Branislav Schnierer
Mar 1, 2021
Pred desiatimi rokmi bol priemerný projekt fotovoltaickej elektrárne relatívne jednoduchý a pozostával z 10 MW pevných monofázových modulov. Odvtedy sa trh výrazne posunul. V súčasnosti sa typické solárne farmy blížia k 100 MW a môžu využívať celý rad technológií, ako sú bifaciálne, inteligentné sledovacie a plávajúce moduly, čo vytvára nové možnosti efektívnejšej výroby energie.
Projektanti solárnych zariadení majú širšie možnosti na vytváranie optimalizovaných projektov ako kedykoľvek predtým. Zvýšená zložitosť väčších a technologicky rozmanitejších projektov si však vyžaduje inteligentnejší návrh projektu ako kedykoľvek predtým. K tlaku sa pridáva aj čoraz konkurenčnejšie trhové prostredie na celom svete, čo znamená, že pre solárnych developerov existuje len malý priestor na chyby.
Pri väčších projektoch na úrovni gigawattov sa tieto výzvy ešte znásobujú. Očakávania investorov sú vyššie, technické riziká sú väčšie a projekt je viac vystavený podmienkam prostredia, ktoré ovplyvňujú výkonnosť.
Aby mali projektanti solárnych projektov k dispozícii nástroje potrebné na využitie celého potenciálu moderného "megaprojektu", potrebujú správny softvér. Pomocou pokročilej simulačnej technológie môžu určiť najlepšiu konfiguráciu modulov a zabezpečiť, aby projekt vyrábal čo najviac energie za čo najnižšie náklady. Pokrok v oblasti softvéru však často nedokázal držať krok s rýchlym šírením typov projektov a modulových technológií.
A čo je najdôležitejšie, táto zvýšená rozmanitosť zaťažuje kľúčové predpoklady projektantov - najmä pokiaľ ide o silu ich vstupných údajov.
V tomto pokračovaní "rastúcich bolestí" budeme skúmať zložky ziskového veľkého solárneho projektu a umožníme vývojárom solárnych projektov využívať údaje na to, aby do svojich projektových návrhov zabudovali odolnosť.
Snahu o stále väčšie projekty sprevádza - a podporuje - výrazné znižovanie nákladov a pokrok v technológii fotovoltických modulov. V posledných rokoch boli hnacou silou rastu najmä tieto trendy:
Tieto trendy však prinášajú aj nové technické výzvy pre projektantov. Napríklad zníženie tepelných strát v dôsledku vodného chladiaceho efektu pri plávajúcich solárnych zariadeniach ešte stále nie je dobre známe. Projektanti musia zohľadniť aj nové premenné, ako je teplota vody a výška vĺn.
Základným problémom, ktorému projektanti čelia, keď sa snažia umožniť efektívne zavádzanie nových vzrušujúcich technológií pre nové solárne projekty, je nedostatok vhodných údajov. Bohužiaľ, väčšina bezplatných alebo lacných súborov údajov o zdrojoch nezohľadňuje rozšírený rozsah parametrov prostredia, ktoré ovplyvňujú výkonnosť týchto systémov.
Pri posudzovaní vhodnosti súborov údajov pre tieto technológie treba brať do úvahy tieto kľúčové skutočnosti:
Ide o kritické vstupy, ktoré musia byť integrované do simulačného softvéru a nástrojov na navrhovanie projektov, aby sa mohol naplno využiť potenciál týchto technológií.
Lepšie údaje o životnom prostredí a zdrojoch tiež umožnia vývojárom nezávisle overiť a potvrdiť tvrdenia výrobcov bifaciálnych modulov a sledovacích systémov. Mnohé nezávislé softvérové nástroje nie sú také presné ako tie, ktoré používajú výrobcovia, takže vývojári solárnych systémov často dôverujú štatistikám bez možnosti preskúmať to, čo sa im hovorí.
V tejto súvislosti je zrejmé, že je potrebné zlepšiť štandardy údajov v celom odvetví a poskytnúť vývojárom a projektantom poznatky, ktoré potrebujú na to, aby čo najlepšie využili technologický pokrok.
Čím väčší je projekt, tým vyššie sú finančné stávky. Nedostatočné výsledky stoja viac. Náprava škôd je drahšia. Odklon od výkupných taríf a dotácií smerom k obchodnému trhu s PPA zvýšil riziko, ktoré nesú developeri, čo vedie k agresívnejším ponukám v aukciách a k znižovaniu marží.
Okrem toho, hoci jednotkové náklady klesli približne o 70 % v porovnaní s obdobím spred desiatich rokov, pričom v súčasnosti sú potrebné investície vo výške približne 500 000 USD na 1 MW v porovnaní s 2 miliónmi USD na 1 MW, kapitálové výdavky (CAPEX) sa v dôsledku rozširovania projektov zvýšili trojnásobne. To znamená, že finančné riziká vývoja a prevádzky solárneho projektu nie sú o nič menšie.
Úspešný solárny projekt má pre investorov dobrú návratnosť investícií. Zle navrhnutý projekt sa môže stať príťažou.
Podcenenie budúcej výroby vo fáze návrhu môže viesť k značným technickým problémom vo fáze prevádzky, čím sa zvyšuje riziko drahých porúch modulov a striedačov. Nadhodnotenie povedie k sústavnému nedostatočnému výkonu, čo povedie k finančným stratám počas období s nižšou intenzitou slnečného žiarenia.
Zabezpečením používania presných údajov o zdrojoch vo všetkých fázach návrhu projektu môžu developeri minimalizovať svoje vystavenie finančným rizikám a získať výhody:
Používanie spoľahlivých údajov o zdrojoch pri navrhovaní projektu zohráva významnú úlohu pri zmierňovaní technických aj finančných rizík veľkých solárnych zariadení. Ako však vyzerá "spoľahlivý" v praxi? A ktoré premenné je potrebné zohľadniť?
Vo všeobecnosti platí, že presnejšie vstupné údaje použité vo fáze návrhu projektu budú mať za následok ziskovejší projekt. Dobre informované simulácie a skutočne optimalizované návrhové konfigurácie rozsiahlych projektov si vyžadujú kľúčové parametre solárnych a meteorologických údajov - čím aktuálnejšie a podrobnejšie, tým lepšie. Patria medzi ne:
Najlepšie projekty sa navrhujú tak, že sa zohľadňujú všetky možné vstupy týkajúce sa životného prostredia, a to aj vo fáze predbežnej realizovateľnosti, a potom sa zachováva kontinuita používania dátových nástrojov vo fáze návrhu, vývoja a prevádzky. Takto sa vytvára banka údajov z každej fázy projektu, ktoré sa môžu použiť na analýzu súčasných podmienok s cieľom zlepšiť rozhodovanie.
V konečnom dôsledku sa tým šetrí čas a zdroje a zároveň sa zvyšuje dlhodobá spoľahlivosť. Životnosť projektu možno predĺžiť efektívnym návrhom, vhodným dimenzovaním komponentov, optimalizáciou výstavby a prevádzky a preventívnou údržbou. Základom toho všetkého sú presné údaje.
Ako sme už spomenuli, v solárnom sektore sa zvýšila rozmanitosť projektov. Vo fáze projektovania je k dispozícii niekoľko rôznych možností. Výber najlepšieho projektu zahŕňa vykonanie tisícov simulácií na určenie optimálnej konfigurácie.
Väčšina stolových nástrojov, ktoré sú v súčasnosti k dispozícii pre tvorcov projektov, nemá kapacitu na taký počet simulácií potrebných na optimalizáciu návrhu. Cloudové nástroje na optimalizáciu návrhu ich často majú, ale zvyčajne sa spoliehajú na neoptimálne súbory údajov s nízkym rozlíšením, pokrývajúce obmedzené časové obdobie, s nedostatočnou validáciou a nízkou spoľahlivosťou. Vkladanie validovaného zdroja údajov s vysokým rozlíšením, ktorý je možné financovať, do nástrojov na navrhovanie projektov je nevyhnutné.
Nepresné údaje môžu ovplyvniť projektantov, aby sa rozhodli pre určitú kombináciu technológií namiesto inej, vhodnejšej možnosti. Rozhodnutia, ktoré vývojári urobia vo fáze návrhu, určujú ziskovosť počas celej životnosti projektu - a v prípade rozsiahlych solárnych projektov môže mať aj 1-percentné zvýšenie výroby obrovský vplyv na ziskovosť.
Budúcnosť navrhovania rozsiahlych solárnych projektov závisí od prijatia pokročilých softvérových nástrojov, ktoré dokážu efektívne pracovať s údajmi z plného časového radu na simuláciu a vizualizáciu výsledkov. Prístup k štatistickým a mapovacím nástrojom bude tiež nevyhnutný na zabezpečenie zohľadnenia všetkých relevantných faktorov a poveternostných situácií.
Projektantom budú v budúcnosti pomáhať aj adaptívne simulačné nástroje, ktoré v prípade potreby dokážu poskytnúť rýchle predbežné výsledky alebo úplnú, podrobnú simuláciu integrujúcu viacero súborov údajov.
Väčší rozsah solárnych projektov bude zohrávať kľúčovú úlohu pri vytváraní úspor z rozsahu, ktoré udržia konkurencieschopnosť odvetvia. Je nevyhnutné zabezpečiť, aby sa táto príležitosť nepremárnila. To znamená, že projektanti solárnych systémov musia mať k dispozícii nástroje na spracovanie údajov, ktoré sú potrebné na realizáciu optimalizovaných a ziskových projektov.
Spoločnosť Solargis spolupracuje s projektantmi solárnych projektov na celom svete s cieľom optimalizovať ich projekty poskytovaním špičkových údajov o solárnych zdrojoch a odborného poradenstva počas fáz vyhľadávania a hodnotenia aktív.
Kontaktujte nás na adrese https://solargis.com/about-us/contact a dozviete sa viac o tom, ako môže spoločnosť Solargis pomôcť vášmu rozsiahlemu projektu dosiahnuť plný potenciál.
-----
Nástup inteligentných, efektívnejších striedačov zmenil výpočty vykonávané počas návrhu projektu. Mega projekty už posúvajú hranice možností pri použití existujúcich komponentov. Čoraz konkurenčnejšie aukcie podnietili developerov k tomu, aby sa snažili o dodatočnú efektívnosť a čo najlepšie využili súčasné technológie.
Napríklad striedače menia elektrickú energiu vyrobenú solárnymi modulmi ako jednosmerný prúd na striedavý prúd. Ideálny pomer jednosmerného a striedavého prúdu je približne 1,05 - 1,15 v závislosti od špecifikácie striedača, aby sa maximalizoval jeho výkon. Použitím menšieho počtu striedačov možno v projektoch zmeniť pomer výkonu, takže zariadenie dodáva do siete viac užitočnej energie. Keď sa však pomer DC/AC priblíži k hodnote 1,5, rozsiahle projekty môžu otestovať limity striedačov.
Táto stratégia pomáha čeliť zníženiu účinnosti v dôsledku starnutia modulov alebo čiastočne kompenzovať krátkodobú variabilitu solárnych zdrojov. Na začiatku životného cyklu projektu to môže mať za následok "orezávanie", keď sa prebytočná energia v hodinách špičky odpojí. To je do určitej miery prijateľné, pretože to znamená dodatočnú výrobu v čase mimo špičky. Nad týmito úrovňami však spôsobuje preťaženie, ktoré je pre striedače náročné zvládnuť. V extrémnych prípadoch môže dôjsť k poškodeniu striedačov a projektu hrozí obmedzenie a sankcie za poškodenie siete.
Rozhodujúce pre umožnenie efektívneho návrhu pri tomto jemne vyváženom rozpätí sú presné údaje o zdrojoch s vysokým rozlíšením a predpovede. Majitelia projektov tak môžu pochopiť potenciálne straty na úrovni 1 alebo 5 minút a zabezpečiť, aby boli predpokladané údaje o výrobe v čase špičky správne.
