Podziel się:

Elektrownia fotowoltaiczna dla meblarstwa

21-09-2022
Do schowka
Ogromny wzrost cen energii elektrycznej z poziomu 350 zł/MW do poziomu 1.300 zł/MW na przestrzeni ostatnich 2 lat, spowodował bardzo duże zainteresowanie własnymi elektrowniami fotowoltaicznymi.

 

 

Branża meblarska jest produkcją energochłonną, koszt energii jest znaczący w budżecie każdego przedsiębiorstwa, sięga od kilku do 10% w budżecie kosztowym firmy, w zależności od skali produkcji i stosowanych technologii wytwórczych. Dlatego coraz więcej firm decyduje się na inwestycje we własne elektrownie PV. 


Ogromny boom na montaż paneli PV miał miejsce wśród inwestorów indywidualnych wykorzystujących program „Mój prąd” i masowo montujących mikro instalacje przydomowe, działających jako prosumenci oddający nadwyżki energii do sieci i odbierając w ciągu roku rozliczeniowego energię od lokalnego dystrybutora (OSD) o wartości równej 80% oddanej energii. Zmiana warunków wzajemnych rozliczeń spowodowała zahamowanie inwestycji w przydomowe mikro instalacje PV.


W ostatnich dwóch latach, nastąpił gwałtowny wzrost realizacji przyzakładowych elektrowni PV, o mocy od 50 kWp do 1-2 Mwp.

 

Elektrownia fotowoltaiczna – od czego zacząć?


Decydując się na własną elektrownię PV należy odpowiednio przygotować się do procesu inwestycyjnego przeprowadzając studium wykonalności projektu obejmującego: wizję lokalną, wybór odpowiedniego miejsca posadowienia inwestycji, ekspertyzy geologiczne gruntu lub badanie wytrzymałości i stanu technicznego dachu, wykonane przez eksperta na podstawie dokumentacji powykonawczej lub poprzez badanie odkrywki dachu. Następnym etapem jest uzyskanie warunków zabudowy oraz warunków przyłącza instalacji PV po stronie AC, wydanych przez lokalny samorząd, lokalnego operatora OSD. Przy instalacjach powyżej 50 kWp wymagane jest pozwolenie na budowę.


Inwestycja w PV planowana jest na 30-40 lat i dobór odpowiedniej techniki montażu, jak również zastosowanych komponentów jest bardzo ważnym czynnikiem. Oszczędzając na inwestycji możemy w globalnym ujęciu ponieść straty.

 

Na dachu czy na gruncie?


Konstrukcja wsporcza gruntowa powinna charakteryzować się bardzo dużą odpornością na korozję oraz odpowiednią wytrzymałością na wyrwanie. Pamiętajmy, że konstrukcja wsporcza pracuje jak kratownica. Każdy jej krytyczny element może doprowadzić do naprężeń przenoszonych na panele PV, co w efekcie może uszkodzić panele na niej zamontowane.


Konstrukcje dachowe wsporcze dzielimy na inwazyjne i bezinwazyjne, ich konstrukcja jest uzależniona od nachylenia dachu, jak również jego budowy. Na polskim rynku jest szereg firm oferujących kompletne systemy wsporcze do różnych rodzajów dachów i o różnej wytrzymałości.


Z kolei panele powinny charakteryzować się odpowiednią sprawnością energetyczną na poziomie 20%, wytrzymałością na uderzenia i obciążenia statyczne (grad, śnieg). Powinny łatwo ulegać samooczyszczeniu (przyjmuje się, że nachylenie pod kątem 25° zapewnia samooczyszczenie paneli).


Jednym z elementów wyboru jest wybór miejsca posadowienia elektrowni, czyli odpowiedź na pytanie czy dach hali czy grunt. Odpowiedź na to pytanie uzyskamy przeprowadzając analizę geologiczną gruntu oraz analizę wytrzymałości dachu. Należy pamiętać, że instalacja PV na dachu to dodatkowe obciążenie na poziomie 25 kg/m2, a z kolei przy posadowieniu na gruncie, grunt musi mieć odpowiednią gęstość, aby można było pozytywnie wykonać tzw. próby wyrywania posadowionych pali konstrukcji wsporczej.

 

Jak fotowoltaika, to najlepiej w Wielkopolsce


Mając już dokonany wybór miejsca posadowienia inwestycji powinniśmy zadbać o wszystkie uzgodnienia wymagane dla projektowanej inwestycji, a są one uzależnione od mocy planowanej elektrowni PV. Dla mocy do 50 kWp nie jest wymagane pozwolenie na budowę, natomiast sprawa się lekko komplikuje, a w zasadzie wydłuża, przy wzroście mocy w zakresie powyżej 50 kWp do kilku MWp, kiedy wymagane jest pozwolenie na budowę.

 

Ważnym elementem decydującym o czasie realizacji inwestycji są:


- warunki zabudowy (czy istnieje plan zagospodarowania przestrzennego dla zakładu),
- warunki przyłącza energetycznego wydane przez lokalne OSD,
- uwarunkowania środowiskowe,
- w jakim rejonie Polski realizowana jest inwestycja, gdyż różne są możliwe moce przyłączeniowe do sieci w różnych województwach (najlepiej sytuacja przedstawia się w województwach wielkopolskim i kujawsko-pomorskim, a najgorzej w rejonie obsługiwanym przez PGE, czyli Polsce wschodniej).

 

Jak zaprojektować elektrownię fotowoltaiczną?


Mając powyższe uzgodnienia przystępujemy do wykonania projektu budowlanego elektrowni. Na bazie dobrze wykonanego projektu szacujemy budżet inwestycji, dobierając odpowiednio komponenty elektrowni, a więc głównie panele fotowoltaiczne, falowniki, optymalizatory mocy, zabezpieczenia, kabel DC i AC oraz system monitorowania instalacji, realizowany przez moduł zamontowany w falowniku. Niektóre warunki przyłącza wymagają postawienia stacji transformatorowej co zwiększa koszt inwestycji.


Generalnie przy inwestycjach o skali od 300 kWp do 1 MWp koszt instalacji powinien wahać się na poziomie 3.500 zł/ kWp do 3.800 zł/kWp w zależności od jakości dobranych modułów i innych komponentów, a tym samym ich sprawności oraz parametrów technicznych. Im większa moc tym koszt instalacji maleje (przy instalacjach rzędu kilku MWp, koszt może oscylować na poziomie 2.700-3.000 zł/kWp). Wpływ na koszt mają także roboty dodatkowe, które mogą wyniknąć w trakcie realizacji inwestycji, a które trudno ocenić na etapie studium wykonalności inwestycji.


Projekt budowlany determinuje nam kosztorys inwestycji. Posiadając kosztorys wykonawczy jesteśmy w stanie obliczyć IRR i NPV planowanej inwestycji. Zakładając roczne zużycie energii elektrycznej i koszt jednostkowy jednego MW jesteśmy w stanie oszacować koszt roczny zużycia energii elektrycznej.


Do tych celów służą kalkulatory fotowoltaiczne określające miesięczne generowane moce instalacji przy zadanej mocy znamionowej.


Dobrze dobrana instalacja elektrowni fotowoltaicznej powinna zaspakajać do 80% energii wykorzystywanej przez nasz zakład. Mając te dane jesteśmy w stanie obliczyć okres zwrotu oraz wewnętrzną stopę zwrotu z planowanej inwestycji. Dobrze dobrana elektrownia pozwala na osiągnięcie okresu zwrotu na poziomie 7-8 lat, co daje stopę zwrotu IRR na poziomie 12,5%-14,3%.

 

Jakie komponenty do elektrowni fotowoltaicznej?


Moduły fotowoltaiczne – na rynku jest szereg dostawców oferujących moduły fotowoltaiczne uznanych firm, są to moduły monokrystaliczne o największej sprawności energetycznej sięgającej 21%. Ważne jest, aby w karcie technicznej była informacja o gwarancji mocy modułów PV, która powinna wynosić powyżej 80% po 25 latach eksploatacji. Moduły o najkorzystniejszej gwarancji na moc zakładają spadek mocy o 2-3% w pierwszym roku i 14-17% po 30 latach pracy.


Przy klasyfikacji paneli bierze się pod uwagę testy wytrzymałości PVEL, oględnie rzecz ujmując panele powinny wytrzymać siłę ssącą wiatru wynoszącą 2.400 Pa, co odpowiada prędkości wiatru 130 km/godz. Panele powinny mieć zwiększoną wytrzymałość mechaniczną np. na uderzenia gradu lecącego z dużą prędkością. Ponadto powinna je cechować odporność na degradacje na czynniki wymienione poniżej, określone testami wytrzymałości: PID (Potencial Induced Degradation) – degradacja wywołana indukcją napięcia; LID (Light Induced Degradation) – degradacja światłem; LETID (Light and elevated Temperature Induced Degradation) – degradacja światłem i wysoką temperaturą pracy. Standardowa gwarancja producentów na panele fotowoltaiczne wynosi 12 lat. Do najbardziej uznanych zalicza się moduły firm Risen Energy, Phono Solar, Astroenergy, Jinko Solar, Longi Solar itp.


Falowniki – o falowniku mówi się, że jest to serce fotowoltaiki. Rolą falownika jest zamiana prądu stałego powstałego w elektrowni fotowoltaicznej na prąd przemienny, falowniki zawierają moduł komunikacji pozwalający na zdalne kontrolowanie pracy elektrowni. Rozbudowane systemy monitoringu pozwalają na odczytanie parametrów prądu wejściowego stałego (napięcia, natężenia), wyjściowego prądu przemiennego (napięcia, natężenia, częstotliwości) oraz statusu pracy falownika i pojawiających się błędów. Komunikacja z falownikiem może być przewodowa lub bezprzewodowa. Monitoring pracy falownika odbywa się za pomocą odczytu danych wysłanych przez falownik na serwer, z którym pracownik serwisu ma połączenie. Przeglądając dane na serwerze widzimy dane historyczne, które są odświeżane co kilka lub kilkanaście minut. Przy wyborze falownika kierujmy się następującymi parametrami: mocą inwertera, sprawnością inwertera, liczbą urządzeń MPPT, oceną funkcji chłodzenia, gwarancją, zabezpieczeniami i ochroną, sposobem monitorowania instalacji. Uznani producenci falowników to: Huawei, FoxEss, Sofar Solar, Fronius, Solar Edge i inni.


Optymalizatory mocy – mają za zadanie ograniczyć niedopasowanie prądowo-napięciowe w łańcuchu połączonych szeregowo i równolegle modułów PV. Dzięki zoptymalizowaniu pracy każdego modułu możemy uzyskać większą moc z zainstalowanych ogniw, ten wzrost sięga od kilku do kilkunastu procent. Dodatkowo optymalizatory mocy po wyłączeniu zasilania falownika obniżają napięcia układu modułów do bezpiecznych wartości.


Tak więc dobór odpowiedniego optymalizatora mocy ma duże znaczenie dla efektywności inwestycji i poprawy bezpieczeństwa instalacji fotowoltaicznej.


Innymi elementami instalacji są zabezpieczenia i wyłączniki nadprądowe, wyłączniki różnicowe oraz ochrona odgromowa i przepięciowa instalacji.


Przewody i kable w instalacji PV – stanowią kilka procent wartości inwestycji, jednak należy wybierać przewody o najwyższej jakości, odporne na wilgoć, niską i wysoką temperaturę oraz promieniowanie UV. Uszkodzenie kabla w trakcie eksploatacji wiąże się z kosztowną wymianą czasem całego okablowania. Dlatego wybierajmy produkty z najwyższej półki.
Systemy mocowań instalacji dzielimy na gruntowe i dachowe, te z kolei na inwazyjne i bezinwazyjne.

 

Elektrownia fotowoltaiczna – montaż i serwis


Usytuowanie instalacji powinno być takie, aby unikać stref zacienienia, gdyż powodują one utratę mocy instalacji, niedopasowanie prądowo-napięciowe, co jest niekorzystne dla jej eksploatacji. Moduły o zacienieniu sięgającym 10% powinny być usunięte z instalacji, gdyż w znacznym stopniu będą one ograniczać moc całej instalacji.


Montaż ma bardzo duże znaczenie, gdyż nieodpowiednie postępowanie z modułami fotowoltaicznymi przy transporcie, magazynowaniu, montażu może prowadzić do mikropęknięć i powstania tzw. gorących punktów powodujących miejscowe nagrzanie modułu nawet do 250°C. Może to prowadzić do samozapłonu, uszkodzenia modułu PV i pożaru całej instalacji wytwórczej. Dlatego ważne jest, aby dobierać grupy montażowe sprawdzone, doświadczone, z referencjami, aby unikać możliwości powstawania niewidocznych wewnętrznych uszkodzeń modułów wynikających z wadliwego montażu.


Serwisowanie. Dla utrzymania wysokiej sprawności generatorów PV zalecane jest dwukrotne mycie instalacji na przestrzeni roku. Najlepszym okresem na mycie jest późna wiosna, po okresie pylenia drzew oraz późna jesień. Panele myjemy miękką wodą bez detergentów, w porze porannej, kiedy są one chłodne, miejsca zabrudzone możemy przemyć roztworem izopropanolu o stężeniu poniżej 10%. Należy zachować szczególną ostrożność, gdyż jest to urządzenie elektryczne pracujące, bezwzględnie nie można chodzić po panelach a miejsca trudnodostępne powinno się myć teleskopowymi miękkimi szczotkami. W przypadku trudnodostępnych paneli najlepiej mycie zlecić specjalistycznej firmie.


Kalkulacja kosztowa powinna obejmować wszystkie wymienione powyżej elementy, najlepszym rozwiązaniem jest zaproszenie do kompleksowego przygotowania i wykonania inwestycji, firmy wyspecjalizowanej w realizacji inwestycji o podobnej skali co planowana przez nas, która oferuje w swoim pakiecie, komplet prac obejmujących:


- wizję lokalną inwestycji,
- wykonanie studium wykonalności, na podstawie wizji lokalnej,
- wykonanie wstępnego projektu celem oszacowania budżetu planowanej inwestycji,
- dokonanie wszelkich uzgodnień wymaganych prawem budowlanym i energetycznym,
- wykonanie projektu budowlanego wraz z kosztorysem oraz projektu powykonawczego,
- wykonanie montażu instalacji,
- dokonanie odbioru technicznego i uruchomienie elektrowni,
- serwisowanie elektrowni.


Życzymy Państwu niższych rachunków za energię elektryczną po wybudowaniu własnej elektrowni fotowoltaicznej, gdyż wszystkie argumenty przemawiają za tą inwestycją.

 

TEKST: Robert Klaudel

Autor jest prezesem Zarządu Polskiej Korporacji Fotowoltaicznej.

 

Więcej w: „BIZNES.meble.pl” 9/2022.

Chcesz otrzymywać każde wydanie? KUP PRENUMERATĘ 

Tekst: Robert Klaudel

Autor jest prezesem Zarządu Polskiej Korporacji Fotowoltaicznej.

Podziel się:

Zobacz także

Dodaj komentarz
Dodaj komentarz
Autor:*
Masz konto?
E-mail:
Tytuł:*
Treść:*

Przepisz tekst wpisany w cudzysłowie:
-
Wszystkie nowości w Twojej poczcie. Chcesz wiedzieć wszystko o aktualnych nowościach, promocjach - zapisz się do bezpłatnego newslettera.
Współpraca targowa:
Dołącz do nas!
Polub nas, a otrzymasz codzienną dawkę inspirujących aranżacji,
ciekawych artykułów i korzystnych promocji wprost na swoją tablicę!