| farmcircle| fotonaponski...

Part-financed by the European Union and the City of Vienna

Informacije, mišljenja, zaključci, prognoze i projekcije prikazane u ovoj Prezentaciji temelje se na javnim statistikama, ostalim javno dostupnim izvorima i tržišnim informacijama, u čiju se cjelovitost i točnost Energetski institut Hrvoje Požar (EIHP) pouzdaje, ali za koje ne jamči. Stoga su informacije, mišljenja, zaključci, prognoze i projekcije prikazani u ovoj prezentaciji podložni promjenama ovisno o promjenama izvora informacija, kao i o promjenama koje su se dogodile od trenutka pisanja teksta do stvarnog čitanja. Sve izjave, osim iskaza povijesne činjenice, su, ili se mogu smatrati, izjavama koje se odnose na budućnost. Izjave o budućnosti (uključujući one prikazane u grafičkoj formi) su izjave budućih očekivanja koja se temelje na trenutnim očekivanjima i pretpostavkama EIHP-a i uključuju poznate i nepoznate rizike i nesigurnosti koje bi mogle uzrokovati da se stvarni rezultati, izvedba ili događaji znatno razlikuju od onih koji se izražavaju ili onoga što se podrazumijeva u ovim izjavama. Izjave iz budućnosti uključuju, među ostalim, izjave koje izražavaju očekivanja EIHP-a, uvjerenja, procjene, prognoze, projekcije i pretpostavke. Ove izjave koje se odnose na budućnost određene su upotrebom pojmova i fraza kao što su anticipirati", "vjeruju", "mogu", "procjenjuju", "očekuju", " namjeravaju‘’, ‘’planiraju‘’, ‘’vjerojatno‘’, ‘’moguće‘’, ‘’izgledno‘’, ‘’prognoza‘’, ‘’prognoziraju‘’, ‘’namjeravaju‘’, ‘’vjerojatno‘’, ‘’očekuju‘’, ‘’očekivanje‘’, ‘’budu", " isli ", "traže ", "cilj", "rizik", "ciljevi", "treba“ i slični pojmovi i fraze. Sve izjave koje se nalaze u ovoj prezentaciji izričito su kvalificirane u cijelosti pomoću upozornih izjava sadržanih ili navedenih u ovom odjeljku. U svjetlu tih rizika, rezultati se mogu značajno razlikovati od navedenih, impliciranih ili zaključenih iz izjava koje se odnose na budućnost sadržane u ovoj prezentaciji. Svaka osoba koja djeluje temeljem informacija sadržanih u ovoj prezentaciji to čini isključivo samostalno i na vlastiti rizik. EIHP nije odgovoran za točnost podataka prikupljenih iz vanjskih izvora i neće biti odgovoran za bilo kakve greške ili propuste u činjenicama ili analizi sadržanih u ovoj prezentaciji. Izvori treće strane EIHP-a pružaju podatke EIHP-u na osnovi "on-the" i ne prihvaćaju nikakvu odgovornost i odriču se bilo kakve odgovornosti koje se odnose na oslanjanje ili korištenje svojih podataka od strane bilo koje stranke.

Izjava o odricanju od odgovornosti


Prije početka, mali kviz… Najpoznatiji znanstvenik 20. stoljeća, Albert Einstein, 1922. godine dobio je Nobelovu nagradu za

fiziku. Nobelova nagrada dodijeljena mu je za: 1. Postavljanje opće teorije relativnosti 2. Objašnjenje fotoelektričnog efekta 3. Postavljanje Bose-Einsteinove statistike


Fotonaponski sustavi #1


Osnovno o fotonaponskim sustavima • Osnovna namjena: Proizvodnja električne energije • Prednosti: modularnost, sveprimjenjivost, integracija na građevine • Podjela prema primjeni:

– Autonomni (otočni) sustavi – Mrežno vezani sustavi

• Distribuirani sustavi • Centralizirani sustavi

• Podjela prema mjestu instalacije – Na građevinama

• Sustavi postavljeni na građevine • Sustavi integrirani u građevine

– Na tlu • Podjela prema načinu predaje električne energije

– Feed-in sustavi – Net mettering sustavi


Fotonaponske elektrane

• Polje fotonaponskih modula – FN moduli – Konfiguracija FN polja

• Nosači FN modula • Interni istosmjerni razvod • Izmjenjivač • Transformatorske stanice • Brojilo • Razvodni ormarić, sklopke, kabeli…

6


Klasični FN sustavi - topologije • Mrežno vezani – feed-in sustav

• Mrežno vezani – net mettering sustav

• Mrežno vezani – net mettering sustav s lokalnom pohranom

• Autonomni sustav

1234

1234

1234

1234


Fotonaposke elektrane – tipične veličine Ravni krov Kosi krov (nagib

30 °)

Na metar kvadratni krova može se instalirati Gustoća instaliranja [W/m2]

66 W 140 W

Odnosno na objekt tlocrtih dimenzija 10 x 10 Snaga [kW] 6,6 kW 8 kW

Očekivano, 1 kW na području RH daje Proizvodnost [kWh/kWp]

1100 – 1400 kWh/kWp

Na području Grčke 1200 – 1550 kWh/kWp

Odnosno, sustav može proizvesti oko Proizvodnja [kWh] 8.000 kWh 9.600 kWh

Jedinične cijene sustava, ključ-u-ruke, kreću se između

Cijena [€/kW] 1.400 – 1.800 €/kW

Odnosno, sustav košta oko Cijena [€] 10.500 € 11.200 € Napomena: - Kod kosog krova, pretpostavljen je krov na dvije vode, jedna prema jugu i jedna prema sjeveru. Kod gustoće instaliranja, gleda se odnos

prema površini krovne plohe - Prikazani podaci su okvirni i ovise o fizičkim dimenzijama krova, lokaciji, načinu smještaja, konfigraciji sustava i slično


Karte ozračenosti/Proizvodnosti el. energije (izvor: PVGIS)


Primjeri sunčanih elektrana – na građevinama

10

Source: Veneko d.o.o. Source: REA Kvarner

Izvor: Solvis

Izvor: Com-Eng

Izvor: Solvis

Izvor: Solektra


Primjeri sunčanih elektrana – na tlu

11


FN modul • Fotonaponski efekt – generiranje električne

struje pod utjecajem svjetla – istosmjerna struja • Sunčana ćelija – osnovni element

– Cca. 0,5 V * 0,1 A = 0,05 W • Fotonaponski modul – povezivanje ćelija u gotov,

iskoristiv uređaj – Serijski spoj ćelija

• Snage: 100 – 300 W • Dimenzije: cca. (0,6 – 1) x (1,6 – 2) [m x m] • Težina: 15 – 30 kg • Očekivani životni vijek: 25 godina


Fotonaponski moduli - učinkovitost i proizvodnja el. energije

• Nazivna snaga je deklarirana u standardnim uvjetima ispitivanja – Gla = 1000 W/m2, Ta = 25°C, AM1.5

• Izlazna snaga proporcionalna ozračenju plohe – Ovisi o radnoj točki – Djelomočno zasjenjenje uzrokuje neproporcijonalno smanjenje izlazne

snage • Učinkovitost – definirana pri Standardnim uvjetima ispitivanja

deklariranom snagom FN modula – Definirana stupanj pretvorbe energije Sunčevog zračenja u električnu

energiju – Definira konačne dimenzije FN modula, odnosno omjer W/m2

• Proizvodnja električne energije (gledano po jedinici snage, vatu) relativno slabo ovisi o učinkovitosti modula

• Cijene modula se izražavaju po jedinici snage (€/W) • Izbor modula: odnos očekivane proizvodnje i cijene


Proizvodnja električne energije

• Proizvodnja električne energije ovisi o: – Tehnologiji FN modula – Nagibu i orijentaciji FN modula – Zasjenjenjima – Dozračenoj energiji – Karakteristikama korištene opreme – Temperaturi modula – Konfiguraciji sustava

• Vremenski profil proizvodnje (na dnevnoj razni) ne poklapa se s klasičnim profilom potrošnje


FN moduli - tehnologije • 1. generacija – kristalinični

silicij – Cca. 95 % tržišta – Energetski “skupa”

proizvodnja (EPB < 2 god.) – Zrela tehnologija

• 2. generacija – tankoslojni moduli – Niz različitih materijala – Problemi s opasnim

materijalima (Cd) – Lakši i fleksiblniji elementi – Komercijalna primjena

• 3. generacija – Pretežito u fazi istraživanja


Povećanje efikasnosti pojedinih tehnologija


Sunčane ćelije treće generacije • Sunčane ćelije bazirane na perovskitu

– Najveći potencijal, značajan napredak u zadnjih par godina • Organske sunčane ćelije

– Pokazni primjeri elektrana – Problem - starenje

• Grätzelove sunčane ćelije – sunčane ćelije u „premazu” • Sunčane ćelije na bazi bakar-cink-kositar-sulfita • Termofotonaposke ćelije • Kvantne točke

• Velika očekivanja:

– Pad cijene – ispod 0,1 $/W – Jednostavnija instalacija – Fleksibilnost – Lakša integracija u arhitektonske elemente


Novi koncepti elektrana - mikroizmjenjivači • Klasična izvedba FN sustava FN polje (nekoliko

kW) spojeno na izmjenjivač – Nužna uparenost svih FN modula – Istosmjerni razvod

• Izmjenjivač integriran na FN modulu • Izbjegavanje istosmjerne komponente u sustavu

– Izbjegavanja visokih napona u sustavu • Nije potrebno uparivati FN module • Jednostavnija instalacija i popravak • Nešto viša cijena sustava • Očekivano veći broj kvarova


#2 Razvoj tržišta fotonaponskih sustava


Rast tržišta fotonapona


Usporedba – Njemačka vs. Hrvatska

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

Ener

gy g

ener

atio

n [G

Wh]

Inst

alle

d ca

paci

ty [M

W]

Years

New capaciteis [MW] Total installed capacity [MW]

Energy generation [GWh]


Rast tržišta po tehnologijama


FN moduli – learing curve i pad cijene


Utjecaj cijene FN modula na proizvodnu cijenu el. energije

• Ulazni, tehnički parametri? – Et = 1.300 kWh/kW – n = 25 godina – Ot = 1 % ulaganja – Starenje modula: 0,833% godišnje – r = 2 %

• 2007.: 5.000 €/kW LCOE = 221,9 €/MWh – FN moduli: 3.500 €/kW

• 2017.: 1.500 €/kW LCOE = 75,23 €/MWh – FN moduli: 600 €/kW

Part-financed by the European Union and the City of Vienna Part-financed by the European Union and the City of Vienna

#3 Pogon i održavanje


Elementi pogona i održavanja

• Proizvodnja električne energije • Redovna održavanja

– Čišćenje FN modula – Provjera izmjenjivača

• Kvarovi • Recikliranje • Općenito, troškovi pogona i održavanja u

pravilu se kreću oko 1% CAPEX-a/godišnje te rijetko prelaze 2% CAPEX-a/godišnje


Proizvodnja električne energije • Proizvodnja el. energije ovisi o vanjskom faktoru na koji nije moguće utjecati – Sunčevom zračenju • Utjecaj vanjskih, klimatoloških faktora

– Vezani uz dugoročne prognostičke modele – visoka nesigurnost – Sunčevo zračenje – Vanjska temperatura

• Predviđanje proizvodnje bazira se na usrednjenim klimatološkim podacima – 30 godišnjem nizu – Varijacije u dozračenoj energiji, na godišnjoj razini, kreću se do 10 % srednje – izravno utječu na proizvodnju

• Aktivno praćenje – usporedba dozračene energije i proizvodnje el. energije

• Prašina

– Jednoliko zasjenjenje na FN polju – U pravilu, ispire se kišom, ako bude kiše…

• Lišće, izmet ptica – Lokalno zasjenjenje, opasnost od stvaranja “hot spotova”

• Kvarovi


Redovna održavanja • Čišćenje FN modula

– Po potrebi, tipično za vrijeme duže sušne sezone – Ispiranje vodom

• Održavanje površine ispod FN modula – Kod centraliziranih postrojenja na tlu – Raslinje prouzrokuje lokalna zasjenjena hotspot

• Provjera i servis izmjenivača – U pravilu, jednom godišnje – Nakon petnaest godina – zamjena izlaznih

konedenzatora • Ostale aktivnosti

– Vizualna inspekcija FN polja – Termografska snimanja FN polja


Kvarovi • Izmjenivači – najkompleksnija komponenta

– Kritična komponenta u smislu kvara – Najlakša detekcija kvara – Uzroci kvarova – starenje materijala (izolacija,

kondenzatori), slabi spojevi, vanjski utjecaji, pregrijavanje • FN moduli

– Relativno pouzdana komponenta – Teža detekcija mjesta kvara – Uzroci kvarova – mehanički kvarovi uzrokovani vanjskim

utjecajima (naprezanje pod utjecajem vjetra), pojava lokalnih zasjenjenja (hotspot), pukotine, korozija

• Nosači – Vrlo pouzdana komponenta – Korozija

• Kablovi i spojevi – Glodavci, preopterećenje vodova, osigurači


Kraj životnog vijeka i recikliranje • Životni vijek FN modula iznosi 25 godina

– Prve veće elektrane početkom 2000-ih • Elektronički otpad • Sastav FN modula

– Sunčane ćelije Pročišćeni silicij – Okvir – aluminij – Kaljeno staklo – Tedlar

• Udruženje PV CYCLE okuplja proizvođače, instalatere, nositelje projekata i ostale dionike u FN sektoru

• Definirana procedura skupljanja otpadnih FN modula i ostalih komponenti

• Više na: http://www.pvcycle.org/

http://www.pvcycle.org/


Zaključak

• Najdostupniji energetski izvor na Zemlji – nužan za pokrivanje energetskih potreba u budućnosti – Vremenska ovisnost – nužnost upravlja trošilima i pohrane energije

• Razvoj tehnologije u zadnjih 20 godina – mehanizmi poticanja korištenja FN sustava

• Cijena proizvedene električne energije jako blizu tržišnoj • Mali rizik volatilnosti cijene

| farmcircle| fotonaponski...

Documents