Instalacja Fotowoltaiczna

Instalacja Fotowoltaiczna (PV) o mocy 8,37 kWp. zrealizowana jako autorski projekt demonstracyjny

Monitoring w czasie rzeczywistym

Podstawowe dane do projektu: instalacja fotowoltaiczna 8,37 kWp.

 

 

Po pierwsze: w celu zaprojektowania oraz opracowania opłacalności efektywności inwestycji, należy wziąć pod uwagę specyfikę projektu inwestycyjnego. Instalacja, a w szczególności jej Analiza Techniczno – Organizacyjna skupia się na najważniejszych elementach systemu. Dlatego należą do nich: dane meteorologiczne, danych budynku oraz danych instalacji. Projekt porusza również wątek gwarancji na dane komponenty oraz okres żywotności danych elementów. W konsekwencji otrzymujemy pełnowartościowe dane, które powinny dać odpowiedź, czy inwestować czy też nie. Najbardziej godne uwagi, to elementy które zostały przedstawione w tym artykule. Nacisk przede wszystkim kładziony jest na jakość techniczną instalacji, z zachowaniem zdrowego rozsądku cenowego, za poszczególne elementy.

 

Dane meteorologiczne pokazują, iż suma roczna nasłonecznienia globalnego wynosi 1087 kWh/m2.

 

Powyższe dane świadczą o odpowiedniej ilości godzin nasłonecznienia. Zasadne jest więc budowanie instalacji fotowoltaicznej z racji nasłonecznienia. Ze względu na specyfikę rejonu jakim jest Polska, występuje dość rozproszone nasłonecznienie, co w efekcie odzwierciedla się zachmurzeniami w ciągu całego roku. Jak już posiadamy tą wiedzę to kolejnym krokiem jest wybór technologii. Instalacja będzie sprawnie działać zarówno z modułami polikrystalicznymi jak i w technologii CIGS/CIS oraz z modułami monokrystalicznymi.

Należy pamiętać, że średnia dla Polski wynosi około 1000 kWh/m2.

 

Jak dobrać instalacje fotowoltaiczną do czynników atmosferycznych?

 

Jej zadaniem jest wytrzymanie skrajnych anomalii pogodowych, które występujące na danym obszarze. W fotowoltaice najistotniejszą rzeczą są promienie słoneczne, które docierają na powierzchnię modułu. Wiatr sprawia iż moduł fotowoltaiczny się schładza, przez co pracuje on wydajniej. W przypadku braku chłodzenia moduł nadmiernie się nagrzewa i dochodzi do uszkodzenia. W Polskich warunkach klimatycznych wiatr jest czynnikiem, który działa pozytywnie na całą instalację, gdyż potężne wichury zdarzają się stosunkowo rzadko. Cyklicznie wiejący podmuch stale schładza instalację, przez co działa wydajniej i efektywniej. Co wcale nie oznacza, że wichura nie stanowi zagrożenia. Odpowiednio dobrana konstrukcja jest priorytetem, aby zabezpieczyć się na różne ewentualności i gwałtowne podmuchy. Pogoda potrafi platać filga, stąd bezpieczeństwo jest podstawą trwałości produkcji energii.


Podstawowe dane do projektu instalacja fotowoltaiczna 8,37 kWp.

 

Alter Energia Sp. z o.o. – siedziba spółki Instalacja

 

Jak można zauważyć poniżej zaprezentowane dane są niezbędne do wyszacowania wielkości instalacji oraz jej potencjalnej mocy. Na podstawie odpowiedniego auditu dokonuje się dopasowania odpowiedniej konstrukcji. Dlatego, ponieważ to ona utrzyma moduły fotowoltaiczne na dachu, oraz ustawi je w odpowiedni optymalny sposób.Wiedzieć należy jaka jest Nośność dachu. Parametr informuje czy instalacja fotowoltaiczna nie spowoduje zarwania połaci dachu. Przyjmuje się, iż dach powinien wytrzymać obłożenie w którym, moduł PV waży około 20 kg, a cała instalacja 3 kW to około 250 kg. Stąd dach powinien wytrzymać obłożenie około 700 kg. Ostatecznie jeśli te parametry są zachowane, wtedy mamy pewność że dach wytrzyma i można budować instalację.

 

Uproszczone rzuty 3D

Rzut modułów z góry Instalacja

Alter Energia Sp. z o.o. – ułożenie modułów rzut Instalacja

Alter Energia Sp. z o.o. Wizualizacja 3D budynek Instalacja

 

Kąt padania promieni słonecznych na moduły fotowoltaiczne wynosi łącznie 18 stopni. Powodem na takie ułożenie jest, że 5 stopni uzyskano z połaci dachu, a 13 stopni uzyskano ze specyfiki konstrukcji. W przypadku modułów w technologii mono jednym z najbardziej optymalnych wariantów dla instalacji jest kąt od 30-35 stopni. Przypuszczalnie, i to jest prawdą, że moduły nie są ułożone optymalnie, jednak Instalacja jest wybudowana w wyższym jakościowym standardzie. Ułożenie ich w poziomie, gwarantuje stałą i wydajną pracę porównywalną z najlepszym ułożeniem. Specyfika klimatu w Polsce warunkuje to, iż najbardziej opłacalną inwestycją w fotowoltaice jest inwestycja właśnie w technologię Mono. Obecnie cenowo nie odbiegają znacząco od technologii polikrystalicznych, a moduły w technologii mono mogą wyprodukować więcej energii w słoneczne dni. Przypuszczalnie strata z racji ułożenia modułów 

Rodzaj zastosowanej konstrukcji aerodynamicznej.

 

Alter Energia Sp. z o.o. konstrukcja Closed II South Instalacja

 

Zaprezentowane rozwiązanie konstrukcyjne należy do grupy konstrukcji aerodynamicznych. których nie mocuje się na stałe do dachu, dziurawiąc przy tym połać, a obciąża się w odpowiedni sposób całą konstrukcję bloczkami. Dzięki takiemu rozwiązaniu cała instalacja jest przymocowana w odpowiedni sposób.  Atutem tego typu konstrukcji jest aerodynamiczność.  Wiatr nie powinien być wstanie wyrwać całej instalacji. Przy zastosowaniu tego typu konstrukcji, należy wziąć pod uwagę zawsze skrajne przypadki siły wiatru, aby odpowiednio dobrać balast utrzymujący całość na dachu.

Parametry elektryczne modułów fotowoltaicznych.

 

Alter Energia Sp. z o.o. – moduł Soluxtec Instalacja

 

Instalacja składa się z modułów Soluxtec Gmbh. Producent jest innowacyjną firmą z Niemiec. Uważany jest za lidera w swojej kategorii.

 

Obecnie produkuje jedne z najlepszych modułów fotowoltaicznych. Wysoka jakość wykonania oraz wydajność ogniw, gwarantuje stabilną i optymalną pracę instalacji. Najważniejszą zaletą, która odróżnia moduły od konkurencji jest innowacyjny system odprowadzania wody z modułów. Rama jest zaprojektowana w taki sposób że nadmiar wody nie osadza się na powłoce moduły tylko jest odprowadzany przez specjalnie zaprojektowane narożniki.W przypadku modułów fotowoltaicznych monokrystalicznych Soluxtec, istnieje 20 – letnia gwarancja na produkt, 25 – letnia liniowa gwarancja stałej mocy. W pierwszym roku zachowuje co najmniej 97,5% mocy nominalnej. Gwarantowany maksymalny spadek mocy o 0,6% rocznie, a gwarantowana moc wynosi 80,2% po 25 latach.

 

Alter Energia Sp. z o.o. Soluxtec gwarancja Instalacja

Za przemianę prądu stałego w prąd zmienny odpowiada inwerter, bez którego instalacja fotowoltaiczna nie będzie działać.

 

Inwerter Fronius Alter Energia Sp. z o.o.

Alter Energia Sp. z o.o. Falownik Fronius (Austria)

Inwertery dzielimy na dwie grupy:

 

  • falowniki z transformatorem – dość kosztowne oraz zastosowanie głównie przy budowie instalacji na modułach cienkowarstwowych.
  • falowniki bez transformatora – zastosowanie praktycznie we wszystkich typach instalacji, sprawność około 98%.

Wybrane dane techniczne Inwertera

 

Wydajność inwertera powinna oscylować w przedziale 95-99%, aby zmaksymalizować efektywność całej instalacji. Producent Fronius jest światowym producentem, gdzie jakość ich produktów jest powszechnie znana. Wieloletnie doświadczenie oraz warunki gwarancji, z możliwością przedłużenia sprawiają stabilność systemu, oraz długoletnią pracą. Na względzie należy dodać, iż żywotność najsprawniejszych inwerterów wynosi prawdopodobnie około 15 lat. Z pewnością po tym okresie należy założyć jego całkowitą wymianę. Prawie pewne jest, żeby świadomy Inwestor rozważył wykup dodatkowej gwarancji. Dlatego, ponieważ sprawi to, iż w przypadku szybszego zużycia się inwertera, otrzyma od Fronius rekompensatę. Wydajność Inwertera od pierwszego włączenia spada w sposób liniowy. Dochodzi do degradacji z każdym rokiem jego użytkowania.  

Elementy dodatkowe instalacji PV

 

Alter Energia Sp. z o.o. Fronius Smart Meter

Fronius Smart Meter to licznik dwukierunkowy, który służy m.in. do optymalizacji zużycia energii produkowanej na potrzeby własne. Dodatkowym atutem jest rejestracja krzywej obciążenia w instalacji. Głównymi zaletami to dokładność i komunikacja. Do „porozumiewania” używa złącza Modbus RTU. W odpowiedzi, w sytuacji, kiedy mamy do czynienia z ograniczeniem zasilania to następuje dokładniejsza regulacja zasilania. Następuje to znacznie szybciej.  Czego nie można powiedzieć w przypadku liczników S0. Dzięki dostępowi do internetu licznik Fronius Smart Meter daje jeszcze więcej możliwości. Z pewnością godne uwagi jest zobaczenie zużycia i produkcji energii na potrzeby własne.

MONITORING W CZASIE RZECZYWISTYM

 

Zastosowane rozwiązania są jednymi z najbardziej wydajnych w swojej klasie. Poprzez wybór sprawdzonych podzespołów elektronicznych inwestor minimalizuje ryzyko korzystając z wysoko wydajnych elementów instalacji, co przekłada się na stabilność inwestycji. Schemat połączenia jest niezbędny w całym procesie inwestycyjnym. Ukazuje długości przewodów jakie należy położyć, jakie zabezpieczenia elektryczne są niezbędne do prawidłowej i bezpiecznej pracy całej instalacji. Dlatego instalacja musi być wykonana przez fachowców, którzy doskonale wiedzą jak buduje się instalacje.

Gdzie mogą być instalowane moduły fotowoltaiczne?

 

Alter Energia Sp. z o.o. schemat uproszczony Instalacja

Zgodnie z Polityką bezpieczeństwa oraz Polityką prywatności, pełny schemat instalacji został zamieniony uproszczonym schematem.

 

Koszty instalacji PV

 

Okres użytkowania instalacji przewidziany jest na 25 lat. Produkty posiadają taką właśnie gwarancję wydajności. Jak wynika z założeń kart katalogowych producentów, użytkowanie modułów może być dłuższe. Jednak ich wydajność znacząco spada po 25 roku użytkowania, stąd najbardziej rozsądnym będzie użytkowanie instalacji przez okres gwarancji liniowej. W wydatkach założono wykup przedłużonej gwarancji na inwerter, gdyż z pewnością będzie należało go wymienić po 15 roku użytkowania. 

 

∑ nakładów początkowych: 37 550,00 zł

∑ nakładów eksploatacyjny 25 lat 9 500,00 zł

Montaż i okablowanie, konstrukcja, uruchomienie w projekcie skalkulowane są według wykonawstwa siłami zewnętrznymi.(ceny uśrednione, w zależności od rodzaju dachu). Ze względu na to, że inwestorowi zależy na trwałości, dlatego ujęto również koszty pełnej konserwacji. Z pewnością eksploatacja wymaga czyszczenia modułów, sprawdzania instalacji i prawie zawsze konstrukcji.  Ujęcie w kwotach netto.

Dochody i koszty pieniężne netto w okresie eksploatacji.

 

W przypadku instalacji fotowoltaicznej, ALTER S.A. zamierza całą energię wykorzystać na własne potrzeby. Redukując przy tym koszty związane z zużyciem energii elektrycznej na terenie zakładu. Roczne przedsiębiorstwo w przybliżeniu zużywa około 14000 kWh. Instalacja posiada moc`8370 kWh. Jednak jej faktyczna wydajność przy dobranych elementach i warunkach środowiskowych wynosi nieco ponad 8450 kWh. Zgodnie z wybraną najwyższej klasy technologią z roku na rok traci swoją wydajność. Zastosowane elementy są jednymi z najlepszych w swojej klasie. Moduły Mono firmy Soluxtec posiadają jedną bardzo ważną cechę – są ponad wydajne i bardzo stabilne. Dobra wydajność mówi, że w warunkach stałego nasłonecznienia potrafią wygenerować moc większą od swojej mocy. Tzn. moduł 310 Wp potrafi wygenerować nawet do 4,99% więcej niż nominalnie. Moduły posiadają cechy bardzo powolnej degradacji mocy, która rocznie nie przekracza 0,8%. Efektem końcowym w rezultacie daje w 25 roku około 80,2% nominalnej mocy tzn. 310 Wp w 25 roku wygeneruje około 248 Wp.

 

Koszty energii w okresie jednego roku pokazano poniżej:

 

 

 

W rachunkach występuje jeszcze Opłata OZE, jednak jej wartość to 0 zł. (2018 r., także przypuszczalnie w 2019 r. również).

∑ Wydatki: energia: 6526,60 zł netto

∑ Wydatki: usługa dystrybucji: 2941,90 zł netto

 

Koszt energii elektrycznej bez PV w całym roku: 9 468,50 zł netto + 23% VAT = 11 646,26 zł brutto

 

 

Zaprezentowane dane ukazują złożoność opłaty za energię w Rzeczypospolitej Polskiej. W myśl przepisów, nawet korzystając z odnawialnych źródeł energii inwestor nie ominie opłat związanych z przyłączeniem do Krajowego Systemu Energetycznego. Nacisk ustawodawstwa, nakierowany niestety jest w dalszym ciągu, na marginalizacji odnawialnych źródeł energii. Akurat w przypadku fotowoltaiki, dzieją się dobre rzeczy, które służą obywatelom. Zapewnienia i realizacja strategii rządu co do fotowoltaiki idą w dobrym kierunku, w przeciwieństwie do lądowej energetyki wiatrowej. Pozyskanie energii ze Słońca pośród Alternatywnych Źródeł Energii jest jedną z najtańszych technologii. Stąd też z pewnością jest najbardziej godna uwagi.

Wydatki bezwzględnie poniesione przez inwestora:

 

 

∑ Wydatki: energia: 396,00 zł netto

∑ Wydatki: usługa dystrybucji: 767,28 zł netto

 

 

Suma bezwzględnie poniesionych kosztów w roku: 1163,28 zł netto + 23% Vat = 1430,83 zł brutto

 

 

Obecnie Ministerstwo Energii cały czas pracuje nad nowelizacją przepisów. Wygląda na to, że stan prawny chroni zarówno Operatorów Energii, w postaci stałych dochodów z tytułu przyłączenia i obsługi, jak również chroni interes użytkowników instalacji z tytułu możliwości poboru energii w przypadku braku odpowiedniego nasłonecznienia. Jednak czy rzeczywiście, jest tak, że interes oby stron jest taki sam?. Szereg specjalistów i ekspertów od wielu lat pracuje nad rozwiązaniem, które finalnie pogodzi dwie strony: Wytwórcę i Operatora. Wreszcie po kilku latach starań, udało się wprowadzić podstawowe przepisy w życie i prawdopodobne jest ich dalsze usprawnianie. W konsekwencji już teraz Rzeczypospolita posiada przepisy, które regulują rynek, na którym można stabilnie działać. Jednak nadal jest potrzeba spełniania jakże czasochłonnych i problemowych zagadnień. 

 

Dochody i przychody z instalacji fotowoltaicznej:

 

Dochodami z instalacji fotowoltaicznej jest wyprodukowana energia, oraz redukcja kosztów zakupu energii od Operatora. Przychód według definicji jest uzyskaną kwotą pieniędzy. Przychody są to wszelkie przysporzenia majątkowe, których rzeczywiste otrzymanie powoduje obowiązek zapłaty podatku dochodowego. Zgodnie z aktualnym stanem prawnym instalacja fotowoltaiczna, która służy przedsiębiorcy, a co ważne gdzie przedsiębiorca jest właścicielem przyłącza, nie obowiązuje zasada bilansowania. Jeżeli w danym momencie wyprodukowana energia przewyższa zużycie na własne potrzeby, to tą nadwyżkę Krajowy Operator ma obowiązek nabyć od przedsiębiorcy – Wytwórcy energii. o ile jest to mikroinstalacja. Raz na kwartał Ministerstwo Energii ustala cenę za jaką nabywa energię elektryczną. Jak niektórzy wiedzą jest jeszcze jedna możliwość odsprzedaży energii, której w danym momencie mamy więcej. Jest to znalezienie prywatnego Operatora, który zaoferuje wyższą stawkę za wyprodukowany nadmiar energii elektrycznej. Należy pamiętać, że Rynek Odnawialnych Źródeł Energii nadaje się jeszcze do „oszlifowania”.

 

Warto przy odsprzedaży nadwyżki zaufać stabilności. Dlatego, bo takie podejście generuje mniej problemów, póki co…

 

Instalacja fotowoltaiczna zamontowana na budynku przedsiębiorstwa, przyczyni się do obniżenia kosztów energii. Najważniejsze jest to, że inwestycja zwróci się po około 7 latach. Każda podwyżka kosztów zakupu energii elektrycznej na rynku sprawi, że jeszcze bardziej opłacalne będzie montowanie instalacji. Bardzo ważne to, że okres użytkowania takiej instalacji szacuje się na 25 lat i więcej. Słuszne jest to, że w 25 roku użytkowania instalacja powinna pracować na 80% swojej nominalnej mocy czyli: 8370 kWp * 80% = około 6696 kWp.. Każdy kolejny rok sprawia, także drastyczny spadek wydajności oraz mocy i najprawdopodobniej całkowite wyłączenie w 30 roku.

 

Instalacja fotowoltaiczna a jej teraźniejsza wartość netto (NPV) oraz wewnętrzna stopa zwrotu (IRR).

 

  • Symulacja 15 – letniej NPV, wynosi 20 407,07. Wskazuje to, iż suma zdyskontowanych korzyści netto przy stopie dyskontowej 2,50% jest dodatnia. Stąd dana inwestycja jest opłacalna.
  • Wewnętrzna stopa zwrotu IRR wynosi 10%, jest to taka stopa dyskontowa, przy której NPV wynosi zero. Z tego powodu Instalacja ma twarde uzasadnienie ekonomiczne o sensownej rentowności inwestycji.

W symulacji i wyliczeniach zastosowano uproszczone warunki brzegowe. Ostatecznie wyliczenia nie obejmują szeregu istotnych dla przedsiębiorcy danych. W rezultacie chodzi o jeszcze więcej czynników. Wyliczenia z zakresu tarczy podatkowej, amortyzacji, dotacji, to tylko wybrane z całej gamy możliwości jakie z pewnością warto pokazać.

 

Pełne i dokładne symulacje kosztowe są dostępne za dodatkową opłatą

 

 

Na budowę instalacji otrzymano dotację w kwocie 6 tys zł brutto z Gminy Tarnowo Podgórne. Co przy wyliczeniach NPV i IRR nie zostało ujęte. Warto zawsze wyliczyć wszystkie atuty i korzyści nie tylko finansowe, ale również ekologiczne, czy społeczne. Alter Energia Sp. z o.o. opracowała pełne studium wykonalności, współuczestniczyła przy montażu i uruchomieniu instalacji. Ale na tym nie koniec. Jako jednostka ekspercka wdrażamy w przedsiębiorstwie autorskie działania w formulę ESCO Energy Saving Company – z ang., które polegają m.in. na synchronizacji poszczególnych działań operacyjnych. Zarządzamy efektywnością energetyczną, monitorujemy i optymalizujemy procesy wytwórcze. Przyczyniamy się do zwiększenia oszczędności z tytuły m.in. kosztów energii elektrycznej. Planujemy i symulujemy procesy zgodnie z przyjętymi założeniami. Efektem końcowym jest szyty na miarę schemat postępowania.Stąd wynika, że Instalacja fotowoltaiczna to jeden z elementów, który w długim terminie z pewnością przyniesie profit ekonomiczny jak również wpłynie na ochronę środowiska.

Dotacje na instalacje fotowoltaiczne

 

Wytyczne Narodowych Ram Odniesienia Urzędu ds. Integracji z UE w studium wykonalności do dotacji unijnych wymaga. Policzenia następujących parametrów i wskaźników:

  • FNPV/C – finansowa bieżąca wartość netto.
  • FNPV/K – finansowa bieżąca wartość netto uwzględniająca rentowność kapitału własnego.
  • FRR/C – jest to stopa IRR dla przepływów wyznaczonych do wyliczenia FNPV/C.
  • FRR/K – jest ro stopa IRR dla przepływów wyznaczonych do wyliczenia FNPV/K.

Przede wszystkim przytoczone wskaźniki mierzą zdolność do generowania przez projekt środków pieniężnych zdolnych do pokrycia wszystkich źródeł finansowania.

 

W związku z tym, w studiach wykonalności do dotacji po pierwsze obliczamy FNPV/C bez dotacji oraz FRR/C bez dotacji. 

 

Generalnie jako wydatki uwzględnia się początkowe nakłady inwestycyjne, inwestycje odtworzeniowe, koszty działalności operacyjnej, również podatki. Zaś jako wpływy uwzględnia się przychody generowane przez projekt oraz wartość rezydualną projektu.

 

Po drugie inwestor przechodzi do kolejnych obliczeń.

 

  1. Inwestor starając się o dotację oblicza FNPV/C z dotacją oraz FRR/C z dotacją.  Jako dodatkową pozycję wprowadza wpływ: dotacje unijne.
  2. Ostatnim etapem jest obliczenie FNPV/K z dotacją oraz FRR/K z dotacją.

Obliczenia mierzą zdolność osiągnięcia zwrotu z zainwestowanego kapitału przez podmiot wdrażający projekt w ramach dotacji unijnej.

Ostatecznie po przeanalizowaniu wyliczeń, można podjąć świadomą decyzję o inwestycji.

 

Jeszcze więcej informacji na temat instalacji fotowoltaicznej ukaże się z biegiem czasu. Instalacja zaczęła działać w styczniu 2019 roku. Budowa i integracja z siecią zajęła 22 godziny pracy. Należyty standard wykonawczy i odbiorów sprawił, że podobnie szybko udało się załatwić sprawę z Operatorem – w sprawie przyłączenia mikroinstalacji, oraz podmiotem kupującym nadwyżki energii. Z tego powodu rozliczenie dotacji uzyskanej z Gminy Tarnowo Podgórne poszło bezproblemowo i w wyznaczonym terminie. Konsekwencją jest stan obecny, gdzie istnieje instalacja o mocy 8, 37 kWp. – przynosząca oszczędności, a także rozpoczęto szereg działań w zakresu efektywności energetycznej w ramach ESCO.

Autor: Zbigniew Wasielewski – Prezes Alter Energia Sp. z o.o.