PV_4_22

magazyn

magazyn

fotowoltaika

4/2022

cena 16,50 zł (w tym 8% VAT)

ISSN 2083-070X

WYBIERZ

Kehua

iStoragE

• Łatwy montaż i rozbudowa

• Wsparcie uruchomienia i konfiguracji

dzięki aplikacji Kehua, nawet offline

• Technologia All-In-One

• Indywidualny system przeciwpożarowy

dla każdego z modułów baterii

• Inteligentny system EMS

• Prawdziwy off-grid

spis treści

magazyn fotowoltaika 4/2022

magazyn fotowoltaika

Instalacje Technologie Rynek

(cztery wydania w roku)

Nr 4/2022 (45) – nakład 3000 egz.

Redakcja

Agnieszka Parzych

redaktor naczelna

agnieszka.parzych@magazynfotowoltaika.pl

Mirosław Grabania

redaktor

miroslaw.grabania@magazynfotowoltaika.pl

Prenumerata

prenumerata@magazynfotowoltaika.pl

tel. 508 200 900

Reklama

reklama@magazynfotowoltaika.pl

tel. 508 200 700

Drukarnia

Digital 7

Zosi 19

Marki

Korekta

Agnieszka Brzozowska

Opracowanie graficzne

Diana Borucińska

Wydawca

ul. Niekłańska 35/1

03-924 Warszawa

tel. 508 200 700, 508 200 900

www.magazynfotowoltaika.pl

Czasopismo dostępne również

w prenumeracie u kolporterów:

KOLPORTER SA

GARMOND PRESS SA

oraz w salonach prasowych EMPIK

magazyn

magazyn

fotowoltaika

Raport

Wyniki aukcji OZE 2022

Wywiad

Odpowiadamy na potrzeby klientów, wprowadzając

na rynek nową serię modułów Hi-MO. Rozmowa z kierownikiem

sprzedaży LONGi na Polskę Dmytro Korniienko

10

Finansowanie

Wsparcie dla przemysłu energochłonnego

12

Praktyka

Elektrownie wielkopowierzchniowe

14

Technologie

Integracja systemów fotowoltaicznych i bateryjnych

systemów magazynowania – falowniki hybrydowe

16

Europejska pilotażowa linia produkcyjna tandemowych

ogniw perowskitowo-krzemowych

21

Miedź zamiast srebra – komercjalizacja technologii

dla ogniw heterozłączowych 

22

Radiometryczny system pomiaru strat w wyniku zabrudzeń

instalacji fotowoltaicznych

23

Reportaż

7. Konferencja Fronius System Partners 

24

Nowości

26

Rynek oferty

Falowniki hybrydowe i rozwiązania bateryjne FoxESS

28

Jak najefektywniej wykorzystać możliwości falowników hybrydowych?

29

GoodWe prezentuje nowy falownik hybrydowy z awaryjnym zasilaniem

30

LONGi zmierza w kierunku przyszłościowych rozwiązań fotowoltaicznych

32

Stawiamy na jakość produktówi obsługi klienta

35

Jak przygotować się na wejście w życie taryf dynamicznych?

36

Cztery powody, dla których instalatorzy systemów fotowoltaicznych

wybierają firmę Kehua

38

Renac Power Residential ESS 

40

Szczęśliwa trzynastka Targów Energetycznych ENERGETICS

42

Aktualności

Kraj

43

Świat

49

RAPORT

magazyn fotowoltaika 4/2022

W

ramach tegorocznych aukcji do

sprzedaży przeznaczono nieco

ponad  34 TWh energii elektrycznej

z odnawialnych źródeł o łącznej wartości

ponad 14,3 mld zł, jednak w wyniku ich

rozstrzygnięcia łącznie  zakontraktowano

zaledwie ok. 8,5 TWh  (25  proc.)  ener-

gii elektrycznej o  wartości  niespełna 

2,5 mld zł (17 proc.).

– Obecna sytuacja geopolityczna nie

pozostaje bez wpływu na decyzje inwesty-

cyjne przedsiębiorstw sektora energetycznego.

Dotyczy to również wytwórców energii w źró-

dłach odnawialnych. Niestabilność i  duża

niepewność prognoz rynkowych cen ener-

gii, zauważalne różnice cen referencyjnych

w  poszczególnych koszykach, a  także zmie-

niające się otoczenie prawne wpływają na spa-

dek atrakcyjności aukcji jako systemu wspar-

cia OZE. Wydaje się, że w najbliższych latach

możemy spodziewać się mniejszego zainte-

resowania aukcjami OZE na rzecz długoter-

minowych umów sprzedaży energii elektrycz-

nej typu Power Purchase Agreements (PPA)

– zauważa Rafał Gawin, prezes URE.

Prawie wszystko dla fotowoltaiki

Spośród  wszystkich wygranych ofert

(204) ponad 96 proc. stanowią instalacje

fotowoltaiczne (197), pozostali zwycięzcy

to instalacje wiatrowe (5) oraz hydroelek-

trownie (2).

Wszystkie

aukcje

przeprowadzone

w  grudniu br. były dedykowane insta-

lacjom nowym. Największym zaintere-

sowaniem cieszyła się aukcja przezna-

czona dla instalacji fotowoltaicznych

i  wiatrowych o  mocy nie większej niż

1 MW (oznaczona jako AZ/1/2022). Do

aukcji przystąpiło 88 wytwórców, skła-

dając 197 ofert.  Wszystkie oferty zostały

złożone przez przedsiębiorców inwestu-

jących w  instalacje fotowoltaiczne.  W

ramach tego koszyka na zakup 11,25 TWh

energii przeznaczono ponad  3,8 mld  zł.

W  wyniku rozstrzygnięcia aukcji  sprze-

dano jednak zaledwie 14 proc. wolumenu

energii w  ramach 156 ofert zgłoszonych

przez 68 wytwórców,  o łącznej warto-

ści zaledwie 434 mln zł (co stanowi nieco

ponad 11 proc. wartości energii przezna-

czonej do sprzedaży). W wyniku rozstrzy-

gnięcia tej aukcji mogą powstać instalacje

fotowoltaiczne o  łącznej mocy zainstalo-

wanej ok. 150 MW.

Wzorem lat ubiegłych, zwycięzcy

aukcji zostali wyłonieni nie tylko w opar-

ciu o oferowaną cenę sprzedaży energii, ale

również kolejność złożenia ofert. Zgodnie

bowiem z Ustawą o OZE[1], w przypadku

gdy kilku uczestników aukcji zaoferuje

taką samą najniższą cenę sprzedaży ener-

gii, o wygranej decyduje właśnie kolejność.

Ilość energii i ceny referencyjne

Łączna ilość energii zaoferowana

przez wytwórców (blisko 2 TWh) sta-

nowiła 18  proc. ilości energii określonej

w ogłoszeniu o aukcji. Z kolei łączna war-

tość energii zaoferowana przez wytwór-

ców (niespełna 0,6 mld  zł) stanowiła

zaledwie 15 proc. wartości energii wynika-

jącej z ogłoszenia.

Cena referencyjna dla projektów foto-

woltaicznych w  tym koszyku wynosiła

375 zł/MWh (do aukcji nie przystąpili

wytwórcy energii elektrycznej w elektrow-

niach wiatrowych). Minimalna cena, po

jakiej została sprzedana energia, wynio-

sła 244,77 zł/MWh. Z kolei maksymalna

cena, po jakiej została sprzedana energia,

wyniosła 327,73 zł/MWh.

W drugiej w tym roku aukcji, przezna-

czonej dla większych projektów w techno-

logiach wiatrowej i  fotowoltaicznej, zwy-

cięskie oferty objęły instalacje o  łącznej

mocy zainstalowanej ok. 582 MW.

Do aukcji przeznaczonej dla instala-

cji fotowoltaicznych i wiatrowych o mocy

większej niż 1  MW (oznaczonej jako

AZ/2/2022) przystąpiło 51 wytwórców,

którzy złożyli łącznie 70 ofert. W ramach

Wyniki aukcji OZE 2022

Prezes Urzędu Regulacji Energetyki (URE) rozstrzygnął aukcje OZE – spośród siedmiu przeprowadzonych w grudniu jedynie trzy

zostały rozstrzygnięte.

Rys. 1. Wolumen energii przeznaczony do sprzedaży i sprzedany w aukcjach OZE przeprowadzonych w grudniu 2022 r. Żródło: URE

Rys. 2. Wartość energii przeznaczonej do sprzedaży i sprzedanej w aukcjach OZE przeprowadzonych w grudniu 2022 r. Żródło: URE

EP.MERSEN.COM

KO M P L E T N A O C H RO N A

I N S TA L AC J I FOTOWO LTA I C ZN YC H ,

T E R A Z Z N OW Y M Z A K R E S E M

W KŁ A D E K O R A Z G N I A ZD

B E ZP I EC ZN I KOW YC H

PROGRAM

HELIOPROTECTION®

ROZWIAZANIA DO

FOTOWOLTAIKI

Skontaktuj się z nami:

biuro.polska@mersen.com

Więcej informacji dostępne na

EP.MERSEN.COM

Mersen property

RAPORT

magazyn fotowoltaika 4/2022

tego koszyka na zakup 11,25 TWh ener-

gii przeznaczono 3,6 mld  zł. W  wyniku

rozstrzygnięcia aukcji sprzedano nieco

ponad  6,4 TWh energii elektrycznej (co

stanowi 57 proc. ilości energii przeznaczo-

nej do sprzedaży) w ramach 46 ofert zgło-

szonych przez 37 wytwórców o  łącznej

wartości ponad 1,7 mld zł (48 proc. war-

tości energii przeznaczonej do sprzedaży).

W wyniku rozstrzygnięcia tej aukcji

mogą powstać instalacje fotowoltaiczne

o  łącznej mocy zainstalowanej elektrycz-

nej ok. 336 MW oraz lądowe farmy wia-

trowe o łącznej mocy ok. 245 MW.

Łączna ilość energii zaoferowanej

przez wytwórców (nieco ponad 8 TWh)

stanowiła ponad  71  proc. ilości energii

określonej w  ogłoszeniu o  aukcji, nato-

miast jej łączna wartość (ok. 2,3 mld zł) to

63 proc. wartości określonej w ogłoszeniu.

Cena referencyjna w  tym koszyku

wynosiła 355 zł/MWh dla elektrowni sło-

necznych i  295 zł/MWh dla elektrowni

wiatrowych. Minimalna cena, po jakiej

została sprzedana energia, wyniosła odpo-

wiednio 150 zł/MWh w przypadku lądo-

wych farm wiatrowych oraz 236,77 zł/

MWh w elektrowniach fotowoltaicznych.

W

trzeciej

rozstrzygniętej

aukcji

(AZ/4/2022), przeznaczonej dla insta-

lacji o  mocy zainstalowanej powyżej

1 MW, wystartowały tylko elektrownie

wodne. Aukcja ta dedykowana była elek-

trowniom wodnym, instalacjom wyko-

rzystującym biopłyny i instalacjom wyko-

rzystującym energię geotermalną, o mocy

zainstalowanej elektrycznej nie większej

niż 1 MW. Przystąpił do niej tylko jeden

wytwórca zamierzający  wytwarzać ener-

gię elektryczną w instalacjach wykorzystu-

jących hydroenergię, składając trzy oferty.

W ramach koszyka na zakup przeznaczono

2,04 TWh energii o wartości 1,04 mld zł.

W  wyniku rozstrzygnięcia aukcji sprze-

dano ok. 460 GWh energii elektrycznej

(22 proc. łącznej ilości przeznaczonej do

sprzedaży) w ramach dwóch ofert o łącz-

nej wartości ok. 290 mln zł (27 proc. war-

tości energii przeznaczonej do sprzedaży).

Aukcje nierozstrzygnięte

Pozostałe aukcje: dla małych elektrowni

wodnych, biogazowni rolniczych oraz

wykorzystujących biomasę i biogaz nierol-

niczy, ze względu na brak wymaganej liczby

ofert nie zostały rozstrzygnięte[2]. Zgodnie

z zapisami Ustawy o odnawialnych źródłach

energii, aukcję rozstrzyga się, jeżeli złożono

nie mniej niż trzy ważne oferty spełniające

wymagania określone w Ustawie.

Żródło: URE

Przypisy:

[1] Ustawa z dnia 20 lutego 2015 r. o odnawialnych źródłach energii (Dz. U. z 2022 r., poz. 1378).

[2] Nierozstrzygnięte zostały aukcje: AZ/3/2022 dedykowana instalacjom o mocy zainstalowanej elektrycznej nie większej niż 1 MW, wykorzystującym biopłyny, energię geotermalną i hydroenergię, aukcja AZ/5/2022 przezna-

czona dla nowych biogazowni rolniczych o mocy większej niż 1 MW, a także aukcje AZ/6/2022 oraz AZ/7/2022 przeznaczone dla instalacji wykorzystujących do wytwarzania energii elektrycznej wyłącznie biomasę (w tym

dedykowane instalacje spalania biomasy, dedykowane instalacje spalania wielopaliwowego, instalacje termicznego przekształcania odpadów, układy hybrydowe) albo wyłącznie biogaz inny niż rolniczy (w tym wykorzystują-

ce wyłącznie biogaz pochodzący ze składowisk odpadów lub wykorzystujące wyłącznie biogaz pochodzący z oczyszczalni ścieków).

Tabela 1. Wyniki aukcji OZE w latach 2016–2022: liczba i moc zwycięskich instalacji, w tym tych,

które już powstały. Żródło: URE

Instalacje, które wygrały aukcje

Instalacje, które wytworzyły energię

rozpoczęły sprzedaż w systemie aukcyjnym

Rodzaj instalacji OZE

Łączna liczba

zwycięskich instalacji

[szt.]

Łączna moc

zwycięskich instalacji

[GW]

Liczba instalacji [szt.]

Łączna moc

zainstalowana

elektryczna [GW]

fotowoltaika

4164

6,78

1294

1,2

energia wiatrowa

na lądzie

243

5,34

40

1,07

biogaz rolniczy (w tym

wysokosprawna

kogeneracja)

32

0,035

10

0,009

biomasa

0,026

hydroenergia

17

0,022

0,011

Łącznie

4460

12,20

1352

2,30

Rys. 3. Wartość energii elektrycznej przeznaczonej do sprzedaży i sprzedanej w aukcji AZ/1/2022 (dla instalacji PVA i wiatrowych

nie większych niż 1 MW). Żródło: URE

Rys. 4. Wartość energii elektrycznej przeznaczonej do sprzedaży i sprzedanej w koszyku dla instalacji fotowoltaicznych i wiatrowych o mocy więk-

szej niż 1 MW (wyrażonej w mld zł) w aukcji AZ/2/2022. Żródło: URE

wywiad

10

magazyn fotowoltaika 4/2022

Jak LONGi postrzega dzisiejszy rynek dachowych

modułów fotowoltaicznych? Czy klienci mają

szczególne wymagania?

Według analityków branżowych dachowe moduły fotowolta-

iczne stanowiły prawie połowę (47,9%) nowo zainstalowanych

urządzeń do wytwarzania energii w technologii solarnej na całym

świecie w 2021 r. Prawie trzy czwarte z tego należy do użytkow-

ników komercyjnych i przemysłowych, podczas gdy użytkownicy

indywidualni stanowili 26%.

Aby uzyskać wgląd w potrzeby konsumentów energii słonecz-

nej, zespół ds. rozwoju produktów firmy LONGi przeprowadził

ankietę wśród tysięcy użytkowników instalacji fotowoltaicznych

w ciągu ostatnich dwóch lat. Jednoznaczny wniosek był taki, że

konsumenci energii elektrycznej z PV potrzebują modułu foto-

woltaicznego łączącego wydajność i  bezpieczeństwo z  estetyką

pod względem architektonicznym.

Odpowiedzią firmy LONGi jest nowy moduł Hi-MO 6, który

wykorzystuje wyjątkową technologię Hybrid  Passivated  Back

Contact (HPBC). Moduły mają standardowy rozmiar ogniw M10

(182 mm) i charakteryzują się sprawnością 22,8% w produkcji

masowej.

Czy może Pan wyjaśnić, co wyróżnia moduł

Hi-MO 6? Czym jest technologia HPBC? 

HPBC to nowa generacja wysoce wydajnej technologii ogniw

solarnych, wyjątkowa ze względu na swoją konstrukcję bez szyny

prądowej z przodu. Zespół badawczo-rozwojowy firmy LONGi

opracował nowe struktury ogniw i  podejścia technologiczne

do ogniw HPBC, obejmujące technologię lutowania typu back

contact, pasywację styku i  technologię zapobiegania odbiciom

światła. Ta innowacja poprawia wydajność wytwarzania energii

we wszystkich aspektach sprawności: absorpcji światła, wydajno-

ści w wysokich temperaturach, reakcji w warunkach niskiego natę-

żenia promieniowania i degradacji mocy.

Jakie są różnice między modułami wykonanymi

w technologii HPBC a modułami w technologiach

PERC i TOPCon?

W

symulacjach

rozproszonego

wytwarzania

energii

moduły Hi-MO 6 wykazały przewagę w  wytwarzaniu energii

nad  produktami PERC, ze

średnim wzrostem wytwa-

rzania

energii

do

10%

w  typowych scenariuszach.

W porównaniu z wcześniej-

szymi technologiami nowy

moduł umożliwia również

znaczne zwiększenie mocy

zainstalowanej na ograniczo-

nej powierzchni dachu. 

W jaki sposób firma LONGi osiągnęła wzrost

sprawności nowego modułu?

Poprzez kilka metod. Brak szyny prądowej zwiększa absorp-

cję światła nawet o 2,27% przy świetle padającym pod różnymi

kątami. Utrata mocy w wysokich temperaturach może wynosić

zaledwie 0,29% na 1 °C, tym samym zwiększając niezawodność

środowiskach

wysokiej

temperaturze.

Tymczasem

w  warunkach słabego oświetlenia funkcja wysokiego napięcia

obwodu otwartego Voc umożliwia szybsze osiągnięcie napięcia

roboczego falownika, podczas gdy mniejsza degradacja liniowa

zapewnia wysokowydajne wytwarzanie energii przez cały czas

życia. 

W modułach Hi-MO 6 zastosowano technologię lutowa-

nia typu back contact, w której w celu poprawy wytrzymałości

modułu na pękanie wykorzystuje się strukturę lutowania jedno-

liniowego, a nie tradycyjną strukturę w kształcie litery Z. W serii

Odpowiadamy na potrzeby klientów,

wprowadzając na rynek nową serię

modułów Hi-MO 6 

Rozmowa z kierownikiem sprzedaży LONGi na Polskę Dmytro Korniienko

Dmytro Korniienko, kierownik sprzedaży

LONGi na Polskę

Siedziba firmy LONGI

WYWIAD

11

magazyn fotowoltaika 4/2022

testów

wytrzymałości

(ang. thresher test) prze-

prowadzanych przez pod-

miot zewnętrzny moduły

Hi-MO 6 wykazały rów-

nież doskonałą spraw-

ność w utrzymywaniu sta-

bilnej i ciągłej mocy wyj-

ściowej nawet w trudnych

warunkach.

Moduły Hi-MO 6 są

dostępne w kilku

różnych wariantach.

Na czym polegają

różnice?

Aby sprostać różno-

rodnym potrzebom sze-

rokiego grona klientów na

rynku dachowych modu-

łów

fotowoltaicznych,

zespół badawczo-rozwo-

jowy fi rmy LONGi opracował cztery odrębne serie modułów

Hi-MO 6. Pierwszy, podstawowy moduł Hi-MO 6 to seria „Explo-

rer”– zapewnia optymalną wydajność wytwarzania energii, aby

zaspokoić potrzeby większości klientów, od gospodarstw domo-

wych po sektor komercyjny i przemysłowy. 

Z kolei seria „Scientist” stawia na wysoką sprawność i  jest

idealna dla klientów poszukujących najwyższej wydajności, np.

dla fi rm o dużym zapotrzebowaniu na energię. Produkty wypo-

sażone są w  ogniwa HPBC PRO pasywowane wodorem, zmo-

dernizowane w celu uzyskania przedłużonej gwarancji, zdalnego

monitoringu, regularnych przeglądów i  analiz jakości działania.

Wyjątkowo wysoka wydajność produktów z tej serii daje klientom

pewność, że instalując układy wytwarzania energii w swoich zakła-

dach produkcyjnych i na innych obszarach, będą w stanie osią-

gnąć cele w zakresie oszczędzania energii i redukcji emisji dwu-

tlenku węgla przez co najmniej 25 lat.

Trzecia seria, „Guardian”, charakteryzująca się naciskiem na

inteligentne bezpieczeństwo, wykorzystuje wstępnie zaprogramo-

wane inteligentne optymalizatory, aby uczynić moduł inteligent-

niejszym dla kilku kluczowych obszarów. Inteligentne i  precy-

zyjne algorytmy analizy umożliwiają monitorowanie elektrowni

w czasie rzeczywistym przez całą dobę, z możliwością szybkiego

wyłączenia w sytuacjach awaryjnych w celu ochrony ludzi i mie-

nia. Niezależne sterowanie i funkcje optymalizacji w czasie rze-

czywistym w każdym module mogą zwiększyć wytwarzanie ener-

gii o 5–30%, przy większej wszechstronności modułów i elastycz-

nej konstrukcji zwiększającej wydajność niezależnie od orientacji.

A co z kwestią estetyki? Jakie propozycje

ma firma LONGi dla wymagającego rynku

architektonicznego?

W tym miejscu należy wspomnieć o czwartej serii modułów.

Aby spełnić wymagania estetyczne architektów, seria „Artist”

przełamuje tradycyjny styl uniwersalnych czarnych modułów

fotowoltaicznych, oferując niestandardowe rozmiary i kolory. Jest

to szczególnie interesujące w przypadku niestandardowych obiek-

tów, takich jak stadiony sportowe, zabytki kultury i obiekty wysta-

wiennicze, a także ekskluzywnych rezydencji, które chcą korzy-

stać z technologii fotowoltaicznej bez uszczerbku dla estetyki. Aby

sprostać różnorodnym potrzebom estetycznym na całym świecie

i uzupełnić różnorodne projekty architektoniczne, moduły wyko-

nane w  technologii Hi-MO 6 są również dostępne w  kolorach

Obsidian Black (z czarnym spodem) i Stars (z białym spodem).

Dziękuję za rozmowę

Agnieszka Parzych

Moduł Hi-MO 6

Bezpłatny dodatek dla prenumeratorów

„Magazynu Fotowoltaika”

ZAPRENUMERUJ

www.magazynfotowoltaika.pl

PORADNIK

PROSUMENTA

finansowanie

12

magazyn fotowoltaika 4/2022

d  25 listopada 2022  r. przyjmo-

wane są wnioski o dofinansowanie

w ramach dwóch programów prioryteto-

wych, które dedykowane są przedsiębior-

com w rozumieniu Ustawy z dnia 6 marca

2018 r. – Prawo przedsiębiorców (Dz.U.

z 2021 r. poz. 162, z późn. zm.), posiada-

jącym tytuł prawny do instalacji objętej

systemem handlu uprawnieniami do emi-

sji gazów cieplarnianych w  rozumieniu

Ustawy z dnia 12 czerwca 2015 r. o sys-

temie handlu uprawnieniami do emi-

sji gazów cieplarnianych (Dz.U. z 2022 r.

poz. 1092, z  późn. zm.), wynikającym

z  prawa własności, prawa użytkowania

wieczystego lub trwałego zarządu, który

nie został postawiony w  stan likwidacji

lub wobec którego nie jest prowadzone

postępowanie

upadłościowe.

Wnio-

ski o dofinansowanie w formie pożyczki

będzie można składać w  trybie ciągłym

do 30 kwietnia 2023 r. lub do wyczerpa-

nia alokacji środków.

Program „Przemysł

energochłonny – poprawa

efektywności energetycznej”

Program przewiduje wsparcie inwe-

stycji służących poprawie efektywno-

ści energetycznej zgodne z  „Obwiesz-

czeniem Ministra Klimatu i  Środowi-

ska z dnia 22 grudnia 2021 r. w sprawie

szczegółowego wykazu inwestycji słu-

żących poprawie efektywności energe-

tycznej”, z  wyłączeniem inwestycji ter-

momodernizacyjnych i  remontowych

w rozumieniu ustawy z dnia 21 listopada

2008 r. o wspieraniu termomodernizacji

i remontów oraz z wyłączeniem pkt 3 ppkt

5 i 6 załącznika do ww. obwieszczenia.

Do dofinansowania w  ramach pro-

gramu priorytetowego zalicza się przede

wszystkim inwestycje polegające na:

––

budowie instalacji do odzysku cie-

pła

technologicznego

wyko-

rzystania go w  dalszym ciągu

technologicznym;

––

podnoszeniu efektywności ener-

getycznej, w  wyniku której nastę-

puje ograniczenie zużycia ener-

gii elektrycznej pobieranej z  sieci

KSE, w  tym polegające na budo-

wie

informatycznych

systemów

nadzoru nad  zużyciem, produkcją

Wsparcie dla przemysłu energochłonnego

Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej ogłosił nabór wniosków o dofinansowanie w ramach dwóch progra-

mów priorytetowych.

magazyn fotowoltaika 4/2022

FINANSOWANIE

i magazynowaniem energii z funkcją

optymalizacji zarządzania.

Kwalifi kacja do niniejszego zakresu

możliwa jest po spełnieniu łącznie poniż-

szych warunków:

złożenie wniosku do programu

jest

uwarunkowane

wcześniej-

szym przeprowadzeniem audytu

energetycznego;

inwestycja

objęta

dofi nansowa-

niem musi wynikać z rekomendacji

audytu energetycznego (zweryfi ko-

wanego przez NFOŚiGW na etapie

oceny wniosków o dofi nansowanie,

a oszczędność energii końcowej ma

być nie mniejsza niż 10%).

Intensywność dofi nansowania:

dofi nansowanie w  formie pożyczki

do 100% kosztów kwalifi kowanych,

premia1

do

20%

wypłaconej

kwoty

pożyczki

na

warunkach

preferencyjnych.

Program „Przemysł

energochłonny – OZE”

Program przewiduje wsparcie inwe-

stycji dotyczących budowy lub przebu-

dowy jednostek wytwórczych energii

elektrycznej2 z odnawialnych źródeł ener-

gii wraz z magazynem energii bądź pod-

łączeniem ich do sieci zakładowej i/lub

dystrybucyjnej/przesyłowej.

Warunkiem udzielenia wsparcia na

magazyn energii jest zintegrowanie go ze

źródłem energii, które będzie realizowane

równolegle w ramach inwestycji.

Warunkiem udzielenia dofi nansowa-

nia jest wykorzystanie co najmniej 80%

wytworzonej energii na cele własne.

Intensywność dofi nansowania:

dofi nansowanie w  formie pożyczki

do 100% kosztów kwalifi kowanych,

premia3

do

30%

wypłaconej

kwoty

pożyczki

na

warunkach

preferencyjnych.

Dla inwestycji realizowanych w  for-

mule „Project fi nance” (dotyczy obydwu

programów) obowiązuje wymóg udziału

środków własnych wnioskodawcy (z

zastrzeżeniem, że środki własne nie obej-

mują: kredytów bankowych, emisji obli-

gacji, pożyczek właścicielskich, pożyczek

udzielonych przez inne podmioty itp.)

w  wysokości co najmniej 15% kosztów

kwalifi kowanych inwestycji, wniesionego

w  postaci udziału kapitału zakładowego

pokrytego wkładem pieniężnym.

W przypadku, gdy dofi nansowanie

stanowi pomoc publiczną, musi być ono

udzielane zgodnie z regulacjami dotyczą-

cymi pomocy publicznej.

Szczegółowe informacje dotyczące

terminów, sposobu składania i  rozpa-

trywania wniosków określone zostały

w ogłoszeniach o naborach i w regulami-

nach naborów (www.gov.pl).

Finansowanie inwestycji dostępne

będzie w ramach środków pochodzących

z Funduszu Modernizacyjnego.

Źródło: www.gov.pl

Przypisy :

1 Warunkiem ubiegania się o premię będzie określenie parametrów efektu ekologicznego we wniosku o dofi nansowanie, zawierających cechy zgod-

ne z wytycznymi określania maksymalnej wysokości premii, o których mowa w pkt 3. Udzielenie premii może nastąpić zgodnie z warunkami okre-

ślonymi w „Zasadach udzielania dofi nansowania ze środków NFOŚiGW” obowiązujących w dniu złożenia wniosku o udzielenie dofi nansowania, zre-

alizowaniu inwestycji na warunkach określonych w umowie o dofi nansowanie i po zatwierdzeniu przez Narodowy Fundusz (zatwierdzenie powin-

no nastąpić w okresie do sześciu miesięcy) trzech osiągnięć zakładanego efektu ekologicznego. Premia pomniejszy kwotę kapitału do spłaty poprzez

umorzenie spłat ostatnich rat kapitałowych pożyczki na warunkach preferencyjnych. Maksymalna intensywność premii jest uzależniona od uzyska-

nej oszczędności energii końcowej (rozumianej jako ilość energii stanowiąca różnicę między energią zużytą przez urządzenie techniczne, proces tech-

nologiczny lub instalację w danym okresie, przed zrealizowaniem inwestycji, a energią zużytą przez to urządzenie techniczne, proces technologiczny

lub instalację w takim samym okresie, po zrealizowaniu inwestycji).

2 Dotyczy wyłącznie wytwarzania energii elektrycznej w instalacjach odnawialnego źródła energii; do dofi nansowanie nie kwalifi kują się instalacje

wytwarzające ciepło bądź energię elektryczną i ciepło w skojarzeniu.

3 Warunkiem ubiegania się o premię będzie określenie parametrów efektu ekologicznego we wniosku o dofi nansowanie, zawierających cechy zgodne

z wytycznymi określania maksymalnej wysokości premii, o których mowa w pkt 3. Udzielenie premii może nastąpić zgodnie z warunkami określony-

mi w „Zasadach udzielania dofi nansowania ze środków NFOŚiGW” obowiązujących w dniu złożenia wniosku o udzielenie dofi nansowania, zrealizo-

waniu inwestycji na warunkach określonych w umowie o dofi nansowanie i po zatwierdzeniu przez Narodowy Fundusz (zatwierdzenie powinno na-

stąpić w okresie do sześciu miesięcy) trzech osiągnięć zakładanego efektu ekologicznego. Premia pomniejszy kwotę kapitału do spłaty poprzez umo-

rzenie spłat ostatnich rat kapitałowych pożyczki na warunkach preferencyjnych. Maksymalna intensywność premii jest uzależniona od produktyw-

ności wspieranej instalacji (rozumianej jako łączny czas wykorzystania mocy zainstalowanej w okresie roku dla źródła będącego przedmiotem pro-

jektu).

www.etipolam.com.pl

praktyka

14

magazyn fotowoltaika 4/2022

nergetyka słoneczna to gałąź przemysłu zajmująca się wyko-

rzystaniem energii promieniowania słonecznego poprzez jej

konwersję na energię elektryczną i cieplną. Instalacje do wytwa-

rzania energii elektrycznej z energii słonecznej to instalacje foto-

woltaiczne – elektrownie fotowoltaiczne. Chociaż słowo „elek-

trownia” z definicji znaczeniowej określa zakład przemysłowy lub

zespół urządzeń wytwarzających energię elektryczną z  różnych

form energii pierwotnej (nieprzetworzonej), to jednak termin

„instalacja” stał się powszechnym, legislacyjnym określeniem sys-

temu służącego do wytwarzania energii elektrycznej „ze Słońca”.

Formalnoprawne uregulowania

Odpowiedzi na podstawowe pytania: czym jest instala-

cja fotowoltaiczna, jaki jest podział instalacji oraz jak formalno-

prawnie uregulowane jest ich działanie w Polsce, odnaleźć można

w Ustawie o odnawialnych źródłach energii (Ustawa OZE) z dnia

20 lutego 2015  r. (aktualna wersja: Dz.U. z  2022  r. poz. 1378,

1383). Ustawa OZE jest najważniejszym kompleksowym aktem

definiującym wytwarzanie energii elektrycznej ze źródeł odna-

wialnych (także biogazu rolniczego i biopłynów). Ponadto, nie-

zbędne regulacje można znaleźć w Ustawie – Prawo energetyczne,

Ustawie – Prawo budowlane, normie PN-HD 60364-7-712 oraz

innych rozporządzeniach, dokumentach i aktach prawnych, które

autor będzie przywoływał przy omawianiu właściwych zagadnień.

Instalacja odnawialnego źródła energii, definiująca instalację

fotowoltaiczną w  Ustawie o  odnawialnych źródłach energii, to

„instalacja stanowiąca wyodrębniony zespół urządzeń służących

do wytwarzania energii, opisanych przez dane techniczne i han-

dlowe, w których energia jest wytwarzana z odnawialnych źródeł

energii (…), a także połączony z tym zespołem magazyn energii

elektrycznej”.

Wybrane, podstawowe definicje urządzeń (stanowiące wyod-

rębniony zespół, o  którym mówi Ustawa OZE) służących do

wytwarzania energii zdefiniowano we  wcześniej wspomnianej

normie PN-HD 60364-7-712:

––

moduł PV – „najmniejszy, w pełni chroniony przed wpły-

wami środowiska, zespół połączonych ze sobą ogniw PV”,

––

łańcuch PV – „obwód jednego modułu lub większej liczby

szeregowo podłączonych modułów”,

––

panel PV – „zespół elektrycznie połączonych modułów PV,

łańcuchów PV, podtablic PV, i  skrzynek połączeniowych

paneli PV”,

––

falownik PV – „urządzenie, które przetwarza napięcie DC

i prąd DC panelu PV w napięcie AC i prąd AC”.

Klasyfikacja instalacji fotowoltaicznych w  zależności od  ich

wielkości przedstawiona jest w Ustawie OZE. Wielkość instalacji

fotowoltaicznej określa jej moc znamionowa czynna, następująco

definiowana w ustawie:

Moc zainstalowana elektryczna instalacji odnawialnego źródła

energii oznacza „łączną moc znamionową czynną:

a) zespołu urządzeń służących do wytwarzania energii elek-

trycznej – zespołu prądotwórczego, podaną przez produ-

centa na tabliczce znamionowej, a w przypadku jej braku,

moc znamionową czynną tego zespołu określoną przez jed-

nostkę posiadającą akredytację Polskiego Centrum Akredy-

tacji – w przypadku instalacji odnawialnego źródła energii

wykorzystującej do wytwarzania energii elektrycznej biogaz

lub biogaz rolniczy,

b) generatora, modułu fotowoltaicznego lub ogniwa paliwo-

wego podaną przez producenta na tabliczce znamionowej”.

Z powyższego jednoznacznie wynika, że moc, która decyduje

o wielkości instalacji fotowoltaicznej, to zainstalowana moc gene-

ratora PV potwierdzona tabliczkami znamionowymi poszczegól-

nych modułów (oczywiście, z uwzględnieniem sposobu połączeń

elektrycznych).

Podział instalacji fotowoltaicznych pod  względem wielko-

ści mocy determinuje formalnoprawny zakres czynności, pozwo-

leń i innych niezbędnych procedur i dokumentów, koniecznych

do budowy takich instalacji. Określa także i  precyzuje zasady

i warunki wykonywania działalności w zakresie wytwarzania ener-

gii elektrycznej oraz jej obrotu. Od  wielkości instalacji zależą

mechanizmy i instrumenty wspierające wytwarzanie.

Rodzaje instalacji

Ustawa o odnawialnych źródłach energii rozróżnia trzy rodzaje

instalacji fotowoltaicznych. Bezpośrednio i szczegółowo wyzna-

cza zasady i  warunki funkcjonowania mikroinstalacji i  małych

instalacji fotowoltaicznych.

Mikroinstalacja to instalacja odnawialnego źródła ener-

gii o łącznej mocy zainstalowanej elektrycznej nie większej niż

Elektrownie wielkopowierzchniowe

Energia słoneczna docierająca w postaci promieniowania elektromagnetycznego jest najobfitszym ze wszyst-

kich zasobów energii odnawialnej dostępnych na Ziemi. Tempo, w jakim energia słoneczna dociera do naszej

planety, jest około 10 000 razy większe niż tempo, w jakim ludzkość zużywa wszystkie rodzaje energii.

Mirosław Grabania

Fot. Największa farma fotowoltaiczna w Europie Środkowo-Wschodniej w Zwartowie.

Foto: Dziennik Bałtycki

praktyka

15

magazyn fotowoltaika 4/2022

50 kW, przyłączona do sieci elektroenergetycznej o napięciu zna-

mionowym niższym niż 110 kV albo o mocy osiągalnej cieplnej

w skojarzeniu nie większej niż 150 kW, w której łączna moc zain-

stalowana elektryczna jest nie większa niż 50 kW.

Mała instalacja to instalacja odnawialnego źródła energii

o łącznej mocy zainstalowanej elektrycznej większej niż 50 kW

i nie większej niż 1 MW, przyłączona do sieci elektroenergetycz-

nej o napięciu znamionowym niższym niż 110 kV albo o mocy

osiągalnej cieplnej w skojarzeniu większej niż 150 kW i mniej-

szej niż 3 MW, w której łączna moc zainstalowana elektryczna jest

większa niż 50 kW i nie większa niż 1 MW.

Próżno szukać w 264-stronicowej Ustawie OZE definicji insta-

lacji odnawialnego źródła o  łącznej mocy zainstalowanej elek-

trycznej większej niż 1 MW. Jej istnienie wynika poniekąd z faktu,

że instalacja o mocy większej niż 1 MW to w rozumieniu ustawy

nie jest „mała instalacja”. Tak duże instalacje to przede wszystkim

instalacje fotowoltaiczne. W  Polsce instalacje o  mocy większej

niż 1 MW buduje się od ok. 10 lat. Największa działająca obecnie

instalacja PV ma moc 204 MW i znajduje się na Pomorzu, około

65 km na północny zachód od Gdańska. A więc instalacje o takiej

wielkości istnieją i wymagają uzyskania koncesji na wytwarzanie

energii elektrycznej, zgodnie z zapisem Ustawy OZE, art. 3, który

brzmi:

„Podjęcie i wykonywanie działalności gospodarczej w zakre-

sie wytwarzania energii elektrycznej z odnawialnych źródeł ener-

gii wymaga uzyskania koncesji na zasadach i warunkach określo-

nych w Ustawie – Prawo energetyczne, z wyłączeniem wytwarza-

nia energii elektrycznej:

1.

w mikroinstalacji;

2.

w małej instalacji;

3.

wyłącznie z biogazu rolniczego, w tym w kogeneracji w rozu-

mieniu art. 3 pkt 33 Ustawy – Prawo energetyczne;

4.

wyłącznie z biopłynów”.

W obecnym czasie (w chwili pisania artykułu) Ministerstwo

Rozwoju i Technologii opracowuje przepisy o planowaniu prze-

strzennym w odniesieniu do budowy instalacji fotowoltaicznych

o  mocy ponad  1 MW wyłącznie w  oparciu o  miejscowy plan

zagospodarowania przestrzennego (MPZP). Ostateczny kształt

proponowanych przepisów ma ukazać się na początku 2023 r. Pla-

nowanie przestrzenne, któremu podlegają to kolejny wyróżnik

największych instalacji fotowoltaicznych.

Każdy prosument, inwestor, właściciel ect. może nazwać

swoją instalację fotowoltaiczną – elektrownię fotowoltaiczną (tak,

każda instalacja fotowoltaiczna jest elektrownią fotowoltaiczną):

parkiem solarnym, farmą fotowoltaiczną, instalacją wielkopo-

wierzchniową, agrowoltaiką, agrofarmą lub inną dostojną nazwą

niezależnie od  mocy posiadanej instalacji. Przywołanie pojęć

występujących w aktach prawnych pozwala zidentyfikować pro-

cedury dotyczące właściwego rodzaju instalacji fotowoltaicznej.

Autor wielokrotnie w swojej pracy zawodowej przy realiza-

cji projektów landdeveloperskich lub prac przygotowujących

tereny pod inwestycje spotykał właścicieli kilku, kilkunastu i kil-

kudziesięciu ha gruntów, którzy zadawali pytanie: A może zro-

bić tutaj fotowoltaikę? Rozpoczęty cykl artykułów o  fotowol-

taice wielkopowierzchniowej przybliży problematykę małych

instalacji fotowoltaicznych w  rozumieniu Ustawy OZE (insta-

lacja fotowoltaiczna o mocy niespełna 1 MW, zajmująca ponad 

1 ha powierzchni, to relatywnie nie taka mała instalacja) i insta-

lacji fotowoltaicznych o mocy powyżej 1 MW (to te najczęściej

nazywane farmami fotowoltaicznymi, wielkopowierzchniowymi

instalacjami fotowoltaicznymi, parkami solarnymi itd.).

Elektrownia fotowoltaiczna TAURONA w Mysłowicach o łącznej mocy 100 MW powstaje na zrekultywowa-

nym składowisku odpadów paleniskowych.

Farma w Brudzewie o mocy nominalnej 70 MW

16

magazyn fotowoltaika 4/2022

technologie

owoczesne systemy elektroenerge-

tyczne korzystają z różnych rodza-

jów odnawialnych źródeł energii (OZE),

takich jak: energia słoneczna, ener-

gia wiatrowa, energia geotermalna itp.

Odnawialne źródła energii mają cha-

rakter nieciągły – produkcja rośnie, gdy

świeci słońce i wieje wiatr, ale spada, gdy

dzień jest pochmurny lub wiatr słabnie.

Spośród  źródeł odnawialnych to foto-

woltaika została uznana za najbardziej

obiecujące źródło wytwarzania energii.

Przemysł fotowoltaiczny w szeroko rozu-

mianym pojęciu, obejmującym zarówno

produkcję urządzeń do budowy elek-

trowni fotowoltaicznych, jak i pracę elek-

trowni PV podłączonych już do sieci

elektroenergetycznych, musi ze względu

na skalę wzrostu mierzyć się z  nowymi

wyzwaniami i  zadaniami. Funkcjono-

wanie zarówno małych, jak i  tych wiel-

kich systemów fotowoltaicznych, wcho-

dzących w  skład  miksu energetycznego

poszczególnych krajów, wymaga dzia-

łań dostosowujących i uwzględniających

specyfikę niestałych odnawialnych źró-

deł energii. Coraz większy zakres imple-

mentacji fotowoltaiki do istniejących

systemów elektroenergetycznych musi

uwzględniać regulacje prawne, a  także

realne prace w obszarach infrastruktury

technicznej. Działania te umożliwią nie-

zakłócone dostarczanie energii elek-

trycznej wytworzonej ze słońca oraz wia-

tru, równoważąc popyt i podaż tej ener-

gii.

Geneza PV + BSSE

W scenariuszu dynamicznego roz-

woju generacji rozproszonej, gwałtow-

nie rosnąca liczba miejsc wytwarzania

energii przez systemy fotowoltaiczne

(przede wszystkim prosumenckie insta-

lacje PV) powoduje szereg problemów

zarówno po stronie wytwórców, jak i po

stronie dystrybucyjnej. Oprócz realnych

działań modernizujących sieci elektro-

energetyczne w  zakresie dostosowania

infrastruktury niezbędne jest tworze-

nie nowych koncepcji zarządzania ener-

gią w zakresie poprawy inteligencji sieci

dystrybucyjnych. Równolegle z  działa-

niami w skali makro w obrębie infrastruk-

tury przesyłu i dystrybucji niezbędna jest

racjonalizacja zarządzania – produkcją

i zużyciem energii na poziomie wytwór-

ców rozproszonych. Kluczową rolę dla

stabilizacji pracy sieci niskiego napię-

cia, w obrębie której działają rozproszone

źródła energii, odgrywa m.in. magazy-

nowanie wytworzonej energii elektrycz-

nej na poziomie systemów wytwarzania.

Instalacja fotowoltaiczna + bateryjny sys-

tem magazynowania energii (międzyna-

rodowo określany skrótem PV + BESS,

z ang. Photovoltaics + Battery Energy Sto-

rage System) staje się coraz częściej sto-

sowanym rozwiązaniem funkcjonalnym

w powstających obecnie systemach foto-

woltaicznych. Systemy PV + BESS ze

względu na swoje możliwości funkcjo-

nalne w  obrębie zarządzania energią na

poziomie indywidualnego prosumenta

dopełniają możliwości gospodarowania

energią elektryczną w sposób świadomy.

Duże magazyny, stosowane przez publicz-

nych dostawców energii elektrycznej oraz

operatorów sieci dystrybucyjnych i prze-

syłowych, poprawiają jakość energii, sta-

bilizują sieć elektroenergetyczną, a także

dostarczają rezerwy mocy do krajowych

Integracja systemów fotowoltaicznych

i bateryjnych systemów magazynowania

– falowniki hybrydowe

W czasach dokonującej się właśnie transformacji energetycznej, magazynowanie energii nabiera

coraz większego znaczenia. Wzrastający udział odnawialnych źródeł energii zasadniczo zmienia

strukturę globalnego systemu energetycznego.

Fot. Źródło: https://smartbuildingmag.com/

Mirosław Grabania

technologie

systemów elektroenergetycznych. Brak

zasilania w obrębie gospodarstwa domo-

wego lub obiektu prosumenta staje się

nie lada problemem, uniemożliwiającym

normalne funkcjonowanie na poziomie

egzystencjalnym.

W krajach Europy Zachodniej, w któ-

rych fotowoltaika zaczęła funkcjonować

wcześniej niż w  Polsce, proste wsparcie

ze strony poszczególnych rządów, takie

jak taryfy gwarantowane, już od kilku lat

zastępowane jest wsparciem finansowym

dla magazynowania energii, nie tylko

na poziomie prosumenckim. Gdy ceny

komponentów – modułów i falowników

– zaczęły spadać, następował tam dyna-

miczny przyrost liczby instalacji fotowol-

taicznych. W krajach Europy Zachodniej

pojawiały się takie same problemy z ela-

stycznością sieci energetycznych, jakich

doświadczył nasz kraj w ubiegłym roku,

po przekroczeniu 5 GW mocy zainsta-

lowanej. Dnia 1 kwietnia 2022 r. w Pol-

sce zmienił się system rozliczenia nad-

wyżki energii wyprodukowanej przez

prosumenta, a wraz z nim uległ zmianie

program dofinansowania mikroinstalacji

fotowoltaicznych „Mój prąd 4.0”.

Do magazynu energii możemy obec-

nie uzyskać wsparcie do 50% kosz-

tów kwalifikowanych, ale nie więcej niż

16 tys. zł; do mikroinstalacji budowanej

z magazynem energii wsparcie wynosi do

50% kosztów kwalifikowanych, jednak

nie więcej niż 7 tys. zł.

Net-billing to obecnie obowiązujący

w  Polsce system handlu energią elek-

tryczną na poziomie prosumenckim.

Dyrektywą Parlamentu Europejskiego

i Rady (UE) 2019/944 z dnia 5 czerwca

2019 r. w sprawie wspólnych zasad rynku

wewnętrznego energii elektrycznej Pol-

ska i  kraje członkowskie Unii Euro-

pejskiej (UE) zostały zobligowane do

Fot. Źródło: https://smartbuildingmag.com/

18

magazyn fotowoltaika 4/2022

TECHNOLOGIE

zmiany systemu rozliczania prosumen-

tów z systemu opomiarowania nett o (ang.

net-metering) tzw. opustowego, na system

rozliczania rozliczania nett o (ang. net-bil-

ling). Tak więc system rozliczania ilości

zastąpiono systemem rozliczania warto-

ści energii elektrycznej wprowadzonej

do sieci elektroenergetycznej i  energii

elektrycznej pobranej z sieci elektroener-

getycznej. W  tym systemie prosument

sprzedaje do sieci wyprodukowaną przez

instalację fotowoltaiczną energię, której

nie zużyje na bieżąco (tzw. nadwyżkę).

Energia

elektryczna

wyprodukowana

przez instalację PV w pierwszej kolejno-

ści jest zużywana przez odbiorniki pod-

łączone do domowej instalacji elektrycz-

nej. Gdy produkcja energii elektrycz-

nej przez instalację fotowoltaiczną nie

pokrywa zapotrzebowania, prosument

kupuje energię wg stawek swojego sprze-

dawcy. Cena sprzedaży określana jest

przez operatora krajowego systemu elek-

troenergetycznego, którym w  Polsce są

Polskie Sieci Elektroenergetyczne (PSE)

w  indeksie RCEm (rynkowa miesięczna

cena energii elektrycznej) wg cen giełdo-

wych: obecnie po średniej cenie z  mie-

siąca poprzedniego, a od połowy 2024 r.

po cenie godzinowej zgodnej z obowiązu-

jącą taryfą dynamiczną. Środki ze sprze-

daży gromadzone są w  tzw. depozycie

prosumenckim, z  którego w  pierwszej

kolejności rozliczane są rachunki za ener-

gię pobraną z sieci.

Technicznie o BESS

Każdy BESS ma znamionową pojem-

ność energetyczną mierzoną w kilowato-

godzinach [kWh] lub megawatogodzi-

nach [MWh], a także moc znamionową

mierzoną w kilowatach [kW] lub mega-

watach [MW]. Większość producentów

BESS podaje również głębokość rozła-

dowania DOD (ang. Deph of Charge),

która wskazuje procent rozładowania

akumulatora w  stosunku do całkowitej

jego pojemności. Przestrzeganie mak-

symalnego zalecanego DOD jest ważne

dla optymalnej wydajności i żywotności

baterii. Przykładowo, jeśli producent aku-

mulatora o pojemności 100 kWh zaleca

maksymalny DOD wynoszący 80%, nie

należy zużywać więcej niż 80 kWh z aku-

mulatora bez ładowania. Wartości zna-

mionowe, wewnętrzna struktura che-

miczna samej baterii, częstotliwość cyklu

i  stan baterii odgrywają kluczową rolę

w określeniu przeznaczenia – czy BESS

nadaje się do określonego zastosowania.

W  przypadku zastosowań energetycz-

nych dużej skali należy zwrócić uwagę na

inne parametry niż w przypadku korzy-

stania z systemu BESS w zastosowaniach

prosumenckich. Więcej o  magazynach

energii i ich doborze w materiale autora

„Domowe magazyny energii” w numerze

4/2021 „Magazynu Fotowoltaika”.

Domowe, prosumenckie

magazyny energii BESS

Integracja

mikroelektrowni

pro-

sumenckiej z  magazynem energii sta-

bilizuje pracę sieci elektroenergetycz-

nej w  obrębie przesyłu niskiego napię-

cia, dzięki czemu prosumenci zyskują

nowe funkcjonalności systemów. Maga-

zyn energii fotowoltaicznej zasadniczo

zmienia działanie instalacji fotowoltaicz-

nej, zwiększając jej możliwości. Bateria

zintegrowana z domową instalacją elek-

tryczną przechowuje energię wytwo-

rzoną przez system fotowoltaiczny lub

pobraną z zewnętrznej sieci elektroener-

getycznej w  zależności od  zaprogramo-

wania funkcji jej pracy. Ogranicza odpro-

wadzanie nadwyżek energii do sieci

publicznej, a tym samym zwiększa auto-

konsumpcję energii produkowanej przez

instalację fotowoltaiczną w  wielkości

zależnej od swojej pojemności.

BESS w  instalacjach elektrycznych

wewnętrznych mogą pracować, będąc

sprzężone z prądem przemiennym (AC)

lub prądem stałym (DC). AC BESS skła-

dają się z  modułu baterii, falowników/

ładowarek oraz systemu zarządzania

baterią (BMS – ang. Batt ery Management

System). Te kompaktowe jednostki są

łatwe w instalacji, przez co stały się popu-

larnym wyborem w przypadku moderni-

zacji systemów energetycznych w obiek-

tach podłączonych do sieci, posiadają-

cych już instalację fotowoltaiczną, której

falownik nie posiada możliwości współ-

pracy z magazynem energii.

AC BESS w  instalacjach elektrycz-

nych bez mikroelektrowni fotowoltaicz-

nych pełnią funkcję rezerwuaru ener-

gii elektrycznej, a  po wprowadzeniu

taryf dynamicznych będą mogły groma-

dzić prąd w czasie, gdy jest tani, i dyspo-

nować nim w okresie szczytu cenowego.

Warto zauważyć, że w  systemie sprzężo-

nym z prądem przemiennym prąd będzie

musiał zostać przekonwertowany trzy-

krotnie. Każda konwersja powoduje nie-

wielką utratę energii, tak więc AC BESS są

nieco mniej wydajne w ładowaniu swoich

akumulatorów (90–94% w  porównaniu

z 98% osiąganymi przez sprzężenie DC).

DC BESS – systemy sprzężone z prą-

dem stałym – zwykle wykorzystują kon-

trolery ładowania słonecznego lub regu-

latory do ładowania baterii z  genera-

tora fotowoltaicznego (modułów PV),

poprzez falownik hybrydowy (posia-

dający możliwość współpracy z  BESS)

do konwersji energii elektrycznej na

prąd  przemienny. Generator fotowol-

taiczny (moduły PV) i  moduł baterii

Fot. Źródło: https://smartbuildingmag.com/

TECHNOLOGIE

wykorzystują ten sam falownik, współ-

dzielą zabezpieczenia i połączenie z sie-

cią. Zmniejsza to straty mocy spowo-

dowane wielokrotną konwersją prądu

i prowadzeniem oddzielnych linii łączą-

cych z siecią, jak ma to miejsce w przy-

padku AC BESS. Falowniki hybrydowe1

– współpracujące z  magazynami ener-

gii – posiadają zaawansowane funkcje

sterowania i  zarządzania energią elek-

tryczną w  obrębie wewnętrznej domo-

wej lub też innej prosumenckiej instala-

cji elektrycznej.

Falowniki z funkcją współpracy

z magazynem energii –

hybrydowe

Inteligentne falowniki hybrydowe to

centra sterowania systemów energetycz-

nych na poziomie wewnętrznych insta-

lacji elektrycznych. Zarządzają pracą

modułów – generatora fotowoltaicz-

nego, bateryjnymi systemami magazy-

nowania energii oraz funkcjonowaniem

wewnętrznej sieci elektroenergetycznej,

w której pracują. Zwykle są wystarczająco

elastyczne, aby można je było stosować

w  aplikacjach autonomicznych, siecio-

wych lub do pracy w trybie awaryjnym,

zasilając odbiorniki wewnętrznej instala-

cji elektrycznej w czasie przerw w dosta-

wie prądu. Urządzenia te dostępne są na

rynku w  wersjach zarówno jedno-, jak

i trójfazowych.

Podstawowym

zadaniem

każdego

hybrydowego falownika fotowoltaicznego

jest przekształcanie energii elektrycznej

z  postaci prądu stałego DC (ang. Direct

Current) pochodzącego z generatora foto-

woltaicznego na prąd  przemienny AC

(ang. Alternating Current) o  parametrach

prądu przemiennego sieci energetycznej

niskiego napięcia. Jednocześnie posia-

dają funkcję determinującą hybrydowość

– dwukierunkowe przekształcanie prądu

DC/AC w  celu magazynowania i  wyko-

rzystywania energii elektrycznej zgroma-

dzonej w magazynie energii.

Falownik hybrydowy gospodaruje

energią elektryczną w postaci prądu sta-

łego DC dostarczaną z  generatora foto-

woltaicznego. Przekształca prąd  stały

DC na prąd  przemienny AC, zasilając

odbiorniki poprzez wewnętrzną insta-

lację elektryczną w  obiekcie, do której

jest podłączony. Jest to tzw. autokon-

sumpcja wyprodukowanej energii elek-

trycznej. Jeżeli ilość energii elektrycz-

nej (prądu) produkowanej przez genera-

tor (moduły) jest wyższa od zapotrzebo-

wania odbiorników (obiektu, gospodar-

stwa domowego), falownik wysyła nad-

wyżkę poprzez licznik dwukierunkowy

do publicznej sieci elektroenergetycz-

nej. Wprowadzanie energii elektrycz-

nej do sieci wewnętrznej oraz wysyła-

nie nadwyżki energii elektrycznej nastę-

puje poprzez podniesienie napięcia

przez falownik powyżej napięcia w sieci

wewnętrznej i  odpowiednio publicz-

nej. Podnoszenie napięcia ograniczone

jest do 253 V dla ochrony odbiorników

i urządzeń elektrycznych, które w euro-

pejskim systemie elektroenergetycznym

posiadają napięcia znamionowe 230 V.

Nieprzekształconym prądem stałym

DC falownik hybrydowy ładuje magazyn

energii.

20

magazyn fotowoltaika 4/2022

technologie

Funkcjonalność systemu PV +

BESS

Systemy fotowoltaiczne PV + BESS

posiadają o  wiele większą funkcjonal-

ność użytkową od systemów PV niepo-

siadających magazynów energii. Pod-

stawowe korzyści posiadania systemu

hybrydowego to po pierwsze – zwięk-

szenie zużycia wyprodukowanej ener-

gii elektrycznej przez instalację fotowol-

taiczną na potrzeby własne (autokon-

sumpcja) bez konieczności sprzedaży

całości nadwyżek po cenach mniejszych

niż zakup uzupełniający zużycie (ograni-

czenie net-bilingu). Druga podstawowa

zaleta PV + BESS to uzyskanie pewnego

poziomu niezależności energetycznej.

Autokonsumpcja energii elektrycz-

nej i  jej maksymalizacja bezpośrednio

przekładają się na zwiększenie opłacal-

ności posiadania własnej mikroelek-

trowni fotowoltaicznej. Nadwyżka prądu

generowanego z  fotowoltaiki i  niezuży-

tego na zasilenie bieżące odbiorników

w  obrębie wewnętrznej instalacji elek-

trycznej gromadzona jest w  magazy-

nie energii. Wykorzystuje się ją w  póź-

niejszym czasie, np. wieczorem, gdy nie

działa już fotowoltaika. To oznacza ogra-

niczenie zakupu energii elektrycznej po

cenie sprzedawcy.

Stopień niezależności energetycznej

i opłacalność systemu wynikająca z dzia-

łania autokonsumpcji w  głównej mierze

zależą od mocy generatora PV oraz pojem-

ności magazynu energii. Odpowiednia

moc generatora może naładować BESS

o pojemności 5 kWh także w miesiącach

odległych od tych najbardziej słonecznych.

Do niezależności energetycznej autor zali-

cza możliwość pracy w trybie awaryjnym.

Akumulatory to najszybciej reagujące, dys-

pozycyjne źródło energii, ponieważ mogą

one przejść z  trybu gotowości do pełnej

mocy w  ciągu milisekund. Praca w  try-

bie awaryjnym możliwa jest także w mie-

siącach najmniej produktywnych. W tym

czasie BESS ładuje się z sieci publicznej,

aby w przypadku braku zasilania zapewnić

ciągłość pracy priorytetowych odbiorni-

ków – urządzeń takich jak lodówka, kom-

puter, funkcjonowanie modułów inteli-

gentnego domu, działanie centralnego

ogrzewania z kotłem gazowym lub pompą

ciepła. Także zasobnik prądu o  niewiel-

kiej pojemności daje czas na przygotowa-

nie się do dłuższych przerw w dostawach

z publicznych sieci elektroenergetycznych,

zapewniając bezpieczeństwo oraz komfort

funkcjonalny. W dużej skali magazynowa-

nie energii w  BESS jest wykorzystywane

do krótkotrwałego zasilania szczytowego

i  usług pomocniczych, takich jak zapew-

nienie rezerwy operacyjnej i kontrola czę-

stotliwości, aby zapobiegać skutkom i zmi-

nimalizować ryzyko przerw w  dostawie

prądu.

PV + BESS z  falownikiem hybry-

dowym (czyli BESS sprzężone z  prą-

dem stałym) zapewnia bardziej przyja-

zną i  intuicyjną konfigurację ustawień

trybów pracy związanych z  potrzebami

i  preferencjami konsumentów energii

elektrycznej. W  takim zestawieniu ste-

rowanie odbywa się poprzez aplika-

cje zarządzające z  poziomu falownika

hybrydowego.

Możliwe jest wiele ustawień try-

bów pracy w  zależności od  preferencji

i  potrzeb użytkownika. Jeżeli prioryte-

tem jest maksymalna autokonsumpcja,

to w porze wieczornej zużywany jest cały

rezerwuar energii. Jeżeli priorytetem jest

umożliwienie działania w trybie awaryj-

nym, to akumulatory magazynu energii

rozładowuje się tylko do pewnego, usta-

wionego poziomu, np. 50%.

Dobór PV + BESS z falownikiem

hybrydowym

Wybierając system fotowoltaiczny

z magazynem energii sprzężonym z prą-

dem stałym DC, czyli podłączonym do

falownika

hybrydowego

(pomijając

aspekt finansowy determinujący zasad-

niczo wybór systemu) na poziomie pro-

sumenckim, należy zdefiniować swoje

preferencje, potrzeby oraz priorytety

w korzystaniu z odbiorników prądu. O ile

dobór mocy (wielkość) instalacji foto-

woltaicznej w  opustowym, ilościowym

systemie rozliczania był relatywnie pro-

sty i zrozumiały, to ustalenie mocy insta-

lacji PV w  obecnej metodzie rozlicza-

nia wartości energii elektrycznej wpro-

wadzonej do sieci elektroenergetycz-

nej i energii elektrycznej z niej pobranej

wymaga rozważenia oczekiwań, większej

ilości argumentów i  danych. Pomocna

w doborze mocy może być odpowiedź na

pytanie, jaka wielkość instalacji fotowol-

taicznej (moc generatora) zapewni pro-

dukcję w ciągu roku pokrywającą różnicę

pomiędzy ceną zakupu a ceną sprzedaży

energii elektrycznej przez prosumenta.

Dobór

falownika

hybrydowego

powinien być dokonywany po rozważe-

niu jego możliwości współpracy z maga-

zynami energii. Większość falowników

może współpracować tylko z dedykowa-

nymi magazynami energii. Na globalnym

rynku pojawiają się jednak oferty falow-

ników mogących współpracować z  róż-

nego rodzaju bateriami, a  także z  aku-

mulatorami kwasowo-ołowiowymi. Zda-

niem autora będzie to trend rosnący. Pro-

ducenci akumulatorów kwasowo-oło-

wiowych przedstawiają urządzenia dedy-

kowane fotowoltaice.

Efektywność i opłacalność są najważ-

niejszymi kryteriami wyboru metody

magazynu energii dla PV + BESS. Duża

pojemność, wysoka gęstość energii,

wysoka wydajność, niski koszt, długa

żywotność i niskie lub minimalne koszty

konserwacji technologii magazynowa-

nia energii to niewątpliwie najwłaściwsze

kryteria wyboru. Z kolei dobór wielkości

(pojemności) zasobnika energii powi-

nien uwzględniać indywidualne prefe-

rencje i oczekiwania względem budowa-

nej elektrowni fotowoltaicznej.

Instalacja fotowoltaiczna wyposażona

w magazyn energii i zarządzana falowni-

kiem hybrydowym, czyli PV + BESS, to

optymalny, kompletny i docelowy system

solarny. Wielość opracowywanych i wdra-

żanych nowych technologii fotowoltaicz-

nych i akumulatorowych, które można śle-

dzić na portalu www.magazynfotowolta-

ika.pl, ma na celu podniesienie sprawno-

ści, wydajności, trwałości oraz powszech-

ności systemów typu PV + BESS. W bran-

żowej literaturze światowej można wie-

lokrotnie spotkać się z  twierdzeniem, że

to właśnie PV + BESS pozwoli światu

przejść na energię odnawialną.

Więcej o  falownikach hybrydo-

wych i  ich doborze w  materiale autora

„Falowniki PV – nowe funkcje użyt-

kowe” w  numerze 1/2021 „Magazynu

Fotowoltaika”.

1 Termin „falownik hybrydowy” w powyższym artykule oznacza falownik współpracujący z magazynem energii. W literaturze można spotkać się z określeniem „hybrydowy” w odniesieniu do falownika obsługującego dwa źródła

– generator fotowoltaiczny i turbinę wiatrową oraz magazyn energii.

21

magazyn fotowoltaika 4/2022

technologie

”Pepperoni” wybrało technologię, która obiecuje najlepszy

stosunek wydajności do kosztów produkcji – tandem krzem/

perowskit. Perowskit, materiał nowej klasy o specjalnej struktu-

rze krystalicznej, można precyzyjnie dostroić, aby wykorzystać te

części widma słonecznego, których typowe krzemowe materiały

fotowoltaiczne nie są w stanie wydajnie przekształcić w energię.

„Pepperoni” wzbogaci przemysłowe ogniwa krzemowe za pomocą

górnego ogniwa z perowskitu. Ta tandemowa, hybrydowa kon-

strukcja korzysta z przemysłowej wiedzy fotowoltaiki krzemowej

i rozszerza zakres osiągalnej sprawności konwersji mocy (PCE)

poza praktyczne ograniczenia krzemu.

Wykorzystanie technologii słonecznych do

umożliwienia europejskiej produkcji

„Pepperoni” ma na celu utworzenie linii pilotażowej w celu

opracowania modułów słonecznych z  technologią tandemową

perowskit/krzem. Finansowanie wyniesie około 14,5  mln euro

w ciągu czterech lat, a konsorcjum obejmie zakresem działania

cały łańcuch wartości innowacji fotowoltaicznych. Najbardziej

rozpowszechnione dotychczas technologie ogniw słonecznych

bazują na krzemie, a krzemowe ogniwa fotowoltaiczne są obecnie

jednym z  najtańszych sposobów produkcji energii elektrycznej

w wielu częściach świata. Sukces branży fotowoltaicznej w ostat-

nich latach spowodował dotarcie do obecnych praktycznych gra-

nic wydajności technologii krzemowej. Aby przekroczyć granice

możliwości fizycznych ogniw krzemowych, naukowcy zapropo-

nowali dodanie drugiej warstwy ogniwa słonecznego w celu utwo-

rzenia tzw. tandemowych ogniw słonecznych.

Technologia Q.ANTUM

Konsorcjum proponuje zastosowanie krzemowego ogniwa

opartego na technologii, która jest już produkowana na skalę glo-

balną w  skali gigawatów: technologii Q.ANTUM. Została ona

po raz pierwszy wprowadzona w 2012 r. przez partnera projektu,

firmę Qcells, rozwijajacego tę technologię. W  ramach własnej

technologii Q.ANTUM firma Qcells opracowała kilka innowa-

cji, od pierwszych pomysłów po gotowość do masowej produk-

cji. Z powodzeniem przeniosła te innowacje do produkcji wiel-

koseryjnej. Przykłady obejmują wprowadzenie technologii ogniw

słonecznych typu PERC (pasywowany emiter tylnego ogniwa),

a także technologii półogniw, połączeń przewodowych i modułów

słonecznych o zerowej przerwie. Niedawno firma Qcells rozsze-

rzyła swoją technologię Q.ANTUM, opracowując styki pasywu-

jące (Q.ANTUM NEO), co jeszcze bardziej zwiększyło wydaj-

ność ogniw i modułów fotowoltaicznych. Kluczowym zadaniem

projektu jest zastosowanie tych samych sprawdzonych wymagań

produktowych do technologii tandemowej.

Udostępnianie energii słonecznej

Konsorcjum realizujące projekt ”Pepperoni” ma na celu spro-

stanie wyzwaniom, które obecnie utrudniają wdrożenie tandemo-

wych ogniw słonecznych. Główne cele projektu to:

––

zminimalizowanie strat związanych ze skalowaniem dzięki

innowacjom w stosowanych materiałach i urządzeniach,

––

dopracowanie procesów i urządzeń do osadzania materiałów

cienkowarstwowych,

––

wydłużenie stabilności operacyjnej perowskitów dzięki

dogłębnym analizom strat wydajności,

––

usunięcie wszelkich zagrożeń dla zdrowia ludzi lub środowi-

ska – takich jak hotspoty,

––

stworzenie solidnej i konkurencyjnej europejskiej bazy inno-

wacji i łańcuch dostaw dla fotowoltaiki.

O „Pepperoni”

„Pepperoni” to czteroletni projekt badawczo-innowacyjny

współfinansowany przez Unię Europejską w  ramach programu

„Horyzont Europa” i  wspierany przez szwajcarski Sekretariat

Stanu ds. Edukacji, Badań Naukowych i Innowacji, który rozpo-

czął się 1 listopada 2022 r. ”Pepperoni” przyczyni się do rozwoju

tandemowej fotowoltaiki perowskit/krzem ( PV) w  kierunku

wprowadzenia na rynek i  masowej produkcji. Projekt, koordy-

nowany przez Helmholtz-Zentrum Berlin (DE) i  Qcells (DE),

zidentyfikuje i usunie bariery we wprowadzaniu na rynek tande-

mowej technologii słonecznej, a  ostatecznie położy podwaliny

pod szybkie wdrożenie nowych zdolności produkcyjnych w Euro-

pie jako opłacalnego i zasobooszczędnego rozwiązania dekarboni-

zacji systemu energetycznego.

Opracowanie: Mirosław Grabania na podstawie materiałów Qcells

Europejska pilotażowa linia produkcyjna

tandemowych ogniw perowskitowo-krzemowych

„Pepperoni”, czteroletni projekt badawczo-innowacyjny współfinansowany w ramach programu „Horyzont Europa” i koordyno-

wany przez utworzone konsorcjum Helmholtz-Zentrum Berlin i Qcells, wesprze Europę w osiągnięciu celu neutralności klimatycz-

nej w zakresie energii odnawialnej do 2050 r. Celem „Pepperoni” jest identyfikacja i likwidacja barier stojących na drodze do wpro-

wadzenia tandemowej perowskitowo-krzemowej technologii słonecznej na rynek, aby ostatecznie położyć fundamenty pod nowe

zdolności produkcyjne branży fotowoltaicznej w Europie.

Fot. Qcells

22

magazyn fotowoltaika 4/2022

technologie

iczby pokazują rosnące znaczenie fotowoltaiki. Według Mię-

dzynarodowej Agencji Energii Odnawialnej (IRENA),

w 2012 r. na całym świecie z systemów fotowoltaicznych wytwo-

rzono ponad 96 TWh energii, a do 2020 r. prawie 831 TWh. Nie

jest to bynajmniej granica tego, co może zaoferować fotowoltaika.

Jednak w procesie produkcyjnym ogniw słonecznych cenne sre-

bro wykorzystuje się do produkcji szyn i styków, które przewodzą

prąd elektryczny wytwarzany w warstwie krzemu za pomocą pro-

mieniowania słonecznego. Koszt tego szlachetnego metalu rośnie.

Dzisiaj srebro stanowi około 10% ceny produkcji modułu

fotowoltaicznego. Co więcej, na Ziemi dostępne są tylko ogra-

niczone ilości tego metalu. Przemysł fotowoltaiczny przetwarza

15% wydobytego srebra, ale ze względu na wysokie tempo wzro-

stu w branży odsetek ten ma gwałtownie wzrosnąć. Nie będzie to

jednak opłacalne, ponieważ inne sektory, takie jak elektromobil-

ność i technologia 5G, również zgłaszają oczekiwany w przyszło-

ści wzrost wykorzystania srebra.

– Jako materiały nadające się do recyklingu, zarówno miedź, jak

i aluminium mogą znacznie zbliżyć produkcję fotowoltaiczną do gospo-

darki o obiegu zamkniętym, poprawiając tym samym standardy środo-

wiskowe i społeczne. Biorąc pod uwagę, że mamy wystarczające dostawy

miedzi w Niemczech, łańcuchy dostaw są znacznie krótsze, a cena jest

mniej zależna od międzynarodowych rynków surowców lub dostawców

zagranicznych – przekonuje dr Markus Glatthaar z Fraunhofer ISE.

Spin-off PV2+ wprowadza na rynek technologię

słoneczną

Aby szybciej wprowadzić obiecującą technologię na rynek,

firma Fraunhofer ISE założyła spin-off PV2+. Litery „P” i  „V”

oznaczają fotowoltaikę, a „2+” oznacza podwójny dodatni ładunek

jonów miedzi w kąpieli galwanicznej. Firma ma siedzibę również

we Freiburgu, a funkcję dyrektora generalnego pełni dr Markus

Glatthaar, badacz Instytutu Fraunhofera. Zamierza stworzyć pilo-

tażowy zakład  produkcyjny wraz z  partnerami przemysłowymi

już na początku 2023 r. Jak wyjaśnia prof. Andreas Bett, dyrek-

tor instytutu Fraunhofer ISE: – Te innowacyjne ogniwa słoneczne są

ważnym krokiem na drodze do przyszłego zasilania opartego na energii

odnawialnej. Zapewnią one przemysłowi fotowoltaicznemu tak bardzo

potrzebny impuls. Spin-off ma ogromny potencjał, aby szybko i skutecz-

nie zaistnieć na rynku. I, oczywiście, jesteśmy szczególnie zadowoleni, że

technologie te zostały opracowane w naszym instytucie.

Pierwsze miejsce w  tegorocznym wrześniowym konkursie

MakeItMatter-Awards przypadło właśnie młodej firmie PV2+,

wydzielonej z Instytutu Fraunhofera ds. Systemów Energii Sło-

necznej we  Freiburgu. Zespół opracował i  opatentował pro-

ces, w którym do produkcji ogniw słonecznych zamiast srebra

można stosować miedź z recyklingu. – W ten sposób z jednej strony

można obniżyć koszty ogniw słonecznych, ponieważ miedź jest łatwiej

dostępna, a przez to tańsza, co czyni je bardziej konkurencyjnymi na

rynku światowym – mówi dyrektor zarządzający dr Markus Glat-

thaar. Srebro, które jest często wydobywane w  krajach takich

jak Chiny lub Rosja, jest również problematycznym surowcem,

ponieważ pozyskiwane jest zwykle w procesach szkodliwych dla

środowiska i w nieludzkich warunkach. – Wzmacnia to również

nasz cel, jakim jest wykorzystanie naszego procesu, aby przyczynić się

do zwiększenia niezależności i konkurencyjności europejskiej produk-

cji ogniw słonecznych poprzez skrócenie łańcuchów dostaw – dodaje

dyrektor operacyjny PV2+ dr Katarzyna Braig.

Opracowanie: Mirosław Grabania

Źródło: Fraunhofer ISE, PV2+ GmbH

Miedź zamiast srebra – komercjalizacja

technologii dla ogniw heterozłączowych

Jeśli chodzi o wytwarzanie energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii, fotowoltaika jest podstawą. Nowoczesne heterozłą-

czowe ogniwa słoneczne mają szczególnie niski poziom śladu węglowego (CO2) ze względu na niewielkie ilości krzemu użytego do

ich produkcji, a ich produkcja przemysłowa osiąga najwyższe poziomy wydajności. Dzięki temu istnieje duża szansa, że technologia

ta stanie się standardem w produkcji ogniw fotowoltaicznych.

23

magazyn fotowoltaika 4/2022

technologie

owa metoda pomiaru zabrudzenia fotowoltaiki, ogniwa

referencyjnego i piranometru została opracowana i zwery-

fikowana na podstawie danych z czterech miesięcy z południo-

wej Hiszpanii. Metoda wykorzystuje lampę, która jest włączana

raz lub kilka razy w nocy na około 45 minut, a nocne natężenie

promieniowania jest porównywane z sygnałami z nocy z czystym

czujnikiem. Ta metoda wymaga niewielkiej konserwacji, ponie-

waż lampa jest chroniona przed  zabrudzeniem przez kolimator

o długości 25 cm. Scharakteryzowano pięć lamp w komorze kli-

matycznej i wyprowadzono poprawki temperaturowe dotyczące

ich natężenia promieniowania. Przy obecnie stosowanym modelu

lampy korekcję temperaturową należy wyprowadzić indywidual-

nie dla każdej z nich, ponieważ poprawki te różnią się od siebie.

Zainstalowano dwie lampy z piranometrem i komórką odniesie-

nia do testu na zewnątrz. Zmierzone straty spowodowane zanie-

czyszczeniem porównano ze stratami wynikającymi z porówna-

nia radiometru testowego z  czystym urządzeniem tego samego

modelu. Stwierdzono, że odchylenia między zestawami danych

były poniżej oczekiwanej niepewności danych referencyjnych

z niskimi odchyleniami, to jest poniżej 0,3%.

Zaobserwowano, że rosa lub krople deszczu na radiometrze

testowym mogą powodować błędne pomiary strat spowodowa-

nych zanieczyszczeniem, a porównanie czterech strat spowodo-

wanych zanieczyszczeniem każdej nocy pomogło zredukować

takie błędy. W celu porównania z referencyjnymi stratami związa-

nymi z zabrudzeniem uwzględniono opady deszczu, aby uniknąć

porównania danych uzyskanych w nocy po naturalnym czyszcze-

niu ze stratami wynikającymi z zabrudzeń, zmierzonymi w ciągu

dnia przed deszczem. Jest to również zalecane do zastosowania

danych w elektrowni słonecznej i do pomiarów promieniowania

słonecznego. Interesujące są zatem pomiary opadów lub mode-

lowane dane dotyczące deszczu w  celu uzupełnienia pomiarów

zabrudzenia.

Badania stabilności lampy w ciągu kilku dni, tygodni lub mie-

sięcy są przedstawione w tej metodzie pośrednio poprzez porów-

nanie pomiaru utraty zabrudzenia z metodą referencyjną. Takie

zmiany stabilności są możliwe, ponieważ wiadomo, że diody LED

zmieniają się wraz z godzinami pracy i w zależności od cykli. Na

podstawie aktualnych danych przyjmuje się, że lampa jest wystar-

czająco stabilna, aby zapewnić obserwowaną dokładność, jeśli

ponowna kalibracja lampy (nocny pomiar czystym radiometrem)

ma miejsce co dwa tygodnie lub częściej. Dłuższe odstępy między

czyszczeniami, na przykład miesiąc lub dwa miesiące, mogą być

możliwe. W celu dalszego ulepszenia systemu Radguard można

rozważyć również inne efekty spowodowane przez właściwości

optyczne lampy. Widmo LED różni się od widma słonecznego,

a utrata zabrudzenia zależy od długości fali.

Radguard – nowatorski system mierzący straty spowodowane

zanieczyszczeniem w  systemach fotowoltaicznych – został nie-

dawno opublikowany w artykule „Autonomiczny radiometryczny

system pomiarowy strat fotowoltaiki z  powodu zabrudzenia”

w piśmie „Progress in Photovoltaics”. W skład zespołu badawczego

wchodzą naukowcy ze szwedzkiego DLR Remote Sensing Data

Center, hiszpańskiej CIEMAT Plataforma Solar de Almería oraz

niemieckiego Instytutu Technologii Teledetekcji DLR. W przy-

szłości metoda będzie testowana na kolejnych stanowiskach oraz

w przygotowywanych dłuższych kampaniach pomiarowych.

Opracowanie: Mirosław Grabania na podstawi materiałów

Progress in Photovoltaics

Radiometryczny system pomiaru strat

w wyniku zabrudzeń instalacji fotowoltaicznych

Zabrudzenia mogą znacznie obniżyć zarówno wydajność instalacji fotowoltaicznych (PV), jak i  zakłócić sygnały radiometrów.

W przypadku systemów PV oszacowano, że zabrudzenie zmniejsza globalną produkcję energii o 3% do 4%. Znajomość bieżących

strat związanych z zanieczyszczeniem instalacji fotowoltaicznej może być wykorzystana do optymalizacji harmonogramu czysz-

czenia i uniknięcia fałszywych alarmów związanych z innymi problemami, które mogą powodować pogorszenie wydajności.

Fot. Progress in Photovoltaics

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56