Orientarea est-vest a panourilor o solutie? Cand si ce avantaje exista 4

Potrivit mai multor surse, sistemele fotovoltaice ar trebui să fie orientate spre vest sau spre est și spre vest, mai degrabă decât spre sud, așa cum este standardul.

Aceste rapoarte au fost, în general, ignorate de industrie. Dar, o foarte mare  instalatie solară din Europa – instalația 300MW Cestas din sud-vestul Franței – a fost construită cu panourile orientate către est și vest.

Dezvoltatorul, Neoen, a anunțat că acest lucru a permis proiectului să genereze de trei până la patru ori mai multă energie pe metru pătrat decât dacă ar fi fost orientat spre sud.

Deci, titlurile alarmante au fost corecte? Este mai bine ca panourile solare să fie orientate spre est și spre vest? În unele cazuri, da, deși nu pentru motivele pe care le-ați putea aștepta.

Rapoartele au provenit în principal din două studii, unul în 2013 al Institutului de Cercetare Pecan Street din Texas și unul din 2014 al Universitatii Loughborough din Marea Britanie, care au atras atenția că panourile orientate spre vest sau est și vest raspund mai bine in momente de cerere mare decât modulele orientate spre sud cu vârfurile lor de la prânz.

Acest lucru este în întregime adevărat și poate foarte important pentru industrie. Este parțial motivul pentru care există o tendință crescătoare pentru panourile est-vest pe acoperișurile rezidențiale de pe piețe precum Germania – dar nimic de-a face cu motivul pentru care a fost construită instalația Cestas sau de ce există un număr din ce în ce mai mare de proiecte comerciale pe acoperișuri est-vest .

Scară utilitara

“Panourile de est-vest arăta ca o idee ciudată”, spune Paul Reales, ofițerul operațiunilor de la Neoen Paul-François Croisille.

“Am văzut-o în Germania în diferite reviste comerciale, așa că am încercat ceva.

“Când identificăm un teren pentru o instalare, considerăm căi de acces, distanțe diferite între rândurile de module și înclinații diferite pentru a găsi cel mai bun aspect pentru acele sisteme. Calculele pentru Cestas au arătat că soluția est-vest a fost cea mai bună. “

Aceasta însemna că Cestas va genera cu 15% mai puțină energie totală decât un sistem orientat spre sud cu aceeași capacitate. “Însă, în ceea ce privește costurile energetice, s-a dovedit a fi mai interesant din cauza costurilor fixe”, spune Croisille.

Atunci când Neoen a fost însărcinat cu dezvoltarea locatiei din apropierea orașului Bordeaux, planul său inițial a fost pentru o instalație de 150 MW orientată spre sud. Compania franceză știa că va necesita o conexiune relativ costisitoare la o linie de transmisie de 400kV (mai degrabă decât la rețeaua de distribuție standard) și la o stație scumpă de înaltă tensiune.

Mărimea și complexitatea proiectului ar însemna, de asemenea, costuri ridicate de dezvoltare a problemelor de autorizare, juridică și de reglementare, fără a menționa aranjamentele complexe de finanțare, care au implicat în cele din urmă opt acționari. Aceste costuri ar rămâne în mare parte neschimbate, indiferent de capacitatea finală a proiectului.

Prin comparație, costurile de instalare per-MW – panouri, substructuri, cabluri și alte componente hardware – ar rămâne, de asemenea, în mare parte aceleași.

Dar, deoarece site-ul nu putea fi extins dincolo de cele 265 de hectare, Neoen ar fi putut doar să sporească capacitatea prin echiparea cu mai multor panouri în același spațiu. Panourile orientate spre sud, care, în general, funcționează în mod optim la o înclinare de 25-30 °, trebuie păstrate suficient de îndepărtate, astfel încât umbrele să nu cadă pe panourile vecine.

Dar, prin alinierea alternativă a panourilor la est și vest cu unghiuri mici de 5-10 °, ele pot fi instalate mai strâns împreună, eliminând problema umbririi și permițând ridicarea multor panouri pe metru pătrat.

“Am aflat în timpul calculelor noastre că a fost mai interesant să instalam mai multă putere în aceasta locatie pentru a împărți costurile fixe pe un număr mai mare de megawați”, spune Croisille. “Este cu adevărat o analiză bazată pe cifre si calcule de optimizare.”

Deci, dacă costul pe unitatea de putere poate fi redus prin pozitionarea panourilor est-vest, va continua să se construiască parcuri solare în acest fel?

Croisille nu exclude acest lucru, ci spune că compania nu a găsit încă un alt loc în care un astfel de aranjament are sens comercial. “A fost într-adevăr foarte specific pentru acea locatie cu terenuri foarte constrânse și costuri fixe foarte mari”, spune el.

Unii au susținut că fermele solare orientate spre est și vest, cu curbele lor de putere mai pline, vor deveni mai obișnuite pentru a ajuta operatorii de rețea să echilibreze cererea și oferta.

Alții spun că acest lucru este puțin probabil. “Există un mic argument tehnic pentru module orientate spre est-vest (pe acoperișuri plate sau pe terenuri deschise), în sensul că curba zilnică de producție este puțin mai dreptunghiulară”, spune Christian Reise, cercetător principal la Institutul Fraunhofer pentru sistemele de energie solară din Germania.

“Dar nu este o mare diferență.” Dacă faceți est-vest pe casele tipice de locuințe cu acoperiș înclinat 45⁰, atunci are efect – aveți vârful de dimineață și vârful de după-amiază. Dacă o faci doar cu o înclinare de 5-10⁰, atunci nu există nici un vârf dublu real, este doar un vârf de prânz, care este ușor mai plat decât cel standard.

“Deci este folosit ca argument, dar nu este cel mai bun argument.”

Utilizare rezidențiala

Cu toate acestea, tendința crescătoare pentru rețelele de acoperiș est-vest în țări precum Germania nu are nimic de-a face cu ajutorul operatorilor de rețea să își echilibreze încărcăturile. Se datorează exclusiv creșterii consumului propriu – ca urmare a scăderii pretului de achizitie și a creșterii prețurilor energiei electrice.

“Noi în Germania plătim undeva între 0,25 și 0,30 EUR [0,27-0,33] pe kWh pentru energia electrică din rețea și veți obține puterea de la panourile de pe acoperiș pentru in jur de 0,15 €”, spune Reise. “Deci, bineînțeles, este mai bine să vă folosiți propria electricitate în timpul zilei decât să o cumpărați din rețea.”

Și cu pretul pentru energia injectata din Germania pentru rețele rezidențiale standard, de numai 0,127 € / kWh, nu are sens economic să-ți vândă energia solară în rețeaua electrică, doar ca să cumpere aceeași cantitate de energie electrică pentru dublul prețului.

Deci, este în mod clar mai bine pentru consumatori să folosească energia pe care o generează. Deoarece oamenii pleacă de obicei acasă dimineața și se întorc în după-amiaza sau seara devreme, este logic pentru ei să aibă panouri fotovoltaice care furnizează mai multă electricitate în aceste vremuri, decât la prânz, când atât de multe proprietăți sunt goale.

Desigur, nu puteți instala panouri solare orientate spre est și vest pe acoperiș, dacă acesta nu este construit deja în direcțiile respective.

“Dacă te uiți înapoi la sistemele care au fost construite acum câțiva ani, le-ai găsi în mod obișnuit spre sud”, spune David Wedepohl, directorul comunicațiilor și piețelor din asociația germană a industriei solare.

“Și acum veți vedea de obicei noi sisteme pe diferite părți ale acoperișului pe care nu le-ați fi folosit în trecut. Unul dintre motive este modul în care prețurile au scăzut atât de semnificativ încât, chiar dacă aveți un randament mai mic (per kW), merită să faceți în continuare, mai ales dacă utilizați electricitatea singură “.

Aplicatii comerciale (acoperisuri plate)

Orientarea est-vest este, de asemenea, o tendință crescătoare pe acoperișurile comerciale plate și industriale din Germania.

Permite depozitelor, fabricilor și birourilor să instaleze mai multe panouri pe acoperișuri, în timp ce modulele generează în continuare o curbă de putere care se potrivește cu nevoile energetice ale clădirilor (locul de muncă este, de obicei, cel mai aglomerat în timpul zilei) economisind consumul propriu.

“Puteți să instalati mai multi kW de module solare pe o anumită zonă de acoperiș, dacă o faceți într-un unghi de înclinare foarte mic; atunci puteți utiliza mai mult sau mai puțin toată suprafața acoperișului pentru o instalare”, spune Reise.

“În zilele noastre, modulele sunt destul de ieftine și doriți să puneți cât mai multe pe un anumit acoperiș din cauza celorlalte costuri pentru pregătirea acoperișului – pentru conectare, pentru cablare, toate acestea sunt fixe – deci dacă puneți mai multe module, puteți reduce costul pe unitatea de energie produsa. “

Există și alte avantaje pentru panourile instalate east-vest. Panourile orientate spre sud, înclinate la 30 °, necesită balasturi de beton grele pentru a împiedica vânturile deplaseze modulele (fixarea directă pe acoperiș este rară deoarece acest lucru cauzează de obicei deteriorarea impermeabilizării).

Panourile înclinate, putin înclinate, nu necesită balasturi atât de grele, ușurând astfel sarcina pe acoperiș și reducand costurile pe kW.

Și, în ciuda greutății suplimentare datorită creșterii numărului de panouri, matricele est-vest pot fi, prin urmare, mai ușoare decât cele mai mici orientate spre sud. Cum acoperișurile în general, nu au fost construite pentru a rezista încărcăturilor grele, orientarea est-vest ar putea face proiectele fezabile, in conditiole in care pentru o alta solutie nu ar fi.

De asemenea, în Germania, companiile trebuie să plătească o taxă de capacitate pentru conectarea la rețea, la prețuri în funcție de cererea lor de vârf. O cantitate mare de consum propriu va reduce, de asemenea, aceste costuri.

“Așadar, dacă luați totul împreună – o montare mai ieftină, o utilizare mai bună a suprafeței, o greutate mai mică pe acoperiș, există mulți factori care ar putea fi în favoarea sistemelor est-vest”, spune Reise.

“Până acum cinci ani, sectorul a fost orientat mai mult spre prețurile și veniturile modulului, iar astăzi este vorba mai mult despre spațiul de pe acoperiș. Puneți toate modulele pe acoperiș și apoi uitați-vă la ceea ce puteți face cu electricitatea. “