• Domov
• Kazalo
• Kontakt

Analiza obratovalnih parametrov sončnih elektrarn

Ob koncu leta 2007 je bilo v Sloveniji nameščenih 749 kWp fotonapetostnih sistemov, od tega 719 kWp omrežnih sistemov. Na tem področju je vodilna gorenjska regija, kjer je bilo 20 sončnih elektrarn s skupno močjo 329 kWp oziroma 36 % delež slovenskih omrežnih sistemov. Sončne elektrarne podjetja Gorenjske elektrarne so konec leta 2007 predstavljale 39,5 % delež sončnih omrežnih elektrarn na Gorenjskem oziroma 18,1 % delež sončnih omrežnih elektrarn v Sloveniji.

Gorenjske elektrarne se s fotovoltaiko ukvarjajo od leta 2005, ko so zgradile sončno elektrarno Radovljica z močjo 16,275 kWp, kateri je leta 2006 sledila izgradnja sončne elektrarne Labore v Kranju z močjo 30,87 kWp ter najem sončne elektrarne FERI v Mariboru moči 7 kWp.

Leta 2007 je bila zgrajena sončna elektrarna Strahinj in z doinštalacijo za 7,095 kWp aprila leta 2008 povečana na skupno moč 89,835 kWp. Z junija 2008 zgrajeno sončno elektrarno Preddvor moči 60,2 kWp imajo Gorenjske elektrarne skupno moč lastnih elektrarn 197,18 kWp, z elektrarno v najemu pa 204,18 kWp. Po podatkih Agencije za prestrukturiranje energetike ApE je bila do konca junija 2008 v Sloveniji dosežena inštalirana moč 1000 kWp; Gorenjske elektrarne so z 20 % deležem največji proizvajalec električne energije.

Učinkovitost sončnih elektrarn

Veličina, ki določa količino proizvedene energije v sončni elektrarni, je sončno obsevanje na površino fotonapetostnega modula. V Sloveniji se vrednosti letnega sončnega obsevanja na ravno površino gibljejo med 1000 kWh/m2 in 1200 kWh/m2.

Podatki za devet sončnih elektrarn z inštalirano močjo 111,55 kWp, postavljenih do konca leta 2006 na Gorenjskem, kažejo, da je bila v letu 2007 njihova proizvodnja električne energije 1146,79 kWh na inštaliran kW. Za primerjavo navedimo, da je bila proizvodnja v fiksno nameščenih sončnih elektrarnah povprečno 1122,75 kWh na inštaliran kilovat moči, v sončnih elektrarnah s sledljivim sistemom pa od 1302,38 kWh do 1683,81 kWh na inštaliran kilovat moči oz. v povprečju 1410,13 kWh na inštaliran kilovat, kar predstavlja povprečno 25,6 % več proizvedene električne energije.

Učinek izrabe površin

V Gorenjskih elektrarnah želimo čimbolj izkoristiti površino streh za postavitev sončnih elektrarn. Učinki izrabe površin so prikazani na primeru štirih sončnih elektrarn, zgrajenih v letih 2005-2008 in kažejo iz projekta v projekt višje izkoristke izrabe površin.

Sončna elektrarna Radovljica (2005) je nameščena na strehi na južni strani krajevnega elektro nadzorništva v Radovljici s površino 215,39 m2; pokrita je s 93 moduli dimenzij 1,622 x 0,814 m (1,28 m2), ki pokrijejo 57 % vse površine strehe. Izkoristek strehe je 75,56 Wp/m2. Površina modulov je 122,76 m2, izkoristek modulov je 136,72 Wp/m2.

Aktivna površina fotonapetostnega generatorja s 6696 celicami v 93 modulih znaša 104,625 m2, izkoristek aktivne površine fotonapetostnega generatorja je 155,56 Wp/m2. Izkoristek modulov Shell Solar Ultra 175 s po 72 zaporedno vezanimi monokristalnimi-silicijevimi celicami moči 175 Wp je po katalogu proizvajalca 13,3 %.

Sončna elektrarna Labore (2006) je nameščena na ravni strehi parkirišča A1 Remont na Laborah v Kranju s površino 504 m2; pokrita je s 147 moduli dimenzij 1,57 x 0,798 m (1,25 m2), ki pokrijejo 36,4 % vse površine strehe. Izkoristek strehe je 61,25 Wp/m2. Površina modulov je 183,75 m2, izkoristek modulov je 168,0 Wp/m2.

Aktivna površina fotonapetostnega generatorja s 10.584 celicami v 147 modulih znaša 165,375 m2, izkoristek aktivne površine fotonapetostnega generatorja je 186,67 Wp/m2. Izkoristek modulov tipa Sanyo HIP-210NHE1 s po 72 zaporedno vezanimi HIT celicami (heterospoj monokristalnega silicija in amorfnega silicija) 210 Wp po katalogu proizvajalca je 16,8 %. Celice tega tipa dosegajo večjo specifično moč na enoto površine ter višje izkoristke ob povišanih temperaturah.

Sončna elektrarna Strahinj (2007) je nameščena na strehah hlevov Biotehniškega centra Naklo.

Streha hleva za govedo ima površino 443 m2; pokrita je s 328 moduli dimenzij 1,57 x 0,798 m (1,25 m2), ki pokrijejo 92,3 % vse površine strehe. Izkoristek strehe je 155,49 Wp/m2. Površina modulov je 410 m2, izkoristek modulov je 168,0 Wp/m2.

Aktivna površina fotonapetostnega generatorja (moči 68,88 kWp) na hlevu za govedo s 23.616 celicami v 328 modulih znaša 369,0 m2, izkoristek aktivne površine fotonapetostnega generatorja hleva za govedo je 186,67 Wp/m2. Izkoristek modulov tipa Sanyo HIP-210NHE1 s po 72 zaporedno vezanimi HIT celicami (heterospoj monokristalnega silicija in amorfnega silicija) 210 Wp po katalogu proizvajalca 16,8 %.

Streha za hlev za konje s površino 163 m2 je pokrita s 99 moduli dimenzij 1,57 x 0,798 m (1,25 m2), ki pokrijejo 75,9 % vse površine strehe. Izkoristek strehe je 128,56 Wp/m2. Površina modulov je 123,75 m2, izkoristek modulov je 169,33 Wp/m2.

Aktivna površina fotonapetostnega generatorja (moči 68,88 kWp) na hlevu za konje s 7128 celicami v 99 modulih znaša 111,375 m2, izkoristek aktivne površine fotonapetostnega generatorja hleva za konje je 188,15 Wp/m2. Izkoristek modulov tipa Sanyo HIP-210NHE1 s po 72 zaporedno vezanimi HIT celicami (heterospoj monokristalnega silicija in amorfnega silicija) 210 Wp po katalogu proizvajalca je 16,8 %, modulov tipa Sanyo HIP-215NHE1 s celicami 215 Wp pa 17,2 %.

Površina streh hlevov Biotehniškega centra Naklo s skupno površino 606 m2 je pokrita s 427 moduli dimenzij 1,57 x 0,798 m (1,25 m2), ki pokrijejo 88,1 % vse površine strehe. Izkoristek strehe je 148,24 Wp/m2. Površina modulov je 533,75 m2, izkoristek modulov je 168,31 Wp/m2.

Aktivna površina dveh fotonapetostnih generatorjev (skupne moči 89,835 kWp) na hlevih s 30.744 celicami v 427 modulih znaša 480,375 m2, izkoristek aktivne površine obeh fotonapetostnih generatorjev je 187,01 Wp/m2.

Sončna elektrarna Preddvor (2008) je nameščena na južnem delu streh osnovne šole Matije Valjavca Preddvor in strehe telovadnice s površino 501 m2 ; pokrita je z 280 moduli dimenzij 1,57 x 0,798 m (1,25 m2), ki pokrijejo 69,9 % vse površine strehe. Izkoristek strehe je 120,16 Wp/m2. Površina modulov je 350,0 m2, izkoristek modulov je 172,0 Wp/m2.

Aktivna površina fotonapetostnega generatorja s 20.160 celicami v 280 modulih znaša 315,0 m2, izkoristek aktivne površine fotonapetostnega generatorja je 191,11 Wp/m2. Izkoristek modulov tipa Sanyo HIP-215NKHE1 s po 72 zaporedno vezanimi HIT celicami (heterospoj monokristalni silicij in amorfni silicij) 215 Wp po katalogu proizvajalca je 17,2 %.

Polne obratovalne ure

Sončna elektrarna Radovljica je leta 2006 dosegla 1082,15 polnih obratovalnih ur, ki jih je leta 2007 povečala za 4,7 % na 1132,66 polnih obratovalnih ur. Sončna elektrarna Labore je leta 2007 zabeležila 1197,89 polnih obratovalnih ur.

Energijski izračuni za sončno elektrarno Strahinj predvidevajo 1031,52 polnih obratovalnih ur in za sončno elektrarno Preddvor za 1051,51 polnih obratovalnih ur.

Sezonskost proizvodnje

Na podlagi podatkov o proizvedeni električni energiji v sončnih elektrarnah Radovljica, Labore, FERI v letu 2007 in načrtovani proizvodnji električne energije v sončnih elektrarnah Strahinj in Preddvor v letu 2008 ocenjujemo deleže proizvedene električne energije po mesecih: januarja 2,7-3,7 %, februarja 5,0-6,0 %, marca 7,3-7,7 %, aprila 10,3-12,8 %, maja 11,4-13,2 %, junija 10,4-14,0 %, julija 13,0-14,0 %, avgusta 9,4-12,4 %, septembra 9,5-10,1 %, oktobra 5,4-8,0 %, novembra 2,4-5,2 % in decembra 0,9 % do 3,4 %.

Na primeru sončnih elektrarn, ki so že v obratovanju, ugotavljamo, da meseci od spomladanskega do jesenskega enakonočja, ko dan raste, prispevajo okrog 70 % energije. Od aprila do septembra je sončna elektrarna Radovljica leta 2006 proizvedla 66,2 % letne električne energije, leta 2007 pa 66,9 % letne električne energije. Sončna elektrarna Labore v Kranju je leta 2007 proizvedla 69,7 % letne električne energije, sončna elektrarna FERI v Mariboru pa kar 75,1 % letne sončne energije.

Energijski izračuni predvidene proizvodnje za najnovejši sončni elektrarni pa napovedujejo od aprila do septembra 73,5 % delež proizvodnje električne energije v sončni elektrarni Strahinj in 72,2 % delež proizvodnje v sončni elektrarni Preddvor.

Iz razloga, da k proizvodnji električne energije največ prispevajo poletni meseci, je to treba upoštevati pri azimutni orientaciji in naklonskem kotu modulov. Za proizvodnjo elektrike s pomočjo sončnega sevanja v Sloveniji velja: južna azimutna orientacija ter naklon modulov 30° zagotavlja največjo proizvodnjo energije.

Odklon od idealne lege

V primeru odklona modula od južne lege za ±30° ter naklona med 15° in 45° se povprečno proizvodnja zmanjša za 3 % do 4 % na letnem nivoju.

V primeru odklona od idealne južne lege in dejanske simuliramo proizvodnjo električne energije in izračunamo deleže zmanjšanja električne energije na letnem nivoju na primeru sončnih elektrarn.

Sončna elektrarna Radovljica je nameščena na južni strani krajevnega elektro nadzorništva v Radovljici. Streha ima idealno južno orientacijo s primernim naklonom 30°, zato ni izgube v proizvodnji električne energije zaradi odklona.

Sončna elektrarna Labore je nameščena na ravni strehi parkirišča A1 Remont na Laborah v Kranju. Orientacija strehe je jug: -19°, naklon modulov je 30°. Proizvodnja električne energije zaradi odklona med dejansko in idealno postavitvijo je manjša za 5,7 % na letnem nivoju.

Sončna elektrarna Strahinj je nameščena na strehah hlevov Biotehniškega centra Naklo, in sicer: na strehi hleva za govedo z orientacijo jug: +35°, naklon modulov je 26° in na strehi hleva za konje z orientacijo jug: -24°, naklon modulov je 26°. Simulacijski program proizvodnje električne energije zaradi odklona med dejansko in idealno postavitvijo kaže na zmanjšanje proizvodnje za 5,2 % na letnem nivoju.

Sončna elektrarna Preddvor je nameščena na južnem delu streh in telovadnice osnovne šole Matija Valjavca v Preddvoru. Orientacija strehe je jug: -23°, naklon modulov je 15°. Predvidena izguba proizvodnje električne energije zaradi odklona med dejansko in idealno postavitvijo je manjša za 7,0 % na letnem nivoju.

Pri izbiri lokacije fotonapetostnega generatorja je treba zagotoviti čim manjše senčenje modulov s strani obstoječih okoliških stavb, vegetacije in podobno.

Energetski prihranki

Proizvodnja električne energije iz obnovljivih virov, med katere sodi sončna energija, je cilj evropske Direktive 2001/77ES, mednarodnih dogovorov kot sta Kjotski sporazum, Konvencija OZN o klimatskih spremembah, slovenskega Energetskega zakona (Uradni list RS, št. 26/2005) in podnebno-energetskega paketa, ki je bil predstavljen v okviru predsedovanja Slovenije Evropski uniji in ga je 23. januarja 2008 sprejela Evropska komisija.

Do konca leta 2007 je bila skupna proizvodnja električne energije iz sončnih elektrarn Radovljica, Labore in FERI podjetja Gorenjske elektrarne 112.575 kWh.

Do konca leta 2008 bo proizvodnja sončne elektrarne Labore v letih 2006-2008 primerljiva letni proizvodnji sončne elektrarne Strahinj 92.667 kWh; proizvodnja sončne elektrarne Radovljica v letih 2005-2008 pa primerljiva letni proizvodnji sončne elektrarne Preddvor 63.301 kWh. Glede na to, da je bila 17. junija 2008 sončna elektrarna Preddvor vstavljena v obratovanje, bo do konca leta dosežena njena polovična proizvodnja. Njena letna proizvedena električna energija pomeni 70 % pokritje potreb osnovne šole in vrtca v Preddvoru.

Do konca leta 2008 bo dosežena skupna proizvodnja ekološko čiste električne energije iz sončnih elektrarn Radovljica, Labore, FERI, Strahinj in Preddvor podjetja Gorenjske elektrarne 290.000 kWh.

Okoljski prihranki

Proizvedena električna energija iz sončnih elektrarn daje okoljske prihranke, in sicer po metodologiji Centra za energetsko učinkovitost Inštituta Jožef Stefan pri izračunu CO2 (0,5 kg CO2/kWh) za leto 2007 zmanjšanje 30,605 ton emisij CO2 oziroma prihranek 73,5 ton premoga. Ocena okoljskih prihrankov proizvodnje obnovljive električne energije iz sončnih elektrarn za leto 2008 pomeni zmanjšanje 89,084 ton emisij CO2 oziroma prihranek 213,8 ton premoga.

Letni prispevek sončne elektrarne Strahinj je 46,334 ton emisij CO2 oziroma letni prihranek 111,2 ton premoga in pri novozgrajeni sončni elektrarni Preddvor letni prihranek 31,65 ton emisij CO2 oziroma letni prihranek 76,8 ton premoga.

Kumulativni okoljski prihranek emisij CO2 iz sončnih elektrarn podjetja Gorenjske elektrarne od leta 2005 do konca leta 2008 je ocenjen na 145,371 ton CO2 oziroma skupni prihranek 348,9 ton premoga.

Drago Papler
Gorenjske elektrarne, d.o.o.
Stara cesta 3, 4000 Kranj
E-pošta: esbhp/qbqmfsAhpsfoktlf.fmflusbsof/tj