Gdzie najlepiej ulokować instalacje fotowoltaiczną?

fot. John Doty, flickr.com

Głównym celem instalacji odnawialnych źródeł energii jest ograniczenie emisji elektrowni konwencjonalnych i uniezależnienie prosumenta od zewnętrznych dostaw energii. O ile kwestia ochrony środowiska jest raczej bezdyskusyjna, całkowite uniezależnienie właściciela instalacji od dostawcy energii często okazuje się niemożliwe. Niedopasowane profile produkcji i zużycia, nieodpowiednia lokalizacji inwestycji i jej przewymiarowanie (lub niedowymiarowanie) to tylko niektóre z przyczyn niezadowalających efektów pracy elektrowni PV. Jak zaplanować inwestycje tak aby spełniła nasze oczekiwania?

Gdzie najlepiej ulokować instalację fotowoltaiczną?

Najkorzystniejsze ustawienie instalacji fotowoltaicznej to pochylenie paneli ok. 30-40 stopni w kierunku południowym (S).  Każde ustawienie odbiegające od podanego kierunku i nachylenia będzie skutkowało spadkiem ilości produkowanej rocznie energii. W praktyce rozłożenie instalacji często zależy jednak od warunków jakie posiada inwestor. Jeżeli powierzchnia dachu jest stosunkowo mała a chcemy otrzymać z niej jak największy uzysk coraz popularniejszym rozwiązaniem okazuje się montowanie paneli w orientacji wschód-zachód (WE). Ma ono swoje plusy i minusy. Instalacja nie wymaga pozostawienia odstępów między rzędami (minimalizujących ryzyko zacienienia) i zmieści większą ilość paneli. Jest to jednak nierozerwalnie połączone z większym kosztem założenia instalacji. Krzywa produkcji w przypadku systemów WE ulokowanych na dachu płaskim ma znacznie łagodniejszy przebieg niż w przypadku instalacji skierowanej na południe. Ustawienie to charakteryzuje się większymi uzyskami rano i w godzinach południowych, przez co lepiej wpasowuje się w profil zapotrzebowania odbiorcy.

Jeżeli rozważamy montaż instalacji na dachu lub na gruncie, przy zastosowaniu tych samych komponentów najwyższy uzysk będą miały prawdopodobnie instalacje wolnostojące, które są na bieżąco schładzane przez swobodny przepływ powietrza. Niższa temperatura pracy przy takim samym poziomie nasłonecznienia zwiększa wydajność ogniwa.

Odpowiedni odstęp od GPZ

Warunek ten dotyczy jedynie większych instalacji, których produkcja może znacznie wpłynąć na rozpływ prądów w sieci. Podczas projektowania farmy fotowoltaicznej należy zapoznać się z aktualnym stanem sieci do której instalacja ma zostać przyłączona oraz z jej planami rozbudowy. Możliwa jest również sytuacja, w której operator nie wyrazi zgody na wyprowadzenie całej wnioskowanej mocy przyłączeniowej i w wydanej opinii przedstawi wartość mocy możliwej do wyprowadzenia w analizowanym punkcie przyłączenia. Przeprowadzana analiza obejmuje wpływ przyłączenia rozpatrywanego źródła wytwórczego OZE na odbiorców lub ewentualnie inne źródła wytwórcze przyłączone (lub planowane do przyłączenia) do analizowanej linii SN ze względu na dopuszczalne poziomy napięć. Nie można również doprowadzić do sytuacji, w której przyłączone wcześniej źródło OZE, po przyłączeniu źródła przez nas wnioskowanego, nie będzie mogło wyprowadzić (ze względu na stan sieci) wcześniej zakontraktowanej mocy. Wahania napięcia negatywnie wpływają na pracę urządzeń i mogą prowadzić nawet do ich zniszczenia.  Aby ograniczyć ryzyko ich wystąpienia instalacje najlepiej jest umieszczać jak najbliżej GPZ-ów, przy których spadki napięcia są najmniejsze.

Energia konsumowana w momencie jej produkcji

W przypadku mniejszych instalacji fotowoltaicznych najlepszym rozwiązaniem jest budowa systemu w miejscach, w których szczyt zapotrzebowania pokrywa się ze szczytem produkcji. Najlepszym przykładem są energochłonne zakłady produkcyjne. W przypadku ograniczenia dostaw zasilania lub blackout-u zakłady te ponoszą największe straty. Związane są one z uszkodzeniem maszyn w skutek spadków napięcia lub przerwy w produkcji. Własna instalacja fotowoltaiczna zapewnia firmie większą niezależność energetyczną a w przypadku normalnej pracy generuje duże oszczędności zmniejszając pobór energii.

Nie tylko firmy produkcyjne powinny posiadać instalację fotowoltaiczną. Najprostszym przykładem jest przedsiębiorstwo, które latem ponosi duże koszty związane z praca klimatyzatorów. Zasada jest prosta: klimatyzacja uruchamiana jest w czasie upalnych dni, które w Polsce są zazwyczaj słoneczne, a co za tym idzie produkcja z PV jest największa. Montując stosunkowo mały system fotowoltaiczny na dachu biurowca możemy ograniczyć koszty jego utrzymania.

Dopasuj wielkość inwestycji do swoich potrzeb

W przypadku instalacji PV niekorzystnym zjawiskiem jest jej niedowymiarowanie lub przewymiarowanie. Sytuacja na rynku jest niestabilna a przepisy nieustannie się zmieniają. Jedynym pewnym rozwiązaniem jest zużycie energii na własne potrzeby. Jeżeli odpowiednio dopasujemy profil zużycia inwestora do instalacji możemy liczyć na jej szybki zwrot.

W internecie napotkać można wiele dyskusji zarzucających fotowoltaice jej skokowy charakter. Elektrownie konwencjonalne mają ograniczone możliwości regulacji mocy i jej zmiana wymaga czasu. Odpowiedni dobór systemu do profilu zapotrzebowania odbiorcy pozwala na zużycie energii w momencie jej produkcji. W momencie szczytowego zapotrzebowania instalacja ta może wręcz odciążyć sieć elektroenergetyczną. Oczywiście bez lepiej rozwiniętej techniki magazynowania energii nie jesteśmy w stanie zbudować systemu energetycznego kraju opartego na PV, ale przy odpowiednio zbilansowanym miksie energetycznym moglibyśmy ograniczyć produkcję z elektrowni konwencjonalnych jednocześnie rozwijając energetykę prosumencką.