem paneli z krzemu krystalicznego, amorficznego, CdTe i CIGS w przypadku wyboru urządzeń o dobrych parametrach różnice między najmniej wydajnymi w naszym klimacie panelami z krzemu amorficznego a najwydajniejszymi z CdTe wynosiła 5%. Z kolei analiza wykonana dla zestawu składającego się z inwertera i paneli o słabych parametrach przy tych samych założeniach usytuowania instalacji wykazała spadek produkowanej energii o 25%. (Analiza w oparciu o symulację w programie PVsol Expert).

Więcej informacji na temat wydajności instalacji fotowoltaicznych w przygotowywanej książce. Oraz na szkoleniach

czwartek, 1 listopada 2012

Jak porównać moc elektrowni OZE z konwencjonalną.


W zależności od technologii produkcji energii elektrycznej z zainstalowanego kW czy MW mocy będzie wyprodukowana rocznie inna ilość energii. Wynika to z faktu, że zwłaszcza elektrownie oparte o odnawialne źródła energii rzadko pracują z mocą nominalną. Aby móc porównywać poszczególne technologie między sobą należałoby wprowadzić jakiś wspólny mianownik. Takim mianownikiem jest współczynnik wykorzystania mocy maksymalnej.

Współczynnik wykorzystania mocy maksymalnej to procentowy współczynnik przedstawiający wyprodukowaną przez elektrownię energię, jako hipotetyczny procent czasu pracy z mocą maksymalną.

Teoretycznie elektrownia może pracować rocznie 8760 godzin. Jeżeli posiada ona moc np. 1 MW to teoretyczna maksymalna produkcja energii wynosi 8760 MWh = 8,76 GWh.

Ile wynosi średni współczynnik wykorzystania mocy maksymalnej dla elektrowni OZE i konwencjonalnej? Poniższe zestawienie dla mocy 1 MW

Porównanie rocznej produkcji dla elektrowni o mocy 1 MW




Współczynnik
 wykorzystania
 mocy
 maksymalnej
Teoretyczna maksymalna produkcja dla 1MW elektrowni
8,76
GWh
100,0%
Elektrownia fotowoltaiczna
0,97
GWh
11,1%
Elektrownia wiatrowa dobra lokalizacja
2,1
GWh
24,0%
Elektrownia wiatrowa umiarkowana lokalizacja
1,4
GWh
16,0%
Elektrownia wodna
2,7
GWh
30,8%
Elektrownia węglowa
6,9
GWh
78,8%


Powyższe zestawienie pozwala szybko oszacować, jaką moc należy zainstalować w poszczególnych technologiach OZE, aby zastąpić elektrownię węglową o zadanej mocy.
  • Dla fotowoltaiki potrzebna jest moc 7,1 razy większa
  • Dla wiatrówki potrzebna jest moc 3,3-4,9 razy większa w zależności od lokalizacji
  • Dla energetyki wodnej potrzebna jest moc 2,6 razy większa

Na tej podstawie łatwo można zinterpretować dane o zainstalowanej mocy w OZE. Jeżeli w tym roku w Niemczech zainstalowano nieco ponad 7 GW w elektrowniach fotowoltaicznych to energetycznie zastąpili oni 1 GW w elektrowniach węglowych.