Archiwum kategorii: OZE

Podłączenie instalacji fotowoltaicznej do sieci energetycznej

Najważniejszym kryterium decydującym o możliwości podłączenia instalacji fotowoltaicznej do sieci elektroenergetycznej jej wielkości.
Mikroinstalacje najczęściej pracują na niskim napięciu (220/380 V) i produkowana przez nie energia elektryczna może być zużyta bezpośrednio przez wytwórcę energii i/lub przez sąsiednie budynki – bardzo rzadko wymaga przesyłu energii elektrycznej na dłuższe odległości (w szczególności na obszarach silnie zurbanizowanych).

Mikroinstalacje najczęściej powstają na istniejących obiektach (budynki mieszkalne, hale produkcyjne) i w takich przypadkach w zależności od stanu istniejącego złącza kablowego, rozdzielnicy licznikowej, korytek kablowych, czy tablic bezpiecznikowych może wystąpić konieczność ich modernizacji lub dopasowania do wymagań planowanej instalacji fotowoltaicznej.

Podłączenie instalacji fotowoltaicznej

Miniinstalacje (moc powyżej 40kWp) mogą również pracować na niskim napięciu, przy czym wraz ze wzrostem mocy może wystąpić konieczność transformacji na średnie napięcie (od 1 do 60 kV, najczęściej 15 kV). Zwykle energię przesyła się w sieci energetycznejsieci energetycznej na dalekie odległości na średnim lub na wysokim napięciu, z uwagi na minimalizację strat energii – konieczność transformacji występuje w przypadku braku możliwości zużycia jej w miejscu wytworzenia.

Podczas przyłączenia instalacji fotowoltaicznej do sieci energetycznej może się pojawić konieczność wykonania układu pomiarowo-rozliczeniowego zarówno na napięciu niskim, jak również na średnim (rozliczenie ilości wyprodukowanej energii elektrycznej większość zakładem energetycznym).
Jednocześnie większość instalacji fotowoltaicznych posiada potrzeby własne, w związku z czym niezbędne jest wykonanie zasilania potrzeb własnych (zasilanie ogrzewania pomieszczeń roboczych, instalacji oświetlenia, systemu monitoringu i nadzoru oraz gniazd odbiorników 1 fazowych).

Podłączenie instalacji fotowoltaicznej

W przypadku lokalizacji instalacji fotowoltaicznej w miejscach zlokalizowanych w dużej odległości od istniejącej infrastruktury energetycznej (Rozdzielczego Punktu Zasilania RPZ, Głównych Punktów Zasilania GPZ lub stacji transformatorowej SN/nn) może wystąpić konieczność budowy brakującej linii energetycznej i/lub stacji transformatorowej. W takim przypadku koszt wykonania instalacji fotowolotaicznej może znacząco wzrosnąć, co może wpłynąć na niską rentowność takiego projektu.
Decyzję o warunkach podłączenia planowanej instalacji fotowoltaicznej podejmuje operator sieci energetycznej biorąc pod uwagę wiele elementów (m.in. związanych ze stanem oraz planami rozwoju sieci elektroenergetycznej, czy lokalizacją przyszłych odbiorców energii elektrycznej).

Przy dużych instalacjach fotowoltaicznych (moc powyżej 1 MWp) olbrzymie znaczenie na możliwość podłączenia nowych instalacji ma stan sieci energetycznej, odległości od odbiorców (rozpływ mocy), struktura zapotrzebowania w energię elektryczną oraz obecność linii przesyłowej średniego lub wysokiego napięcia w pobliżu miejsca planowanej instalacji fotowoltaicznej. Dodatkowo z powodu zapewnienia stabilności sieci energetycznej operatorzy dużych instalacji fotowoltaicznych muszą przedstawić przewidywany bilans produkcji energii elektrycznej (jest on szczególnie istotny w przypadku tzw niestabilnych źródeł energii elektrycznej).

Podłączenie instalacji fotowoltaicznej

Nowelizacja prawa energetycznego w postaci „Małego Trójpaku” gwarantuje mikroinstalacjom fotowoltaicznym bezpłatne przyłączenie do sieci energetycznej oraz minimalizację niezbędnych dokumentów (budowa może zostać zrealizowana w oparciu o zgłoszenie robót i tym samym nie wymaga uzyskania pozwolenia na budowę).

W przypadku instalacji większych inwestor zwykle ponosi połowę kosztów podłączenia do sieci, a ponadto najczęściej występuje również konieczność uzyskania pozwolenia na budowę.

Podłączenie instalacji fotowoltaicznej

Rewolucja energetyczna

Wraz z postępem technologicznym występujacym w elektronice następuje stałe zmniejszane się zużycia energii elektrycznej. Staje się to możliwe dzięki stałej miniaturyzacji elektroniki (aktualnie obecna jest technologia 45/32 nm to ponad 780 milionów tranzystorów, a na początku ery mikrokomputerów – początek lat 70 ubiegłego wieku – dominowała technologia 10 mikrometrów co odpowiadało ok. 3.500 tranzystorom).

Postęp technologiczny w elektronice

Dzięki miniaturyzacji maleje zużycie energii elektrycznej przez elektronikę, co wprost przekłada się na spadek zużycia energii urządzeń powszechnego użytku.
W praktyce postęp dotyczy wszystkich urządzeń i sprzętu elektronicznego występującego w gospodarstwie domowym. Przy czym z jednej strony oszczędności wynikają ze zmniejszonego zużycia energii elektrycznej przez elektronikę, ale z drugiej strony to właśnie dzięki elektronice jesteśmy w stanie dokładniej sterować pracą urządzeń powszechnego użytku (włączać, wyłączać, sterować elementami wykonawczymi urządzenia).

Postęp technologiczny w elektronice

Największy skok technologiczny w obszarze zużycia energii elektrycznej nastąpił w dziedzinie źródeł światła – wraz z rozwojem oświetlenia LED. Obecnie oświetlenie LED coraz szerzej wchodzi do naszych domów, a ponadto znajduje także coraz szersze zastosowanie w oświetleniu samochodów, ulic, czy bilbordów reklamowych. Oświetlenie LED przełożyło się również na spadek zapotrzebowania na energię odbiorników telewizyjnych (wcześniej pracowały one na lampach kineskopowych, obecnie to matryca diód LED, która do wyświetlenia obrazu potrzebuje zdecydowanie mniej energii elektrycznej).

Postęp technologiczny w elektronice

Również postęp w dziedzinie komputerów przynosi stały spadek zapotrzebowania na energię elektryczną. Pierwsze komputery stacjonarne to oprócz obudowy – w której znajdowała się jednostka centralna – również monitor z lampa kineskopową. Dzisiaj coraz mniej komputerów posiada tradycyjne dyski twarde, które również pobierają stosunkowo dużo energii podczas swojej pracy (generalnie unika się stosowania części mechanicznych). Dyski twarde zastępowane są przez miniaturowe pamięci półprzewodnikowe.
Najnowszą odmianą komputerów personalnych to tablety oraz smartfony, które dzięki swojej wielkości można mieć zawsze przy sobie – mogą one być ładowane przenośnymi ładowarkami solarnymi, które nie potrzebują dostępu do sieci elektroenergetycznej.

Korzystając z dobrodziejstw jakie niesie ze sobą postęp w dziedzinie elektroniki, przeciętna rodzina jest w stanie zaoszczędzić w ciągu roku ponad 50 % pierwotnej wartości zużycia energii elektrycznej (ponad 1 MWh w roku). Przy liczbie gospodarstw w Polsce wynoszącej 13.500.000 (dane za rok 2011), oszczędności energii elektrycznej mogą sięgnąć nawet 15.000 GWh w skali roku, co odpowiada 10% zużycia energii elektrycznej w Polsce (w ostatnich latach krajowe zużycie energii elektrycznej przekroczyło wartość 150.000 GWh).

Postęp energetyczny przyczynia się także do ciągłego spadku zużycia energii elektrycznej, który już w niedługiej przyszłości może się przełożyć na stopniowe zmniejszanie się globalnego zapotrzebowania na energię elektryczną w Polsce, w szczególności występującego wśród gospodarstw domowych. Podobne trendy obserwuje się również w krajach wysokorozwiniętych, jak chociażby w Niemczech, gdzie do kilku lat obserwuje się spadek zużycia energii elektrycznej (częściowo za ten spadek odpowiadają wzrosty cen energii elektrycznej). Mniejsze zużycie energii elektrycznej to jednocześnie niższe rachunki, co jest szczególnie istotne w krajach o wysokim udziale kosztów energii w budżecie domowym.

Postęp technologiczny w elektronice

W przyszłości wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną może wystąpić w sytuacji znaczących przyrostów liczby samochodów elektrycznych poruszających się po naszych drogach (doskonale wpisują się w rozwój energetyki prosumenckiej pochodzącej z odnawianych źródeł energii elektrycznej, takich jak fotowoltaika).

Elektrownia wiatrowa

Wiatr obok słonca jest drugim bardzo istotnym źródłem energii odnawialnej, dostępnym praktycznie dla każdego mieszkańca naszej planety.

Powstawanie wiatru nierozłącznie związane jest z obracaniem się kuli ziemskiej wokół swojej osi (wpływ ma również występowanie różnic temperatur ziemi, powietrza i wody) .

Elektrownia wiatrowa

Jednym z ważniejszych elementów który należy wziąć pod uwagę podczas planowania inwestycji w energetykę wiatrową jest lokalizacja i związana z tym średnioroczną prędkość wiatru (na różnych wysokościach).

Dlatego najczęściej w ramach prac przygotowawczych przeprowadza się badanie lokalizacji mierząc na przestrzeni określonego czasu (najczęściej 12 miesięcy) średnioroczną prędkość wiatru.

Oceniając lokalizację elektrowni wiatrowej warto również zbadać otoczenie:
– czy lokalizacja nie znajduje się w dolinie (zwykle prędkość wiatru jest niższa o ok. 10 – 15 %),
– czy lokalizacja znajduje się na terenie zalesionym (zwykle prędkość wiatru jest niższa o ok. 4 – 9 %),
– w terenie zabudowanym zdecydowanie lepszym rozwiązaniem jest instalacja wiatraków pionowych (występowanie turbulentych prądów powietrznych oraz niskich prędkości wiatru).

Elektrownia wiatrowa

Planując małą elektrownię wiatrową również warto przeprowadzić badania lokalizacyjne, wykorzystując do tego celu niskokosztowe stacje meteorologiczne .

Prędkość wiatru nierozłącznie związana jest z wysokością na której ją mierzymy (im wyżej tym większa prędkość wiatru). Dlatego warto wziąć pod uwagę również ten element podczas przeprowadzania prac planistycznych (przy komercyjnych projektach pomiary prowadzi się na wysokościach znacznie powyżej 100, gdyż takie wysokości osiągają nowoczesne elektrownie wiatrowe o mocach 2 – 5 MW).

elektrownia wiatrowa

Podczas wyboru wiatraka należy zwrócić uwagę na wartość minimalnej prędkości wiatru, przy której wiatrak zaczyna się kręcić. Większość wiatraków poziomych przestaje produkować energię elektryczną przy prędkościach wiatru poniżej 2 m/s. Jdnocześnie wiatraki poziome są w stanie wyprodukować 2-3 razy więcej energii elektrycznej niż pionowe, głównie z uwagi na ogranicznia wysokości montażu oraz sprawności tych drugich.

Porównując średnioroczne prędkości wiatru osiągane dla naszej lokalizacji będziemy w stanie ocenić sensowność inwestowania. Również planowanie przestrzenne, plany rozbudowy sieci elektroenergetycznej czy też otoczenie mogą być przeszkodą podczas budowania elektrowni wiatrowej (plan zagospodarowania przestrzennego, procedury administracyjne, warunki przyłączenia do sieci).

Elektrownia wiatrowa

Zwykle oczekiwany uzysk energii wytworzonej przez elektrownię wiatrową liczony w godzinach pracy przy mocy znamionowej w ciągu roku wynosi ok. 2.000 godzin (rok ma 24 x 365 = 8.750 godzin), przy czym zdarzają się lokalizacje o uzysku wynoszącym ponad 3.000 godzin (szczególnie lokalizacje „off shore„, czyli morskie, w odróżnieniu od lokalizacji „on shore” czyli lądowych). Ponadto średnioroczna prędkość wiatru dla lokalizacji przeznaczonej na elektrownię wiatrową powinna być nie mniejsza niż 5,5 – 5,75 m/s, na wysokości 100 – 140 m (warunek ten dotyczy elektrowni komercyjnej).

Produkcja energii elektrycznej z wiatru doskonale uzupełnia produkcję energii elektrycznej ze słońca. Najwięcej energii z wiatru możliwe jest do osiągnięcia w okresie jesienno-zimowym, oraz jeśli chodzi o porę dnia to zdecydowanie więcej energii uzyskujemy energii elektrycznej w nocy. Dlatego w celu złagodzenia różnic występujących w wyniku niedoboru energii elektrycznej wytwarzanych z różnych źródeł bardzo często stosuje się elektrownie hybrydowe (fotowoltaiczne, wiatrowe, uzupełnione magazynowaniem energii elektrycznej).

Elektrownia wiatrowa