Sučane elektrane

SUNČANE ELEKTRANE

Fotonaponske sunčane elektrane 

Fotonaponska (FN) sunčana elektrana (SE) sastoji se od dvije osnovne komponente: FN generator (solarni paneli) koji sunčevo zračenje pretvara u istosmjernu (DC) struju i izmjenjivač (inverter) koji istosmjernu struju pretvara u izmjeničnu (AC) mrežne frekvencije 50 Hz. Opcionalna komponentu u sastavu SE je baterijski spremnik. 

Prema načinu  priključka na elektroenergetsku mrežu razlikuju se dva tipa SE: 

ON-grid SE u paralelnom pogonu s elektroenergetskom mrežom 

OFF-grid SE u izoliranom pogonu 

Na mjestima gdje postoji mogućnost priključka potrošača na elektroenergetsku mrežu izgrađuju se SE predviđene za paralelni rad s mrežom (ON-grid) koje opcionalno mogu imati i baterijski spremnik (hibridne SE). 

(slika - ON-grid SE) 

Ugradnjom baterijskog spremnika postiže se veća iskoristivost vlastito proizvedene energije, jer je povoljnije svu proizvedenu energiju iz SE iskoristiti za vlastitu potrošnju nego viškove prodavati u mrežu. Politika otkupnih cijena viškova proizvedene električne energije iz SE utječe na isplativost ugradnje trenutno relativno skupih baterijskih spremnika. 

(slika - hibridne SE) 

Na mjestima gdje ne postoji mogućnost priključka na elektroenergetsku mrežu (nije izgrađena) za napajanje potrošača koriste se SE u izoliranom pogonu (OFF-grid) koje o pravilu imaju baterijski spremnik kako bi električna energija bila raspoloživa i u vrijeme kad nema proizvodnje iz FN generatora (noć). 

  (slika - OFF-grid SE) 

Prema načinu izgradnje SE se izvode kao jednostavne građevine na krovovima postojećih objekata (nije potrebna građevinska dozvola) tzv. integrirane SE ili kao samostalne građevine na zemlji tzv. solarne farme. 

Integrirane SE izgrađuju investitori kategorije kućanstvo odnosno poduzetništvo koji posjeduju vlastite stambene odnosno proizvodne objekte na čijim se krovovima mogu instalirati FN paneli.  

Solarne farme, čija je osnovna funkcija proizvodnja električne energije za isporuku (prodaju) u elektroenergetsku mrežu, izgrađuju investitori kategorije proizvođači električne energije 

Prema kategoriji investitora razlikuju se tri financijska modela predaje električne energije proizvedene iz SE u mrežu: 

- korisnik postrojenja za samoopskrbu 

- krajnji kupac s vlastitom proizvodnjom 

- povlašteni proizvođač. 

Sve kategorije investitora moraju na mjestu priključka ugraditi tzv. dvosmjerno električno brojilo, koje posebno registrira preuzetu energiju iz mreže, a posebno predanu energiju u mrežu. 

Model korisnika postrojenja za samoopskrbu odnosi se isključivo na kategoriju kućanstvo, a osnovna značajka obračuna je tzv. „netiranje“ proizvodnje/potrošnje u svakom obračunskom periodu (mjesec) što znači da u slučaju veće potrošnje od proizvodnje korisnik plaća samo razliku preuzete i predane energije dok u slučaju veće proizvodnje od potrošnje ne plaća ništa, a razlika predane i preuzete energije se prenosi u slijedeći obračunski period kao novčana preplata koja se akumulira tijekom kalendarske godine kad se obavlja godišnji obračun. 

Priključna snaga SE za kućanstvo ovisi o elektroenergetskoj suglasnosti (EES) koju izdaje operator distributivnog sustava (HEP-ODS), a može iznositi najviše 22 kW. 

(slika – obiteljska kuća s FN elektranom) 

Model krajnjeg kupca s vlastitom proizvodnjom odnosi se na kategoriju poduzetništvo. U tom modelu se pri obračunu posebno obračunava preuzeta energija iz mreže, a posebno energija predana u mrežu tj. ne primjenjuje se „netiranje“ što bitno utječe na financijski učinak SE odnosno period povrata investicije. Zbog toga je vrlo bitno projektom odrediti optimalnu instaliranu odnosno priključnu snagu SE. 

Za priključne snage SE veće od 50 kW potrebno je od HEP-ODS-a tražiti mišljenje o mogućnosti priključenja SE na temelju elaborata o mogućnosti priključenja (EMP).  

Najveća priključna snaga SE na niskom naponu može iznositi 500 kW. Ukoliko kupac ima priključak na srednjem naponu (posjeduje vlastitu transformatorsku stanicu) priključnu snagu određuje EES koja se izdaje na temelju elaborata o optimalnom tehničkom rješenju priključenja (EOTRP). 

(slika - proizvodna hala s FN elektranom) 

Model povlaštenog proizvođača odnosi se na kategoriju proizvođača električne energije koji izgrađuje SE velike priključne snage (do nekoliko stotina MW) u vidu solarnih farmi koje zauzimaju zemljišnu površinu i do nekoliko stotina ha. Cijena predane električne energije nije regulirana već se određuje ugovorom između proizvođača i opskrbljivača koji preuzima električnu energiju proizvedenu u SE.  

(slika - solarna farma) 

Projektiranje sunčanih elektrana

- administrativno-tehnička podrška 

- detaljna razrada tehničkih i komercijalnih detalja 

- optimizacija svih detalja elektrane 

- idejni, glavni i izvedbeni projekt 

Integrirane sunčane elektrane 

S obzirom na dosadašnji trend cijena električne energije izgradnja integriranih SE na krovovima postojećih objekata (legalno izgrađenih) za vlasnike tih objekata predstavlja ekonomski je isplativu investiciju. Povećanje cijene električne energije te pad cijena i povećanje učinkovitosti opreme za izgradnju SE skraćuje period povrata investicije. Ovisno o karakteru potrošnje električne energije uz sadašnje cijene povrat investicije u izgradnju SE očekuje se u periodu oko 7 godina. Danas renomirani proizvođači garantiraju performanse opreme u eksploatacijskom periodu 25-30 godina pa se period „besplatne“ energije očekuje u periodu duljem od 20 godina nakon povrata investicije. 

(slika - novčani tokovi tijekom upotrebnog perioda SE) 

Na proizvodnju SE bitno utječe godišnji raspored intenziteta sunčevog zračenja što ovisi o geografskoj lokaciji objekta. Vrlo je bitna orijentacija i nagib krovne površine na koju se instaliraju FN paneli. 

(slika - optimalna orijentacija i nagiba FN panela) 

U obzir treba uzeti moguće zasjenjenje koje mogu stvarati susjedni objekti ili drveće, ali također i elementi u sklopu samog krovišta (dimnjaci i sl.). Također treba uzeti u obzir horizontalno zasjenjenje ako se objekt nalazi u brdovitom području što može imati znatan utjecaj na proizvodnju tijekom dijela godine kad je niska sunčeva elevacija.  

(slika - utjecaj horizontalnog zasjenjenja) 

Projektom se određuje optimalna snaga SE s obzirom na karakter vlastite potrošnje pojedinog kupca, jer je cilj što više energije iz SE angažirati u vlastitoj potrošnji.  

Prirodno je proizvodnja SE veća tijekom ljeta pa će se, u slučaju da nema povećane potrošnje zbog klima uređaja, javljati višak energije koja se predaje u mrežu dok će se zimi, kad je proizvodnja SE manja, energija za vlastite potrebe uzimati iz mreže. 

Zbog toga se samo projektom koji uzima u obzir sve specifičnosti lokacije i karakteristike potrošnje može odrediti optimalna snaga SE kako bi period povrata investicije bio što kraći. 

(slika – proizvodnja i potrošnja tijekom godine) 

Profesionalni računalni alati za projektiranje SE koriste baze meteoroloških podataka koje sadrže višegodišnje prosjeke o intenzitetu sunčevog zračenja, temperaturi okoline, naoblaci i oborinama za određena područja na temelju kojih se simulira rad SE tijekom godine kako bi se dobila što realnija procjena proizvodnje. 

Simulacije uzimaju u obzir gubitke u pojedinim elementima SE (gubici zbog zasjenjenja, utjecaj temperature FN panela, gubici u ožičenju FN panela i invertera) te se na temelju minimiziranja gubitaka odabire optimalna konfiguracija SE:  

Na internetu su dostupne on-line aplikacije tzv. solarni kalkulatori, koje potencijalni investitori mogu koristiti za izračun veličine odnosno cijene SE. Treba napomenuti da takve aplikacije koriste prosječne vrijednosti parametara koji utječu na proračun i reducirani skup ulaznih podataka kako bi ih laici mogli koristiti. Stoga kao rezultat daju samo grubu procjenu koja se može znatno razlikovati od vrijednosti koje slijede iz pravog projekta koji uzima u obzir sve specifičnosti pojedine investicije. 