Naučna fantastika ili sadašnjost CG? Fotonaponski sistemi – Proizvodnja električne energije

Fotonaponski sistemi

Sistemi za individualnu proizvodnju električne energije iz obnovljivih izvora, radi pokrivanja sopstvene potrošnje, predstavljaju novi koncept i budućnost razvoja energetike u Crnoj Gori. U to sam imao prilike da se uvjerim, prvo na sastanku na koji sam pozvan kao urednik ovog bloga, a zatim zagolican nastavio da istražujem i konsultujem se sa ljudima iz struke. Današnja tema su dakle fotonaponski sistemi *.

Fotonaponski sistemi – Sistemi za konverziju Sunčeve u električnu energiju. 

Iradijacija (snaga Sunčevog zračenja) i temperatura su najbitniji parametri od kojih zavisi proizvodnja električne energije iz fotonaponskog sistema. Pri povoljnim vremenskim uslovima, na kontaktima fotonaponskih modula (panela) se javlja jednosmjerni napon koji je potrebno transformisati u naizmjenični kako bi sistem bio sinhronizovan sa distributivnom mrežom i kako bi se obezbjedili tehnički uslovi da svi električni uređaji u objektu mogu nesmetano funkcionisati.

Cilj današnjeg teksta biće spoznaja šta su to u suštini fotonaponski sistemi, šta je potrebno za njegovu implementaciju, i naravno koliko to zadovoljstvo može koštati.

Ukoliko ste ljubitelj obnovljivih izvora energije, ovaj tekst vam može biti posebno zanimljiv. 🙂


Kako možemo sami proizvoditi električnu energiju za svoje domaćinstvo?

Nekako navikli da struju uzimamo zdravo za gotovo, uz neizbježno mjesečno podmirivanje računa za električnu energiju, većina nas zapravo i ne zna koje su to mogućnosti da preokrenemo proces i mi budemo ti koji “proizvodimo energiju” za obezbjeđivanje sopstvenih potreba.

U praksi se najčešće koncept prosumer* ostvaruje korišćenjem fotonaponskih sistema koji pretvaraju Sunčevo zračenje u električnu energiju. Fotonaponske sisteme je moguće graditi u urbanim djelovima gradova, karakteriše ih jednostavna instalacija i priključenje na distributivnu mrežu, ne emituju buku kao ni ostale štetne uticaje po okolinu. Višak proizvedene energije se isporučuje u distributivnu mrežu a nedostatak u toku večernjih časova ili uslijed loših vremenskih prilika se obezbjeđuje povlačenjem energije iz mreže.

Prosumer - (Prozjumer na našem) predstavlja eng. kovanicu riječi Producer i Consumer, gdje učesnik na tržištu električne energije ima dvojaku ulogu - i proizvođača i potrošača.

Glavni sagovornik u tekstu biće mi inženjer elektrotehnike Lazar Komar, izvršni direktor firme Greener iz Crne Gore, od kog sam imao prilike dosta da naučim o korišćenju solarne energije.

Fotonaponski sistemi Crna Gora

I korak

Lazar Komar započinje: “Kada na fotonaponski modul koji je sastavljen od silicijumskih ćelija padne foton (kvant elektromagnetnog zračenja), u ćelijama se oslobađaju i pokreću elektroni pri čemu se na krajevima PN spoja stvara jednosmjerni napon. Zatvaranjem strujnog kruga i priključenjem potrošača, proteći će struja pa na taj način fotonaponski modul postaje izvor električne energije. Iradijacija (snaga Sunčevog zračenja) i temperatura su najbitniji parametri od kojih zavisi snaga fotonaponskog sistema.”

Gore navedeno predstavlja prvi korak procesa – proizvodnja električne energije.

II korak

Jednosmjernu struju koju proizvede fotonaponski modul treba transformisati i prilagoditi uslovima u kojima funkcioniše distributivna mreža.

Za transformaciju jednosmjerne u naizmjeničnu električnu energiju se koristi invertor koji vrši automatsku sinhronizaciju rada FT sistema sa distributivnom mrežom.

Invertori koji se koriste u FT sistemima se dijele na on-grid (mrežno upravljani invertori) i hibridne (mogućnost integracije više izvora napajanja i rad u off grid režimu). Dodatno, mikro invertori i power optimizer tehnologija se koriste u specifičnim aplikacijama.

III korak

Nakon transformacije jednosmerne energije i prilagođavanja uslovima u kojima funkcioniše distributivna mreža, potrebno je optimizovati sopstvenu potrošnju na način da se izvrši maksimalno preklapanje dijagrama proizvodnje i potrošnje tj. da se lokalna proizvodnja električne energije direknto iskoristi za napajanje potrošača u objektu.

Lazar se nadovezuje: “U Crnoj Gori trenutno važi koncept razmjene električne energije sa distributivnom mrežom gdje se mreža koristi kao neograničen resurs koji “pegla” intermitentnu prirodu fotonaponskih sistema. Višak energije se isporučuje distibutivnoj mreži a nedostatak se povlači tokom noćnih časova i u periodu loših vremenskih prilika. Prekid napajanja iz distributivne mreže podrazumjeva automatsko isključenje fotonaponskog sistema radi obezbjeđivanja bezbjedonosnih zahtjeva.

…. i zaključuje: “Sljedeći – četvrti korak u budućnosti, kroz razvoj ovih sistema u rezidencijalnom sektoru, podrazumijevaće implementaciju sistema za skladištenje energije (baterija) čija cijena rapidno opada posljednjih nekoliko godina.” 


Iz čega se sve sastoje fotonaponski sistemi?

Fotonaponski sistemi sadrže sljedeće elemente:

  • Fotonaponski modul
  • Aluminijumska podkonstrukcija za montažu modula na krov objekta
  • Invertor (uređaj energetske elektronike koji vrši DC/AC transformaciju)
  • DC i AC kablovi i konektori za priključenje
  • Razvodni ormari i zaštitna oprema
  • Sistem za skladištenje energije – baterije (opciono)

U startu je potrebno razdvojiti fotonaponske sisteme i solarne kolektore koje laici često miješaju. Fotonaponski sistemi proizvode električnu energiju i imaju mnogo širu primjenu od solarnih kolektora koji zagrijavaju vodu apsorpcijom Sunčeve energije. Oba sistema imaju svoje prednosti i optimalno je koristiti i jedne i druge radi povećanja energetske efikasnosti objekta. Preporuka svim budućim korisnicima je da obrate pažnju na ugradnju kvalitetne opreme renomiranih svjetskih proizvođača čije iskustvo u ovoj oblasti garantuje pouzdanost i efikasnost sistema.

Elementi fotonaponskog sistema

Da li je orjentacija krova bitna?

Naravno da jeste.

Primjera radi, fotonaponski sistem instaliran na sjevernoj krovnoj površini objekta, na godišnjem nivou proizvede svega 50-55% od ukupne proizvodnje koju može realizovati sistem postavljen na južno orjentisanoj površini. Sistem instaliran na zapadnoj i istočnoj krovnoj površini takođe radi sa smanjenom efikasnošću koja iznosi 80-85% od maksimalne proizvodnje.

Predlažem inače da pročitate jedan od prvih tekstova na blogu – Orjentacija kuće, razmišljajte na vrijeme.

Koja je najbolja orjentacija kuće?
Koja je najbolja orjentacija kuće?

Sagovornik dodaje: “Paneli se postavljaju na odgovarajuću aluminijumsku ili betonsku podkonstrukciju, u zavisnosti od vrste i materijalizacije krova. Prilikom projektovanja sistema, potrebno je voditi računa da površina na koju se postavljaju fotonaponski moduli nije zasjenčena od strane susjednih objekata, dimnjaka, ventilacionih izvoda i mašinskih instalacija.

Instalacija fotonaponskih sistema bez primjene drugih mjera povećanja energetske efikasnosti objekta ne može ostvariti svoj maksimalni doprinos. Potrebno je koristiti energetski efikasne uređaje u objektu, smart sisteme kontrole osvjetljenja i termotehnike, sisteme zaštite od Sunca, dobru termalnu izolaciju objekta i sl.

Fotonaponski sistemi imaju izražen uticaj na smanjenje emisije CO2 što je trenutno jedan od najvećih globalnih izazova čovječanstva.


Šta se dešava u oblačnim danima i zimi?

U on grid sistemima (mrežno upravljan invertor), korisnik je konstantno priključen na distributivnu mrežu te bilo koji prekid rada fotonaponskog sistema neće izazvati smetnje u napajanju objekta. Distributivna mreža se koristi kao neograničeni back up resurs za napajanje koji apsorbuje intermitentu prirodu fotonaponskog sistema, naročito u danima sa povremenom oblačnosti kada se javljaju značajne varijacije u izlaznoj snazi sistema.

Zimi, uslijed slabije iradijacije, sistem proizvodi značajno manje količine električne energije. Decembar je mjesec kada treba očekivati minimalnu proizvodnju, svega 15-20% od maksimalne proizvodnje koja se javlja tokom ljetnjih mjeseci.

Karakteristični profil proizvodnje fotonaponskog sistema na godišnjem nivou
Karakteristični profil proizvodnje fotonaponskog sistema na godišnjem nivou

Postoje li tehnička ograničenja?

Kako je neophodno sagledati iz svih uglova potencijalnu investiciju, moramo uzeti u obzir i ograničavajuće faktore, te mi Lazar Komar u kratkim crtama odgovara…

Tehnička organičenja u implementaciji fotonaponskih sistema su:

  • Odobrena snaga objekta je ujedno maksimalna snaga fotonaponskog sistema koji se može priključiti. Ako investitor želi priključiti FT sistem veće snage, potrebno je da dokupi i proširi postojeći kapacitet;
  • Raspoloživa krovna površina za montažu fotonaponskih modula je drugi limitirajući faktor koji određuje snagu sistema. Ukoliko ne postoji dovoljno raspoložive površine, moguće je sagraditi parking nadstrešnicu (solar carport) ili na neki drugi način obezbijediti prostor za smještanje modula.

Kako teče administrativna procedura?

Važeći Zakon o energetici i Zakon o planiranju prostora i izgradnji objekata definišu uslove koje je potrebno ispuniti kako bi se fotonaponski sistem mogao graditi. Najbitniji uslov za izgradnju prema trenutno važećem Zakonu o planiranju prostora jeste da je objekat legalizovan i posjeduje uredan list nepokretnosti.

Prema istom Zakonu, fotonaponski sistemi se klasifikuju na tri podgrupe:

  • fotonaponski sistemi snage do 10 kW se svrstavaju u pomoćne objekte
  • fotonaponski sistemi snage od 10 kW do 1 MW se svrstavaju u lokalne objekte od opšteg interesa
  • fotonaponski sistemi snage preko 1 MW spadaju u kategoriju složenih inženjerskih objekata

Za sisteme do 10 kW je potrebno pripremiti tehničko (idejno) rješenje fotonaponskog sistema i ovaj dokument ne podliježe reviziji. Za sisteme snage 10 kW – 1 MW potrebno je izraditi glavni projekat sa propratnim Elaboratom zaštite od požara i Elaboratom o statičkom opterećenju krovne površine a kompletnu dokumentaciju je potrebno revidovati prije izgradnje sistema.

U fazi pripreme Glavnog projekta sistema snage preko 10 kW, Investitor je dužan obezbijediti Uslove za priključenje od strane nadležnog ODS-a kao i Urbanističko-tehničke uslove od strane lokalne samouprave.


Koje su sve barijere?

Najveća barijera sa kojom se susrijeće sagovornik iz kompanije Greener, prilikom razrade projektne dokumentacije i implementacije ovih rješenja, jeste sticanje uslova za dobijanje Odluke o izgradnji fotonaponskih sistema.

Prema tekstu objavljenom na portalu www.bankar.me , 44 148 objekata u Crnoj Gori ne posjeduje građevinsku dozvolu – neki objekti su u procesu legalizacije, neki se tretiraju kao privremeni objekti… Ono što im je zajedničko prema trenutno važećoj zakonskoj regulativi jeste da NEMAJU pravo da grade fotonaponski sistem.

Mišljenje je takvo da se ovaj pristup mora pod hitno promijeniti jer svi ovi objekti su uredno priključeni na distributivnu mrežu (tretiraju se kao legalni potrošači) i redovno izmiruju račune za utrošak električne energije. Ako dođe do sudskog procesa i eventualnog uklanjanja objekta, fotonaponski sistem se može jednostavno demontirati i odložiti. Prosto, na fotonaponske sisteme treba gledati kao na mjeru energetske efikasnosti objekta.

fotonaponski sistemi ne mogu na nelegalnim objektima

Neophodno je iskreno podržati izgradnju ovih sistema ukoliko želimo pratiti globalne trendove i ostvarivati dobre rezultate.


Održavanje sistema

Teme i potpitanja se neprestano otvaraju, te smo se Lazar i ja dotakli održavanja ovih sistema.

Generalni zaključak je takav da fotonaponski sistemi nisu pretjerano zahtjevni sa aspekta održavanja. Nametnulu se između ostalog sljedeće:

  • S obzirom na učestalu pojavu prljavih kiša, potrebno je povremeno oprati panele čistom vodom, pod pritiskom;
  • Invertore i zaštitnu opremu je potrebno vizuelno prekontrolisati jednom u toku godine. Pregled i kontrolu vrše stručni timovi osposobljeni za obavljanje ovih poslova. 
  • Jako bitnu ulogu u funkcionisanju sistema ima sistem za monitoring tehničkih I ekonomskih parametara koji omogućava nadzor u realnom vremenu. Ukoliko se pregledom rada sistema utvrdi značajno niža proizvodnja pri standardnim uslovima, potrebno je vizuelno pregledati module i utvrditi da li neki objekat pravi zasjenčenje. Sistem za monitoring ima mogućnost alarmiranja korisnika i službe za održavanje u slučaju pojave bilo kakvog kvara.

Primjera radi, od okvirno milion realizovanih instalacija u Engleskoj, u periodu 2010 – 2017 godina, dogodilo se 58 požara izazvanih kvarom na fotonaponskom sistemu što predstavlja pouzdanost od 99,99%. Većina ovih požara je izazvana ljudskim faktorom – nestručnom instalacijom opreme. 

Kada se sistem izvede pravilno, u skladu sa tehničkim preporukama i zahtjevima struke, ovi sistemi se mogu smatrati izuzetno bezbjednim.


Ekonomska opravdanost ulaganja u OIE

Koncept prosumer je dio cirkularne ekonomije gdje investicija (fotonaponski sistem) konstantno privređuje korisniku finansijske benefite tokom perioda eksploatacije. Ovi benefiti se ostvaruju kroz smanjenje ili eliminaciju računa za električnu energiju.

Nakon izgradnje sistema, prosumer sklapa ugovor sa snabdjevačem u kome se definišu prava i obaveze obje strane.

Po riječima kompanije Greener, za rezidencijalne objekte, period povratka investicije iznosi 6.5-7.5 godina, dok je predviđeni radni vijek fotonaponskog sistema 25 godina.

Brzina otplate investicije zavisi od:

  • količine potrošene električne energije;
  • strukture potrošnje – viša i niža tarifa;
  • promjene cijene električne energije na trižištu;
  • subvencija iz državnih i evropskih fondova.

Analize koje sam imao prilike da pogledam pokazuju da minimalno 15 godina korisnik ubira čistu finansijsku korist proizvodnjom električne energije iz fotonaponskog sistema. Standardna garancija na efikasnost fotonaponskih modula nakon 25 godina iznosi 85%. Fabrička garancija na invertorske uređaje se kreće od 5 do 7 godina pri čemu proizvođači ove opreme nude mogućnost kupovine paketa garancija i produženje do 20 godina.

Obračun električne energije

Za prosječno četvoročlano domaćinstvo, dovoljno je ugraditi fotonaponski sistem snage 5 kW čija je prosječna godišnja proizvodnja 7 – 7 500 kWh.

Obračun električne energije, u skladu sa važećim Zakonom o energetici se odvija na sljedeći način:

  • Ukoliko je prosumer potrošio više električne energije na mjesečnom nivou, dužan je da razliku između potrošene i proizvedene energije plati snabdjevaču pri čemu se cijena 1 kWh  obračunava u kompletu sa svim naknadama koje prate osnovicu;
  • Ukoliko je prosumer proizveo više električne energije na mjesečnom nivou, višak energije se prenosi u sljedeći obračunski period tj. za sljedeći mjesec;
  • Prenošenje viška energije iz mjeseca u mjesec se završava 1.aprila kada se svode računi – ukoliko i dalje postoji višak električne energije koju je prosumer isporučio distributivnoj mreži, snabdjevač je dužan da tu količinu električne energije isplati prosumeru po cijeni aktivne energije, bez dodatnih naknada na osnovicu;

Ideja je da se višak električne energije koji se akumulira tokom ljetnjih mjeseci kada je maksimalna proizvodnja kompenzuje tokom zimskih mjeseci. Idealan scenario za prosumera i snabdjevača bi bio kada bi energetski bilans 1. aprila bio jednak 0 tj. kada bi se na godišnjem nivou u potpunosti preklopili dijagrami proizvodnje i potrošnje električne energije.

Cijena

Cijena sistema snage 7 kW sa uračunatim PDV-om od 21% iznosi 6,916 EUR za komplet uslugu sa svim pratećim troškovima. Varijacija cijene u iznosu od ±5% zavisi od lokacije na kojoj se ugrađuje sistem, načina montaže modula i priključenja sistema na distributivnu mrežu.

Procijenjena cijena sa uračunatim PDV-om za rezidencijalne objekte se kreće u opsegu 900-1100 eur/kW.

Finansijska analiza

U prilogu i kratka analiza iz softvera PV Sol premium 2021.

Interesantno, ukoliko vas zanimaju solarni potencijali određene lokacije, postoje i online kalkulatori koji računaju i pomažu vam dodatno prilikom donošenja odluke. Link ovdje.


Ponuda kompanije Greener

Ono što me je prijatno iznenadilo, jeste da smo dobili personalizovanu ponudu, koja oslikava potrebe mikroklimatskih uslova danilovgradske opštine, kao i specifikacije našeg budućeg porodičnog doma.
Softver za projektovanje je PV SOL 2021 premium, siguran sam poznat inženjerima koji budu čitali ovaj tekst.

fotonaponski sistem Crna Gora
Prikaz 3D modela objekta u Danilovgradu, upotrebom navedenog softvera

Firma Greener je novi energetski projekat u Crnoj Gori, sastavljen od tima mladih inženjera sa višegodišnjim iskustvom u oblasti projektovanja i izvođenja fotonaponskih sistema i elektroinstalacija. Primarni cilj firme je afirmacija razvoja distribuiranih obnovljivih izvora energije i širenje e-mobility infrastrukture.

Ponuda kompanije Greener sadrži sljedeće usluge:

  • konsultantske usluge i upoznavanje Investitora sa pravnom legislativom i tehno-ekonomskim mogućnostima gradnje distributiranih obnovljivih izvora energije
  • pripremu tehničke dokumentacije
  • nabavku i isporuku fotonaponske opreme
  • kontrolu kvaliteta proizvoda ukoliko Investitor samostalno organizuje nabavku opreme
  • organizaciju građenja i interni nadzor pri instalaciji distribuiranih OIE
  • puštanje u rad sistema OIE, instalacija aplikacije za daljinsko praćenje tehničkih i ekonomskih parametara, obuka korisnika
  • Razvoj infrastrukture za punjenje električnih vozila, pametno punjenje i balansiranje opterećenja.

Opcija System Ready

Moj skromni savjet svim korisnicima koji planiraju izgradnju novog objekta, jeste da makar stvore pretpostavke za ugradnju u budućnosti.

Lazar se stručno nadovezuje: “ukoliko žele posjedovati fotonaponski sistem u budućem periodu, neophodno je u startu pripreme tehničku dokumentaciju i obezbijede izgradnju osnovne instalacije za priključenje fotonaponskog sistema (DC I AC kablaža) kako bi se sistem mogao priključiti naknadno, bez štemanja i razbijanja zidova, kopanja kablovskih rovova i slično.

Upravo ova – System Ready opcija je nešto o čemu najviše razmišljamo, jer naravno da želimo izgraditi ovaj sistem u budućnosti, kada finansije to dozvole.


Zaključak i najave

Da budem iskren, uživao sam upoznavajući se inicijalno se fotonaponskim sistemima, i mogućnostima da ovako nešto zaživi ne samo u Crnoj Gori nego i u mojim Lalevićima.

I baš danas nailazim i na tekst na portalu Investitor – vezano za projekat Solari, koji pokreće EPCG, po kojem će u narednom periodu 3,000 kuća steći priliku da za svoje potrebe proizvodu električnu energiju. Više info klikom ovdje.

Šta više, spremajući se za ovaj tekst, jedan od onih izvora koji mi je zapao za oko je i sa sajta Podostrog.me – o solarnim panelima, koji oni koriste u svom kampu, i koji takođe predlažem da pročitate.

Zadovoljstvo mi je ukoliko ste pročitali tekst do kraja, a ako vam se dopao, dobrodošli ste da ga podijelite na društvenim mrežama.

Ono što bih želio kao tizer najaviti jeste da nas, dok se čeka glavni projekat sa fazama od strane arhitektonskog biroa A12 project iz Podgorice, očekuju prvi pripremni radovi na placu tokom mjeseca jula.


Pozitivna iščekivanja su na vrhuncu…

0 Shares:
Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.

You May Also Like