Szukaj na tym blogu

piątek, 29 czerwca 2012

Mikroinwertery liczne zalety z ważnym problemem.

Coraz więcej producentów inwerterów czy mówiąc po polsku przetwornic wprowadza do sprzedaży mikroinwertery dedykowane do współpracy z jednym modułem fotowoltaicznym. W tym przypadku prąd stały produkowany przez baterię słoneczną jest zamieniany na prąd przemienny bezpośrednio przy module. Następnie kolejne mikroinwertery łączone są równolegle ze sobą i finalnie z centralą za pośrednictwem, której prąd oddawany jest do sieci.


Mikroinwerter Enphase

W materiałach propagandowych (prasowych) można znaleźć informację o licznych benefitach związanych ze stosowaniem w instalacjach mikroinwerterów. Niestety producenci zazwyczaj podają jedynie jedną (korzystną) stronę danej technologii.


Zalety mikroinwerterów

Podstawową zaletą mikroinwertera jest zamiana prądu stałego na przemienny na poziomie jednego modułu fotowoltaicznego z tego powodu moduł ten może pracować z optymalną mocą i nie jest ograniczany słabszymi modułami które mogą znajdować się w łańcuchu. Standardowym problemem tradycyjnych systemów fotowoltaicznych jest utrata efektywności w przypadku pojawienia się w łańcuchu połączonych szeregowo paneli słabszych urządzeń.



Różnice w mocach poszczególnych modułów powodują że mocniejsze moduły w łańcuchu pracują jak te słabsze.


Mikroinwertery pozwalają niezależnie wykorzystać potencjał każdego z modułów



Słabsze i mocniejsze moduły zawsze będą pojawiać się w instalacji
  • Po pierwsze z uwagi na pewną tolerancję mocy tych urządzeń średnio 3-10%.
  • Po drugie z uwagi na nierównomierne brudzenie się modułów
  • Po trzecie z uwagi na zmienną, jakość wykonania i materiałów, które będą wpływać na szybsze czy wolniejsze "zużycie" się modułów
  • Po czwarte z uwagi na możliwość wystąpienia okresowych zacienień

W każdej instalacji fotowoltaicznej w mniejszym lub większym stopniu będą występować problemy nierównej mocy modułów. W tym przypadku zastosowanie mikroinwerterów pozwoli zwiększyć uzysk energii o kilka - kilkanaście procent. Jednak zazwyczaj będzie to kilka 5-10 procent. Zwiększenie uzysku o kilkanaście-kilkadziesiąt procent byłoby możliwe w skrajnych przypadkach, gdy w łańcuchach zainstalowane są wadliwe moduły lub instalacja jest często zacieniana. Są to przypadki, które nie powinny występować w prawidłowo zaprojektowanych i zamontowanych instalacjach fotowoltaicznych. 
Zaletą instalacji opartej o mikro inwertery jest możliwość monitoringu niezależnie każdego z inwerterów - każdego z panelu. Tego typu monitoring pozwala szybko zlokalizować i wyeliminować słaby moduł w instalacji, który np. uległ awarii.

Niepotwierdzoną zaletą mikroinwerterów jest także ich żywotność. Enphase lider na rynku tego typu inwerterów twierdzi, że, średni czas bezawaryjnej pracy, czyli czas, przez który może działać urządzenie bez przerwy to 119 lat. Potwierdzenie takiego rezultatu wskazywałoby dużą niezawodność tego typu urządzeń także w stosunku do klasycznych inwerterów.



Ograniczenia mikroinwerterów

Podstawową i kluczową wadą mikroinwerterów jest ich cena. W małych i średnich instalacjach w przeliczeniu na kW mocy koszt zakupu mikro - inwerterów będzie od kilkunastu do kilkudziesięciu procent wyższy niż w przypadku zastosowania centralnego inwertera. W przypadku klasycznych inwerterów centralnych wzrost mocy instalacji przekłada się na jednostkowy spadek ceny za kW mocy. W przypadku mikro-inwerterów takiego efektu nie osiągniemy.

Wśród mikro-inwerterów niema także rozwiązań wyspowych a do rzadkości należą urządzenia trójfazowe.

Problematyczna wydaje się także współpraca mikroinwerterów z panelami cienkowarstwowymi, które wymagają uziemiania tablicy inwertera.



Mikroinwertery - kiedy pomyśleć o wyborze.

Obecnie nad wyborem mikroinwerterów powinni zastanowić się inwestorzy planujący montaż małej instalacji do kilku kW mocy zwłaszcza, jeżeli np. na dachu mogą wystąpić lokalne problem z zacienieniem. Mikro-inwertery są także godnym polecenia rozwiązaniem dla inwestorów, którzy myślą o stopniowej rozbudowie swojej instalacji.

Mikro inwertery to technologia, która może mieć przed sobą przyszłość. Na rynku producentów modułów fotowoltaicznych można zaobserwować ciągłą tendencję do wzrostu mocy. Obecnie standardem są modułu ponad 200W a wielu producentów posiada w ofercie modele ponad 300W. Wraz ze wzrostem mocy modułów można spodziewać się spadku ceny za wat mocy zintegrowanego mikroinwertera.

sobota, 23 czerwca 2012

Co dalej z rynkiem zielonych certyfikatów?

Niemożliwe staje się coraz bardziej możliwe tak najkrócej można opisać sytuację na rynku zielonych certyfikatów kluczowego elementu wsparcia dla odnawialnych źródeł energii. Mimo zwaloryzowania i podniesienia wartości opłaty zastępczej przez URE do 286,74 zł/MWh, która w praktyce stanowi graniczną cenę zielonych certyfikatów ceny tych papierów wartościowych notowanych na Towarowej Giełdzie Energii w przeciągu ostatnich 3 miesięcy zanotowały 2 poważne załamania. Aktualna cena wynosząca 263,13 zł/MWh jest ok 23 zł (8%) niższa niż zakładało większość inwestorów w swoich analizach ekonomiki dla instalacji z OZE. Należy, bowiem dodać, że przez długie lata, gdy podaż energii z OZE była niższa niż ustalony przez ministerstwo poziom cena zielonych certyfikatów praktycznie pokrywała się z ceną opłaty zastępczej. A z uwagi, że jeszcze kilka lat temu wypełnienie wskaźników wydawało się rzeczą nierealną wielu inwestorom nawet nie śniło się, że cena zielonych certyfikatów kiedyś może spaść.
Notowania zielonych certyfikatów na TGE


Czy nowa ustawa rozwiąże problem ?

W mojej ocenie nową ustawę o oze można porównać do gaszenia pożaru papierem. W początkowej fazie rzeczywiście ogień przygaśnie, lecz później powróci ze zdwojoną siłą. Jeżeli popatrzymyna podaż zielonych certyfikatów to dominują tu elektrownie współspalające biomasę z węglem oraz wodne i wiatrowe. Znaczące ograniczenie wsparcia dla współspalania oraz starych zamortyzowanych elektrowni wodnych początkowo znacząco zmniejszy podaż certyfikatów na rynku, lecz z drugiej strony hojne rozdawanie praw majątkowych dla fotowoltaiki 2,85 certyfikatu za 1 MWh i dużej energetyki wodnej 2,3 certyfikatu za 1 MWh może sprawić że nadpodaż certyfikatów uderzy ze zdwojoną siłą. Zaledwie 1200 MW mocy zainstalowanych w fotowoltaice przyniesie ok. 3 000 000 certyfikatów rocznie, czyli tyle ile obecnie dostarcza współspalanie. Wydaje się, że ustawodawca nie do końca zdaje sobie sprawę jak szybko i jak dużo można zainstalować elektrowni fotowoltaicznych, jeżeli system wsparcia jest odpowiednio hojny. Trudno sobie też wyobrazić, że ministerstwo będzie znacząco podnosić wskaźnik udziału OZE ponad zaplanowane cele, aby sprostać podaży zielonej energii na rynku.

niedziela, 17 czerwca 2012

Wrażenia z intersolar 2012

Moja ostatnia nieobecność na blogu spowodowana była wyjazdem do Monachium na targi Intersolar. Z góry polecam każdemu zainteresowanemu branżą słoneczną podobny wyjazd. Targi są naprawdę duże z licznymi nowościami.

Przyjeżdżając do południowych Niemiec od razu widać, że ten kraj fotowoltaiką stoi. Nie trzeba daleko szukać, aby zobaczyć kilku MW farmę słoneczną a na średnio połowie domów, na których dach na to pozwala znajduje się mikro elektrownia fotowoltaiczna.


Wracając do targów Intersolar to targi branży słonecznej tzn fotowoltaiki i techniki cieplnej w praktyce to jednak targi w dużej przewadze fotowoltaiczne z dodatkiem techniki cieplnej. Targi potwierdzają trend, że słoneczna branża grzewcza jest w wyraźnej defensywie w europie. Przy pewnym poziomie ceny instalacja kolektorów słonecznych staje się bezzasadna. Energia elektryczna jest bardziej uniwersalna i bardziej wartościowa. Intersolar w przeciwieństwie do polskich targów to dalej miejsce dla spotkań biznesu z danej branży. Mnóstwo wystawców mnóstwo zwiedzających, z których zdecydowaną mniejszość stanowią "domkowicze" i studenci.


Nie sposób opisać wszystkie nowości z branży PV jakie można było zobaczyć na intersolar w tym roku. Poniżej wybrane najciekawsze w ocenie autora produkty.

Systemy umożliwiające integrację baterii słonecznych z poszyciem dachowym to niewątpliwie przyszłość systemów fotowoltaicznych. Na targach wiele firm oferowała zarówno dachówki fotowoltaiczne jak i systemy umożliwiające montaż i integrację paneli z dachem.

Dachówka fotowoltaiczna
Dachówka fotowoltaiczna
Dachówka fotowoltaiczna

Dachówka fotowoltaiczna
Montaż paneli fotowoltaicznych w sposób zintegrowany z dachem
Montaż paneli fotowoltaicznych w sposób zintegrowany z dachem

Wśród paneli fotowoltaicznych bardzo ciekawe wydawały się moduły przeznaczone do montażu w miejscach przeszklonych, które z uwagi na zatopienie ogniw w przeźroczystej płycie szklanej absorbowały promieniowanie słoneczne z przodu i z tyłu (promieniowanie odbite).

Panel fotowoltaiczny absorbujący promieniowanie z tyłu i przodu

Wiele firm zaprezentowało także hybrydowe panele składające się z ogniw zbudowanych z krzemu mono i poli krystalicznego, które charakteryzowały się zwiększonym uzyskiem energii w wysokich temperaturach. Więcej o korzyściach ze stosowania tego typu paneli w innym wpisie.

Panel fotowoltaiczny z ogniw z mieszaniny krzemu mono i polikrystalicznego o zwiększonej wydajności w wysokich temeraturach

W przypadku inwerterów nowościami w wielu firmach były mikro przetwornice przeznaczone do obsługi jednego modułu. W tego typu systemach każdy moduł ma własny inwerter zamiast jednej jednostki centralnej. Zaletą tego typu rozwiązania jest brak utraty mocy systemu w przypadku zacienienia jednego modułu. Szerzej o tego typu systemach w innym wpisie.

Mikro inwerter do podłączenia jednego panelu


Więcej z intersolar w następnym numerze GlobEnergia.

poniedziałek, 11 czerwca 2012

Baterie słoneczne drugiej generacji w odwrocie?

Jeszcze 2-3 lata temu większość ekspertów z branży PV w tym także ja roztaczało przed technologią cienkowarstwową i bateriami słonecznymi II generacji świetlaną przyszłość i rosnący udział w rynku. Przewidywania te nie do końca znalazły potwierdzenie, a nowe technologie mogące zrewolucjonizować branżę słoneczną mają przed sobą trudne czasy.

Co się stało z First Solar-em ?

First Solar firma legenda, jeżeli chodzi o rynkowy sukces baterii drugiej generacji opartych o tellurek kadmu CdTe podała niedawno informację o olbrzymiej stracie w pierwszym kwartale 2012 w wysokości 450 mln dolarów. Informacja ta była szokiem dla inwestorów i branży słonecznej. Choć problemy First Solar-a są znane od ponad roku. W tym czasie firma musiała wymieniać na gwarancji tysiące wadliwych paneli i borykać się z coraz to większą konkurencją. Kondycję firmy dobrze oddaje wycena giełdowa, która w ciągu roku zmniejszyła się 10 krotnie z 130 USD do 13 USD. Dynamiczny rozwój firmy obserwowany przez ostatnie lata potwierdzony rosnącą wykładniczo produkcją został zatrzymany a informacja o zamknięciu fabryki w Niemczech potwierdziła obawy, że firma ma poważne problemy. Problemy te mają jeden wspólny mianownik - zbyt szybko spadające ceny. Technologia cienkowarstwowa oparta o tellurek kadmu CdTe święciła rynkowe sukcesy, gdy ceny krzemowych baterii słonecznych oscylowały wokół 2-3 USD za wat a First Solar był w stanie zejść z kosztami produkcji do 0,7 USD za watt. Taka dysproporcja w kosztach dawała olbrzymią przewagę rynkową i profity. Obecnie koszty produkcji baterii krzemowych i tych z tellurku kadmu bardzo się zbliżyły a konkurencja przeniosła się na wartości użytkowe. W tej materii baterie z tellurku kadmu charakteryzują się większym uzyskiem energii z zainstalowanego wata dzięki mniejszemu spadkowi mocy wraz z temperaturą jednak same panele mają niższą sprawność, przez co do osiągnięcia tej samej mocy potrzebna jest większa powierzchnia.

Nanosolar - firma, która słynie z niedotrzymywania obietnic

Nanosolar to firma, z którą cała branża solarna wiązała olbrzymie nadzieje. Firmie udało się wprowadzić do produkcji technologię przemysłowego druku poszczególnych warstw cienkowarstwowego ogniwa opartego o CIGS. Technologia miała być wydajna szybka i tania już, w 2006 czyli 5 lat temu mówiło się o kosztach produkcji grubo poniżej 1 USD za wat. Problem w tym, że ciągle się tylko mówiło a firma ciągle była dokapitalizowana łącznie przez 5 lat kwotą ok. 500 mln USD. Co prawda 2 lata temu została uruchomiona fabryka pod Berlinem, która obecnie ma mieć zdolność produkcyjną rzędu 450 MW. Zagadkowe jest że przy takich mocach wytwórczych produkcja Nanosolar-a oscyluje wokół kilku MW rocznie a paneli praktycznie nie można uświadczyć na rynku. Co prawda firmie udaje się pozyskiwać nowe fundusze na działanie i rozwój jednak nikt w nieskończoność nie będzie finansował technologii, która nie może odnaleźć się na rynku. W przypadku Nanosolara prawdopodobne są dwa scenariusze. W pierwszym koszty produkcji w rzeczywistości są wyższe niż zakładano z tego powodu niema rynkowego popytu na produkowane panele. Drugi powód bardziej realny to problem techniczny w działaniu, trwałości itp., przez który firma nie chce wejść szeroko na rynek ryzykując bankructwo pod wpływem licznych problemów gwarancyjnych.

Solyndra i Konarka nowa technologia bankructwo i skandal

Solyndra i Konarka, choć rozwijały odmienne technologie mają jeden wspólny mianownik bankructwo w cieniu skandalu.

Solyndra rozwijała technologię tubowych baterii słonecznych opartych o CIGS. W zeszłym roku firma zbankrutowała tuż po otrzymaniu gwarancji rządu USA na kwotę 535 USD. Bankructwo Solyndry poza finansowym skandalem nie było zaskoczeniem. Firma rozwijała technologię, która poza ciekawym kształtem nie posiadała specjalnie dużych zalet przy jednocześnie relatywnie wysokich kosztach produkcji.

Historia konarki jest bardziej ciekawa. Firma jest na drodze do bankructwa gdyż nie udało się jej w pełni skomercjalizować bądź, co bądź bardzo ciekawego rozwiązania polegającego na produkcji elastycznych organicznych baterii słonecznych nazywanych rynkowo Power Plastic. Mimo 10 lat pracy firmie nie udało się opracować i wdrożyć do masowej produkcji organicznej baterii słonecznej o akceptowalnej przez rynek spławności i długowieczności. Firma otrzymała od 2001 r. łącznie ok 150 mln USD wsparcia finansowego ze strony prywatnych inwestorów. dodatkowo ok. 20 mln USD wsparcia organizacji rządowych USA i co budzi największe kontrowersje 1,5 mln pożyczki od stanu Massachusetts tuż przed bankructwem.

Dokąd zmierza technologia cienkowarstwowa?

Z uwagi na silną konkurencję cenową firmy rozwijające technologie krzemowe znacząco obniżyły ceny często do granicy opłacalności produkcji baterii słonecznych. Tak szybki spadek cen stał się zaskoczeniem dla całej branży fotowoltaicznej i także silnie zaszkodził rentowności produkcji paneli najnowszych generacji. Jeżeli jednak popatrzymy szerzej na branże i technologie to klasyczne krzemowe baterie słoneczne nie mają już dużego potencjału do redukcji ceny a rynek taki spadek ciągle będzie wymuszał. Z tego też względu w dłuższym horyzoncie technologie cienkowarstwowe posiadają większy potencjał rozwoju i redukcji ceny. Całkiem prawdopodobne, że na niepowodzeniach i bankructwach pionierów wyrosną nowi gracze, którzy odniosą sukces i wdrożą szeroko na rynek nowe technologie.

poniedziałek, 4 czerwca 2012

Kto chce nas naciągnąć na OZE


W nowej ustawie o OZE największe boje toczyły się o współczynniki korekcyjne, czyli w konsekwencji o wysokość wsparcia, jakie będzie otrzymywać dana technologia. Z uwagi, że wsparcie to idzie z kieszeni wszystkich zużywających prąd powinno być ono optymalne. W mojej ocenie słowo optymalne powinno oznaczać nie za wysokie a jednocześnie gwarantujące ekonomiczne podstawy danej instalacji. Czy proponowane w ustawie wsparcie jest optymalne? Aby odpowiedzieć na to pytanie proponuję porównanie wysokości wsparcia w Polsce i Niemczech, które od lat modelowo także pod względem wielkości wsparcia wspierają OZE. 
Źródło
Euro/MWh
zł/MWh

zł/MWh
1 euro =
4,2 PLN

Niemcy
Polska

Hydroelektrownie




Różnica
do 500 kW
127
533,4
75 kW do 1 MW
658,78
124%
do 2 MW
88
369,6


0%
do 5 MW
63
264,6
1 MW do 5 MW
687,46
260%
do 10 MW
55
231
5 MW do 20 MW
773,48
335%
do 50 MW
42
176,4



pow. 50 MW
34
142,8
powyżej 20 MW
859,5
602%






Biogaz





Z wysypisk i
oczyszczalni






do 500 kW
86
361,2
pow 200 kW
415,06
115%
do 5MW
58,9
247,38



Biogaz rolniczy





do 500 kW
160
672
500 kW do 1 MW
615,77
92%
500 kW do 20 MW
140
588
pow 1 MW
601,44
102%






Biomasa





do 150 kW
143
600,6



do 500 kW
123
516,6



do 5 MW
110
462
do 10 MW
687,46
149%
do 20 MW
60
252
pow 10 MW
529,75
210%






Fotowoltaika





do 30 kW
244,3
1026,06
do 100 kW
1100
107%
do 100 kW
232,3
975,66



do 1 MW
219,8
923,16



pow 1 MW
183,3
769,86
pow 100 kW
1016
132%






En wiatrowa





do 50 kW
89,3
375,06
do 200 kW
650
173%

90
378
200 kW do 500 kW
544,09
144%


0
pow 500 kW
458,07

morskie
150
630
morskie
716,13
114%
 


Dla mniej spostrzegawczych największe anomalie zaznaczone są na czerwono. Najbardziej dziwne wydaje się projektowanie wsparcia dla hydroenergetyki. Nie dość, że wysokość wsparcia rośnie wraz ze wzrostem zainstalowanej mocy (prawdziwy ewenement) to jeszcze wysokość tego wsparcia jest do 6 razy wyższa niż w Niemczech!

Analizując tą tabelę nasuwa się pytanie czy duże polskie koncerny energetycznie nie planują czasem inwestycji w duże elektrownie wodne i biomasowe?