Breaking news
KNM 2022: europejski rynek baterii litowo-jonowych wzrośnie 50-krotnie w ciągu najbliższych 10 lat

W ostatnich latach Polska odnotowała gwałtowny wzrost liczby instalacji fotowoltaicznych, które w ciągu tej dekady przesunęły się w kierunku osiągnięcia celu 7,8 GW mocy, zgodnie z opisem zawartym w Krajowym Planie na rzecz Energii i Klimatu. Polska ponaglana oczekiwaniami UE nadal zachęca do pozyskiwania energii słonecznej poprzez system aukcyjny i motywowanie do montażu paneli fotowoltaicznych na dachach.

 

Mariusz Potocki, Dyrektor Handlowy, SolarEdge Polska

 

Wraz ze wzrostem tempa oddawania do użytku komercyjnych systemów PV, przy jednoczesnym dojrzewaniu obecnych systemów, rynek patrzy na systemy PV jako na coś więcej niż tylko źródło czystej energii. Systemy fotowoltaiczne (PV) są obecnie postrzegane jako inwestycje długoterminowe, które muszą być precyzyjnie zarządzane w celu poprawy zwrotu z inwestycji i wyników finansowych. Podobnie jak w przypadku każdej inwestycji, dwoma głównymi sposobami maksymalizacji zwrotu z inwestycji w przypadku komercyjnego systemu fotowoltaicznego jest zwiększenie produkcji energii (a tym samym rocznych przychodów) i zmnimalizowanie kosztów w okresie eksploatacji. Przyjrzyjmy się bliżej temu, jak można tego dokonać w komercyjnych instalacjach fotowoltaicznych.

 

Współczynnik wydajności

Standardową metodą oceny wydajności komercyjnej instalacji fotowoltaicznej jest współczynnik wydajności (PR). Mierzy on różnicę między rzeczywistą a szacowaną potencjalną mocą wyjściową komercyjnego systemu fotowoltaicznego. Miarą jest procentowy udział energii wyprodukowanej przez system z energii potencjalnej obliczonej na podstawie pomiaru natężenia napromieniowania i temperatury. Działania w zakresie eksploatacji i utrzymania (O&M) są wykonywane w celu przybliżenia rzeczywistej wydajności do teoretycznej potencjalnej produkcji systemu. 

 

Proces projektowania i planowania

Jednak jednym z pierwszych sposobów zwiększenia produkcji energii w systemie jest proces projektowania i planowania. Analizując różne dostępne opcje PV, projektanci instalacji i właściciele obiektów powinni wybrać system w oparciu o możliwość umieszczenia większej liczby modułów fotowoltaicznych na instalacji (dachowej lub naziemnej). Wiele standardowych systemów ogranicza liczbę modułów, które można umieścić na układzie, ze względu na ograniczenia projektowe, na przykład nie pozwalając na różne układy modułów lub długości łańcuchów, lub ze względu na wystające obiekty lub naturalne przeszkody, które częściowo zasłaniają światło słoneczne. Wybierając system, który ma na celu pokonanie tych przeszkód, a zatem pozwala na korzystanie z większej liczby modułów, wybieramy komercyjny system fotowoltaiczny, który jest bardziej rentowny już od pierwszego dnia. 

 

Poprawa współczynnika wydajności

Innym kluczowym sposobem na poprawę współczynnika wydajności w systemie komercyjnym jest zminimalizowanie strat mocy spowodowanych niedopasowaniem modułów, a tym samym zwiększenie produkcji systemu. Właściciele systemów i EPC mogą pracować nad zabezpieczeniem systemów komercyjnych na przyszłość poprzez wdrożenie technologii, która łagodzi straty związane z niedopasowaniem i starzeniem się oraz chroni przed nieprzewidywalnymi zmianami środowiskowymi, nowymi przeszkodami (np. wzniesioną anteną, rosnącymi drzewami itp.) oraz czynnikami takimi, jak zabrudzenia, nierówne powierzchnie, nieregularne natężenie promieniowania i samoczynne zacienienie pod modułami bi-facial. Technologia, taka jak elektronika na poziomie modułu (MLPE), pomaga zminimalizować straty energii tylko w modułach dotkniętych problemem, zamiast wpływać na cały łańcuch, poprzez optymalizację produkcji prądu stałego na moduł. Jednak bez względu na to, jak wiele potencjalnych strat można zminimalizować, istnieje prawdopodobieństwo wystąpienia wadliwych modułów, które będą wymagały wymiany, nawet w przypadku jednostek o wysokiej jakości. Jeśli system wykorzystuje technologię, która umożliwia zamianę przy użyciu dowolnego modułu dostępnego na rynku, a nie polega na kosztownym składowaniu dodatkowych modułów, koszty można jeszcze bardziej obniżyć. 

 

Systemy monitorowania

Na poziomie O&M, zapewnienie szybkiej reakcji na wszelkie źródła powodujące spadek produkcji jest kolejnym ważnym czynnikiem poprawiającym czas pracy systemu. Obsługa i konserwacja mogą być bardzo kosztownym przedsięwzięciem przy wydłużonym czasie reakcji. Jednak wraz z pojawieniem się systemów monitorowania na poziomie modułu opartych na chmurze, które umożliwiają wysyłanie automatycznych alertów, wykrywanie błędów w czasie rzeczywistym i zdalne rozwiązywanie problemów, proces ten stał się tak prosty, jak kilka kliknięć, wszystko w klimatyzowanym biurze. Zamiast pracochłonnej obsługi i konserwacji, które są przysłowiowym poszukiwaniem „igły w stogu siana”, zespoły zarządzające mogą wybrać systemy, które dostarczają ukierunkowane informacji, aby personel terenowy wiedział, gdzie jest problem, zanim trafi w teren. Nie tylko wydłuża to czas pracy systemu, ale także zwiększa wydajność obsługi i konserwacji, i potencjalnie obniża koszty. 

 

Konserwacja prewencyjna

Kolejnym czynnikiem analizy rozwiązań z zakresu obsługi i konserwacji jest odróżnienie od siebie dwóch różnych rodzajów działań — prewencyjnych od korygujących. Konserwacja prewencyjna ma na celu utrzymanie systemu PV w najwyższym stanie pracy i ograniczenie przestojów systemu. Zazwyczaj wymaga to corocznej wizyty na miejscu w celu dokładnej oceny elementów systemu PV i sprawdzenia jego stanu. Standardowe systemy wymagają, aby każdy moduł był sprawdzany w celu potwierdzenia prawidłowego działania. Jest to szczególnie uciążliwa, kosztowna i nieefektywna procedura. W niektórych dużych obiektach może nawet wymagać użycia do kontroli dronów. Ponadto może narazić personel serwisu na niebezpieczne warunki, takie jak wysokie napięcia, wysokości, a nawet konfrontacje z dzikimi zwierzętami. 

Podczas konserwacji zapobiegawczej pracownicy często odkrywają ukryte problemy, które spowodowały, że system przez dłuższy czas ograniczał produkcję energii. Może to doprowadzić do konieczności przeprowadzenia konserwacji korygującej. Konserwacja korygująca jest przeprowadzana po wykryciu problemu i obejmuje rzeczywisty proces naprawy. 

 

Konserwacja selektywna

Istnieje jednak również opcjonalny typ konserwacji — konserwacja selektywna. Dzięki zaawansowanym systemom monitorowania, w szczególności monitorowania na poziomie modułu, menedżer zasobów może odbierać alerty dotyczące problemów z systemem w celu zmniejszenia liczby wizyt i czasu spędzanego na miejscu. Ten rodzaj monitoringu umożliwia dostawcom usług O&M przeprowadzenie analizy miejsca instalacji dla systemów AC i DC instalacji i wysłanie personelu w teren tylko wtedy, gdy ma to sens. Na przykład w przypadku takiego monitorowania na poziomie modułu, jeśli jednostka ma wadliwą diodę, dostawca usług O&M zostanie o tym powiadomiony automatycznie. Moduł można łatwo zidentyfikować, a producent modułu może otrzymać zrzut ekranu do roszczenia gwarancyjnego. Oznacza to, że podczas następnej wizyty dostawca usług O&M może wymienić moduł, który uległ awarii, bez wyjazdu w teren, oszczędzając budżet. Ten rodzaj monitorowania wymaga MLPE, który zazwyczaj nie jest oferowany przez podmioty zewnętrzne. Co ważniejsze, każdy rodzaj usługi monitorowania innej firmy spowoduje wzrost kosztów, co negatywnie wpłynie na zwrot z inwestycji w system.

 

Falownik

Optymalizacja przychodów i kosztów może być bezpośrednio związana z pierwotnym wyborem falownika. W ostatnich latach wybór falowników stał się znany ze względu na wpływ na koszty BoS, ale obecnie jest bezpośrednio związany z produkcją systemu i wydatkami na obsługę i konserwację. Dzieje się tak, ponieważ falownik zarządza 100% produkcji systemu i może kontrolować koszty O&M. Na przykład rozwiązanie falownikowe SolarEdge zoptymalizowane pod kątem produkcji prądu stałego oferuje oparte na chmurze monitorowanie na poziomie modułu bezpłatnie przez 25 lat. Nie tylko eliminuje to koszty inwestycyjne, ale także zmniejsza bieżące koszty konserwacji i pomaga wydłużyć czas pracy systemu. Korzystając z selektywnej konserwacji, zakład O&M wymaga mniej czasu na miejscu i mniej wyjazdów. Przy rosnących kosztach pracy selektywne i zdalne rozwiązywanie problemów, które jest możliwe dzięki monitorowaniu na poziomie modułu, może radykalnie obniżyć długoterminowe koszty obsługi i konserwacji. Ponadto tego typu rozwiązania monitorujące oferują raporty dotyczące wydajności paneli, uwzględniające degradacje paneli, które są często wymagane przez inwestorów, banki,zakłady energetyczne, przedsiębiorstwa użyteczności publicznej.

Ze względu na te czynniki wybór falownika jest postrzegany jako coraz bardziej istotny dla bieżącej kondycji i produkcji systemu fotowoltaicznego. Falownik może najlepiej poprawić wskaźnik wydajności systemu. Dlatego planując dużą inwestycję, taką jak system fotowoltaiczny, ważne jest, aby zrozumieć, w jaki sposób falowniki mogą zwiększać przychody z systemu i obniżać koszty przez cały okres jego eksploatacji. 

 

Źródło: incus-media.com; fot.: freeimage / Debbie Mous