dan energetske održivosti Šibensko kninske...

Katedra za nanoelektroniku i FN pretvorbu

Dan energetske održivosti Šibensko-kninske županije

Korištenje Sunčeve energije

dr. sc. Ivan Marasović

Šibenik, travanj 2014.


Sadržaj

• Potencijal Sunčeva zračenja na području Šibenika

• Sunčani fotonaponski (FN) sustavi

– Općenito o FN sustavima

– Zakonodavni okvir (povlašteni proizvođač)

– Primjena i isplativost FN sustava

• Sunčani toplinski sustavi

– Općenito o sunčanim toplinskim sustavima

– Primjena i isplativost

Katedra za nanoelektroniku i FN pretvorbu 3

Potencijal Sunčeva zračenja u Rep. Hrvatskoj

Ukupna godišnja ozračenost vodoravne plohe [kWh/m2]

Grad God. ozračenost

[kWh/m2]

Zagreb 1290

Karlovac 1310

Varaždin 1300

Osijek 1350

Slavonski Brod 1300

Pula 1500

Rijeka 1350

Split 1565

Šibenik 1610

Hvar 1600


Sunčevo zračenje po županijama

4

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000Za

greb

Kra

pin

a

Sisa

k

Kar

lova

c

Var

ažd

in

Ko

pri

vnic

a

Bje

lova

r

Rije

ka

Go

spić

Vir

ovi

tica

Po

žega

Slav

on

ski B

rod

Zad

ar

Osi

jek

Šib

enik

Vu

kova

r

Split

Paz

in

Du

bro

vnik

Čak

ove

c

Uku

pn

a d

ne

vna

ozr

ače

no

st p

loh

e [W

h/m

2 ]

Vodoravna ploha Optimalno nagnuta ploha

Izvor: PVGISKontinentalni dio: 3,6 kWh/m2; 4,1 kWh/m2

Priobalje: 4,3 kWh/m2; 5 kWh/m2


Potencijal FN pretvorbe u Hrvatskoj

5

Kontinentalni dio (Zagreb) Ozračenost (nagib 30°): 1480 kWh/m2

Učinkovitost FN sustava: 77%

God. proizv. el. en.: 1139 kWh/kWp

Priobalje (Šibenik) Ozračenost (nagib 30°): 1830 kWh/m2

Učinkovitost FN sustava: 77%

God. proizv. el. en.: 1400 kWh/kWp

Neki europski gradovi:

Sevilla: 2180 kWh/m2; 1600 kWh/kWp

Rim: 1900 kWh/m2; 1450 kWh/kWp

Freiburg: 1330 kWh/m2; 1000 kWh/kWp

Brno: 1300 kWh/m2; 990 kWh/kWp

-45 % -23 %

-12 %

+23 %

+24 %

-32 %

+9 %

+10 %


Potencijal Sunčevog zračenja u Šibeniku (1)

6

1,50

1,55

1,60

1,65

1,70

1,75

1,80

1,85

1,90

0° 5° 10° 15° 20° 25° 30° 35° 40° 45° 50° 55° 60° 65°

Uku

pn

a go

diš

nja

ozr

ače

no

st n

agn

ute

plo

he

[M

Wh

/m2]

Kut nagiba[°]

Ozračenost prema jugu nagnute plohe

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Ud

io u

uku

pn

om

zra

čen

ju

Mjesec

Udio izravnog i raspršenog zračenjaIzravno zračenje Raspršeno zračenje

-14%

-12%

-10%

-8%

-6%

-4%

-2%

0%

0 ±5 ±10 ±15 ±20 ±25 ±30 ±35 ±40 ±45 ±50 ±55 ±60

Sman

jen

je u

kup

ne

godi

šnje

ozr

ačen

ost

i

Kut nagiba[°]

Smanjenje ozračenosti za različite nagibe

-10%

-9%

-8%

-7%

-6%

-5%

-4%

-3%

-2%

-1%

0%

0 ±5 ±10 ±15 ±20 ±25 ±30 ±35 ±40 ±45 ±50 ±55 ±60

Sman

jen

je o

zrač

eno

sti z

a p

loh

e ra

zlič

ito

g

azim

uta

Azimut plohe [°]

Smanjenje ozračenosti za različite azimute


Potencijal Sunčevog zračenja u Šibeniku (2)

7

Reljefna raspodjela Sunčevog zračenja Lokacija: Šibenik - Mandalina

FOTONAPONSKI SUSTAVI U RH


Vrste fotonaponskih sustava

Umreženi Samostojni


Zakonodavni okvir za FN sustave u RH

Samo umreženi FN sustavi:

• Tarifni sustav za proizvodnju električne energije iz obnovljivih izvora energije i kogeneracije ("Narodne novine", br. 33/2007)

• Tarifni sustav za proizvodnju električne energije iz obnovljivih izvora energije i kogeneracije ("Narodne novine", br. 63/2012 121/12, 144/12, 133/2013, 151/2013).

• Pravilnik o korištenju obnovljivih izvora energije i kogeneracije (NN 88/2012)

• Pravilnik o stjecanju statusa povlaštenog proizvođača električne energije ("Narodne novine", br. 88/12).

• Pravilnik o izmjenama i dopunama Pravilnika o jednostavnim građevinama i radovima (NN 21/2009, 57/2010, 126/2010 i 48/2011)


Tarifni model za FN sustave

• Samo umreženi FN sustavi:

• za integrirane sunčane elektrane iz grupe 1.a.1., 1.a.2. i 1.a.3. - 5MWp • za integrirane sunčane elektrane iz grupe 1.a.1., 1.a.2. i 1.a.3. koje su na

objektima u vlasništvu tijela državne uprave, jedinica lokalne i područne (regionalne) samouprave – 2MWp

• za neintegrirane sunčane elektrane iz grupe 1.a.4. – 5MWp

Sunčane elektrane P ≤ 5 MWp

Integrirane sunčane elektrane

Ukupna instalirana snaga P ≤ 300 kWp

P ≤ 10 kWp

C = 1,91 kn/kWh

k1=0,2

10 kWp < P ≤ 30 kWp

C = 1,91 kn/kWh

k1=0,10

P > 30 kWp

C = 1,54 kn/kWh

k1=0,03

Neintegrirane sunčane elektrane

P ≤ 5 MWp

C = RC

(0,53 kn/kWh)


Stjecanje statusa povlaštenog proizvođača

Zahtjev za PEES (HEP ODS)

• Idejni projekt i izjava ovlaštenog inženjera o jednostavnoj građevini

• Dokaz o pravu gradnje postrojenja

Izdavanje PEES (HEP ODS)

• Predugovor/ugovor o priključenju

• Ugovor o otkupu el. energije (HROTE)

Potpisivanje i dostava ugovora o otkupu el. energije

• HEP ODS HROTE

• HEP ODS/OPS izdaje potvrdu o izgradnji postrojenja


Trenutna situacija

• HRVATSKI OPERATOR TRŽIŠTA ENERGIJE d.o.o. (dalje HROTE)

je u periodu od 1. siječnja do trenutka objave ove obavijesti (31. ožujka 2014.) godine zaprimio ukupno 2299 zahtjeva za sklapanje ugovora o otkupu električne energije ukupne snage 95.105,67 kW. Konkretno, od toga se 2023 zahtjeva odnosi na integrirane sunčane elektrane ukupne snage 48.557,97 kW, dok je 27 zahtjeva podneseno za neintegrirane sunčane elektrane, ukupne snage 39.754,88 kW. U odnosu na integrirane sunčane elektrane na objektima u vlasništvu tijela državne uprave, jedinica lokalne samouprave i područne (regionalne) samouprave, podnijeto je 249 zahtjeva, ukupne snage 6.792,82 kW.


Budućnost fotonaponskih sustava??

Umreženi Samostojni

Hibridni fotonaponski sustav



• Prednosti:

– Višak energije se ne predaje po jeftinoj cijeni u mrežu

– Proizvedena energija se može pohraniti i koristiti kada je potrebna

– „Pametni sustav” (Home manager) upravlja trošilima kako bi se maksimalno iskoristila energija iz FN sustava

– Nisu potrebne dozvole, status povlaštenog proizvođača i priključak na mrežu

• Nedostaci:

– Veća cijena zbog korištenja baterija

– Dugo vrijeme isplativosti (zbog niske cijene električne energije)


FN sustavi na području grada Šibenika

22.4.2014. 16


FN sustav 10 kWp na području grada Šibenika (1)

• FN moduli postavljeni na jednoj/obje krovne plohe?

• Najbolje kod dovoljno velikih krovova • Ploha južne orijentacije

• Krovovi manjih površina • Najbolja je orijentacija istok-zapad

Orijentacija krova (nagib=30°) Proizvodnja el. energije [kWh/kWp]

Južno orijentirana ploha 1400

1 ploha (JI/JZ 45°) 1196

2 plohe (JI+SZ, JZ+SI, 45°) 1015

2 plohe (I+Z) 1149

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

051015202530354045505560657075808590

Nag

ib F

N m

od

ula

(°)

Azimut FN modula (°)

0,97-1,00

0,94-0,97

0,91-0,94

0,88-0,91

0,85-0,88

0,82-0,85

0,79-0,82

0,76-0,79

0,73-0,76

0,70-0,73

Godišnja proizvodnja el. en. s obzirom na referentni slučaj:



22.4.2014. 18

• Potrebna površina - tehnologije??

Tehnologija Tankoslojna Kristalinična

Amorfni silicij

(a-Si) a-Si/µ-Si

Kadmij

telurid (CdTe) CIS Polikristal Monokristal

Djelotvornost ćelije

pri standardnim

uvjetima testiranja 5.4-7.7 % 7.5-9.8 % 9-12.5 % 7.3-12.7 %

14-18 % 16-22 %

Djelotvornost

modula 11-15 % 13-19.7 %

Vrijeme povrata

uložene energije

(EPBT)

[godina]

1,5 0,9 0,9 1,5 2,7 3,3

Površina potrebna

za 1 kWp

(za module)

15 m2 12 m

2 11 m

2 10 m

2 Oko 8 m

2 Oko 7 m

2

*Izvor: “Renewables 2012 Global Status

Report”



• FN moduli poly c:Si: 70% manja cijena u odnosu na 2010. godinu!!!

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

1 15 29 9 23 2 16 30 8 22 7 21 1 15 29 8 22 7 21 6 20 6 20 6 20 5 19 1 15 3 17 31 13 27

Siječanj Travanj Srpanj Listopad Siječanj Travanj Srpanj Listopad Siječanj Travanj Srpanj Listopad Veljača Svibanj Rujan

2010. 2011. 2012. 2013.

Cij

en

a [€

/Wp

]



• Vrijeme povrata 6-6,5 god.

Tarifa 1 1,91 kn/kWh

Tarifa 2 2,292 kn/kWh

Osnovni podaci

Veličina sustava 10,00 kWp

Lokacija Šibenik

Godišnja proizvodnja el. energije

1400 kWh/kWp

Ukupna godišnja proizvodnja el. energije

14000 kWh

Ukupni godišnji prihod 26740 kn

Investicija 1,80 €/Wp

-200.000,00 kn

-150.000,00 kn

-100.000,00 kn

-50.000,00 kn

0,00 kn

50.000,00 kn

100.000,00 kn

150.000,00 kn

200.000,00 kn

250.000,00 kn

300.000,00 kn

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Aku

mu

lira

ni t

ije

k n

ovc

a

Godina

Tarifa 1 Tarifa 2


Hibridni FN sustav 10 kWp na području grada Šibenika

• Vrijeme povrata 7-8,5 god.

– uz 40% bespovratnih sredstava i 100% potrošnju

Osnovni podaci

Veličina sustava 10,00 kWp

Lokacija Šibenik

Godišnja proizvodnja el. energije

1250 kWh/kWp

Ukupna godišnja proizvodnja el. energije

12500 kWh

Ukupni godišnji prihod 13125 kn

Investicija 2,14 €/Wp

Tarifa 1 1,05 kn/kWh -150.000,00 kn

-100.000,00 kn

-50.000,00 kn

0,00 kn

50.000,00 kn

100.000,00 kn

150.000,00 kn

200.000,00 kn

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Aku

mu

lira

ni t

ije

k n

ovc

a

Godina

Hibridni FN sustav sa baterijama Hibridni FN sustav bez baterija



• Prednosti:

– Višak energije se ne predaje po jeftinoj cijeni u mrežu

– Proizvedena energija se može pohraniti i koristiti kada je potrebna

– „Pametni sustav” (Home manager) upravlja trošilima kako bi se maksimalno iskoristila energija iz FN sustava

– Nisu potrebne dozvole, status povlaštenog proizvođača i priključak na mrežu

• Nedostaci:

– Veća cijena zbog korištenja baterija

– Dugo vrijeme povrata investicije

SUNČANI TOPLINSKI SUSTAVI


Sunčani toplinski sustavi - obiteljska kuća (1)

Tip sustava Broj osoba Potrošnja tople

vode po osobi [l]

Temperatura

potrošne tople

vode [°C]

Površina

kolektora [m2]

Volumen

solarnog

spremnika [l]

TIP PTV 5 40 55 4,24 200

Tip zgrade

[m2]

Korisna

površina

Ak [m2]

Površina

oplošja

grijanog dijela

A [m2]

Obujam

grijanog dijela

zgrade

Ve [m3]

Obujam

grijanog zraka

V [m3]

Faktor oblika

zgrade

f0=A/ Ve

TIP 150 150,00 450,00 450,00 350,00 1,000


Sunčani toplinski sustavi - obiteljska kuća (2)

0,00%

20,00%

40,00%

60,00%

80,00%

100,00%

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Su

nča

ni f

ak

tor

po

kri

va

nja

[%

]

Mjesec

Sunčani faktor pokrivanja Jug-35 ° Jug-55 ° Istok-35 ° Istok-55 ° Zapad-35 ° Zapad-55 °

0

50

100

150

200

250

300

350

400

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Top

linsk

a e

ne

rgija

[kW

h]

Mjesec

Bilanca toplinske energijeIskorišteno sunčani kolektori Dodatni izvor Višak - sunčani kolektori

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Top

lin

ska

en

erg

ija

[k

Wh

]

Mjesec

Bilanca toplinske energijeIskorišteno sunčani kolektori Dodatni izvor Višak - sunčani kolektori

0,00%

20,00%

40,00%

60,00%

80,00%

100,00%

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Su

nča

ni f

ak

tor

po

kri

va

nja

[%

]

Mjesec

Sunčani faktor pokrivanja Jug-35 ° Jug-55 ° Istok-35 ° Istok-55 ° Zapad-35 ° Zapad-55 °

PTV

G-PTV


Obiteljska kuća (3)

Vrijednost investicije [kn]

TIP 150 PTV Uključena oprema,

dostava i montaža

21.189,30

TIP 150 G-PTV 40.238,40

Cijene energenata

Prirodni plin [kn/m3] Ekstra lako lož ulje [kn/l] Električna energija [kn/kWh]

4,22 (0,45kn/kWh) 6,52 (0,61kn/kWh) 1,05


Obiteljska kuća (4)

Tip sustava Broj

kolektora

Volumen

akumulacijskog

spremnika

Vs [l]

Ukupni

investicijski

troškovi

[kn]

Konvencionalni

energent za

usporedbu

Godišnja ušteda

na cijeni

energenta

[kn/a]

Period povrata

investicije

[god.]

TIP PTV Jug 35 2 220 21.189,30 Električna energija

2.944,87 7,20

TIP PTV Jug 55 2.929,11 7,23

TIP G-PTV Jug 35 5 550 41.238,40 Električna energija

6.117,55 6,58

TIP G-PTV Jug 55 6.081,12 6,62

TIP PTV Jug 35 2 220 21.189,30 Ekstra lako lož ulje

1801,02 11,77

TIP PTV Jug 55 1791,38 11,83

TIP G-PTV Jug 35 5 550 41.238,40 Ekstra lako lož ulje

3741,36 10,76

TIP G-PTV Jug 55 3719,08 10,82

TIP PTV Jug 35 2 220 21.189,30 Prirodni plin

1.060,07 19,99

TIP PTV Jug 55 1.054,40 20,10

TIP G-PTV Jug 35 5 550 40.238,40 Prirodni plin

2.202,14 18,27

TIP G-PTV Jug 55 2.189,03 18,38


Hvala na pažnji

Pitanja


Kontakt

Ivan Marasović

Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje Sveučilišta u Splitu

Katedra za nanoelektroniku i fotonaponsku pretvorbu

Ruđera Boškovića 32

HR-21000 Split

E-mail: [email protected]

dan energetske održivosti Šibensko kninske...

Documents