wtorek, 3 listopada 2015

Energetyka słoneczna 5

Energetyka słoneczna 5

 Grid parity lub socket parity (grid to siec a socket to gniazdko scienne ) wystepuje gdy alternatywne zrodlo energi generuje ja po calkowitym koszcie ( levelized cost of electricity LCOE ) nizszym niz koszt zakupu energi z sieci przez odbiorce.

Koszt energi elektrycznej zalezy od miejsca w sieci do ktorego alternatywne zrodlo energi jest dolaczone.
Napiecie duzego generatora w konwencjonalnej elektrowni podnoszone jest transformatorem blokowym do poziomu napiecia sieci długodystansowej przesylowej 230-750 KV. Transformatory w rozdzielczych stacjach energoelektrycznych obnizaja to napiecie do poziomu lokalnej sieci dystrybucyjnej 115KV. Ta siec dystrybucyjna zasila Glowne Punkty Zasilania gdzie transformatory obnizaja napiecie do poziomu sieci 15KV. Siec o napieciu 15KV zasila w koncu transformatory 15KV / 400-230V dostarczajace energie uzykownikom detalicznym i domowym.
Duzi odbiorcy przemyslowi sa dolaczeni do sieci dystrybucyjnej 115KV. Mniejsi do sieci 15KV.
Budowa systemu przesylowego i dystrybucyjnego jest kosztowna a dodatkowo w systemie wystepuja nieuniknione straty mocy.
Tak wiec poziom ceny grid parity dla elektrowni "Solar Star" w Rosamond - California bedzie z tego punktu widzenia zblizony do niskiego poziomu cen energi konwencjonalnej elektrowni.
Detaliczny poziom grid parity dla mikroelektrowni bedzie raczej zblizony do wyzszego poziomu ceny w detalicznej sieci 400 -230V wszakze pod warunkiem ze generowana moc jest zuzywana lokalnie (!) a nie wedruje przez system sieci dystrybucyjnej i przesylowej bowiem wtedy koszt bardzo mocno wzrasta a cena dostarczonej energi slonecznej spada. Poniewaz generowana szczytowa moc ( do takiej musi byc dopasowana moc sieci ) sloneczna jest bardzo duza na tle mocy sredniej to przy przesyle mocy slonecznej z mikroinstalacji na duze odleglosci koszt calej wzmocnionej instalacji dystrybucyjnej przez ktora energia przechodzilaby az dwa razy (normalnie przechodzi tylko raz ) i przesylowej bylby koszmarnie duzy.
W Europie 99% systemow dolaczonych jest do sieci energetycznej a w USA okolo 90%. Systemy nie dolaczone do sieci sa powszechniejsze w Australi i południowej Korei. W Niemczech wszystkich systemow fotovoltaicznych jest okolo 1.5 miliona a w USA około pol miliona ale sa to systemy wieksze.

Szacunki wskazuja ze detaliczny grid parity dla energi z ogniw fotovoltaicznych zostanie osiagniety w okresie lat 2015-2024. Zaleznie od sprzyjajacych warunkow eksploatacji i kosztow konwencjonalnej energi. Oczywiscie wszystko za sprawa poteznej obnizki kosztu jednostkowego paneli produkowanych w Chinach ( i na Tajwanie) i Japoni.

Ogromna wada energetyki solarnej jest zmiana poziomu generacji w ciagu doby i w funkcji zachmurzenia nieba a jeszcze gorsza w ciagu roku. W Polsce generacja w miesiacach letnich jest blisko siedmiokrotnie wieksza niz w najgorszych pod tym wzgledem grudniu i styczniu.

W domowym systemie dolaczonym do sieci energetycznej moc pradu stalego z paneli jest podawana do invertera/ow dolaczonych do sieci ( u nas siec 400-230Vac ). Zbedne sa bardzo kosztowne akumulatory i wspolpracujaca z systemem elektronika.

Licznik energi elektrycznej w pokazanej na rysunku [ wikipedia ] instalacji zlicza zarowno energie pobierana jak i oddawana do sieci. Rozwiazanie takie jest tylko prowizoryczne. Gdy generacja sloneczna osiagnie zauwazalny w bilansie energi poziom poziom konieczne beda liczniki rejestrujace generacje w czasie a rozliczenie bedzie wyliczane na podstawie znajomosci przeszlych chwilowych cen energi na gieldzie. Za wprowadzona do sieci moc w sytuacji gdy siec jest przeladowana trzeba bedzie karnie zaplacic ! Cena energi na gieldzie pokazuje jak dziala prawo popytu i podazy. Gdy energi elektrycznej w szczycie brakuje jest droga gdy jest jej nadmiar ceny sa ujemne.

Systemy fotovoltaiczne dolaczone do sieci maja rozne wady. Wystepuje problem z regulacja napiecia sieci i trudno jest napiecie utrzymac z wymagana dokladnoscia +/-5%. Wydaje sie w takiej sytuacji sensowne powiekszenie pasa tolerancji czyli obnizenie (!) jakosci energi elektrycznej . Przedwczesnie zuzywaja sie regulatory napiecia najczesciej zintegrowane z transformatorami. Ich koszt jest niebagatelny. Wystepuja szybkie zmiany i migotania napiecia sieci. Obserwuje sie niepozadane zaklocenia pracy zabezpieczen sieciowych, wystepuja zaklocenia akcji automatycznych recloserow ( samoczynne ponowne zalaczanie zasilania ) i ferrorezonanse.

Oprogramowanie mikroinverterow pozwala im na podjecie pracy i jej kontynuowanie pod warunkiem ze czestotliwosc i napiecie sieci energetycznej mieszcza sie w ustawionym oknie tolerancji to znaczy kiedy sytuacja jest stabilna i normalna. Do spraw inverterow wrocimy pozniej.
Siec po BlackOut-cie do ktorej dolaczone sa zasilajace ja mikroinvertery nie podejmuje pracy bez jej zasilenia z konwencjonalnych systemow energetycznych ! Zatem generacja rozproszona nie zastepuje konwencjonalnych elektrowni systemowych.

Co ma peryferyjnosc Polski do energetyki fotovoltaicznej.
Kraje praktykujace protekcjonizm dotuja raczkujace ale dobrze rokujace na przyszlosc przemysly. Tak wiec Niemcy uwazajac ze w przyszlosci beda liczacym sie eksporterem paneli ( ich armatury i inverterow i urzadzen sieciowych ) wymusily na Komisji Europejskiej wprowadzenie regulacji powodujacych ze panstwa ( w Niemczech placa za zabawe detalisci czyli ludnosc ) ogromnie doplacaly producentom slonecznej energi aby ci mogli kupowac bardzo drogie niemieckie panele.
Polska nie ma zadnych korzysci z uczestnictwa Niemiec w przegranym wyscigu technologicznym paneli fotovoltaicznych.
W jakim celu mamy dotowac Niemcy i energetyke sloneczna ? Mamy doplacac niekonkurencyjnym niemieckim producentom paneli ? Przeciez bedziemy masowo kupowac panele Chinskie i Japonskie a nie Niemieckie.
Energetyke sloneczna nalezy traktowac ( wlasnie z powodu naszej peryferyjnosci ) tak jak kazda inna inwestycje.
Gdyby istnieli Polscy producenci paneli to warto by moze doplacac aby sie rozwijali i byli konkurencyjni. Ale Polska swoj przemysl mikroelektroniczny zlikwidowala. Koniec , kropka. Nie ma do czego wracac.

2 komentarze:

  1. Pisze Pan dosc zgodne z obecnym stanem wiedzy rzeczy. Zapomnial Pan ze w USA napiecie w domowym gniazdku i wszystkie urzadzenia sa na 110 V. Ten drobiazg powoduje bardzo znaczny wskaznik efektywnosci dla Paneli w USA.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Konstrukcja sieci dystrybucyjnej w USA jest mocno odmienna niz w Europie.
      W USA nominalne napiecie w gniazdku domowym malej mocy jest 120V-60Hz a w gniazdku mocowym 240V czyli 2x120V . Nie sa to trzy fazy.

      Za wiki
      W USA stosuje się rozprowadzenie energii po osiedlu mieszkalnym dwuprzewodową jednofazową linią średniego napięcia. Niskie napięcie uzyskuje się przy każdym budynku niezależnie, z niewielkiego lokalnego transformatora niskiego napięcia umieszczonego na słupie w charakterystycznej walcowej obudowie, lub w szafie ulicznej. Transformator niskiego napięcia posiada uzwojenie wtórne 240 V, pośrodku którego jest odczep. Z uzwojenia wtórnego transformatora prowadzi do budynku trójprzewodowa linia niskiego napięcia dostarczająca napięcie dwufazowe 120/240 V. Przewód prowadzący od odczepu transformatora jest lokalnie uziemiony i pełni rolę przewodu neutralnego w obwodach oświetleniowych i gniazdowych 120 V. W obwodach gniazdowych 240 V przewód neutralny nie występuje.

      Usuń