Эффективность малых солнечных электростанций: часть вторая

Это вторая часть материала об эффективности малых солнечных электростанций, с первой можно ознакомиться по ссылке.

Рынок малых солнечных электростанций в Узбекистане и оптимальные технические решения

В Узбекистане солнечные и ветровые электростанции большой мощности строятся на основе конкурсных торгов в основном зарубежными производителями ВИЭ. Узбекские компании основной деятельностью, которых является производство установок ВИЭ участвуют в тендерных торгах на строительство малых солнечных ФЭС и занимаются установкой станций в частном секторе, которые имеют также немалый потенциальный объем солнечных энергоустановок. На основании постановления президента Республики Узбекистан от 16 февраля 2023 г. № ПП-57 «О мерах по ускорению внедрения возобновляемых источников энергии и энергосберегающих технологий в 2023 году» в республике планируется в 2023 году ввести малые солнечные 31,5  тыс. ФЭС на предприятиях и организациях и микро солнечные 37,5 тыс. ФЭС на крышах домохозяйств и многоэтажных домов.

Как показывает мировая практика, существенный спрос на продукцию индустрии ВИЭ могут обеспечить малые производители энергии – собственники индивидуальных домов в жилом секторе, государственные и некоммерческие организации, а также неэнергоемкие коммерческие предприятия и организации. Однако стоимость энергии, вырабатываемой такими малыми производителями, а, следовательно, и потенциал спроса существенно зависят от возможностей подключения малых энергетических установок к общей сети. В соответствии с указом президента от 9 сентября 2022 г. № УП-220 «О дополнительных мерах по внедрению энергосберегающих технологий и развитию возобновляемых источников энергии малой мощности» в Узбекистане орган, уполномоченный государством осуществлять функцию закупки электрической энергии, по желанию производителей энергии, закупает излишки электрической энергии, произведенной на солнечных, ветровых и биогазовых электростанциях мощностью до 1 МВт, устанавливаемых физическими и юридическими лицами для собственных нужд, в течение не менее десяти лет.

Сетевые энергетические объекты, подключенные к общей сети, могут работать без дорогостоящих систем накопления энергии, продавать излишки произведенной электроэнергии другим потребителям, поэтому срок окупаемости таких систем в разы меньше, чем срок окупаемости автономных систем энергоснабжения. Микрогенерация на основе ВИЭ развивается в мире уже около трех десятков лет. Navigant Research прогнозирует ввод большего объема распределенной генерирующей мощности, чем централизованной генерации, а к 2026 году в мире ожидается трехкратный разрыв между новыми вводами этих видов генерации.

На основании проведённого нами анализа в настоящей работе принято решение рекомендовать для внедрения малых солнечных ФЭС именно сетевые электростанции, поскольку они не имеют в своём составе дорогостоящих аккумуляторных батарей и требуют меньших затрат на монтаж и обслуживание.

Экономический анализ эффективности использования солнечной энергии на примере кроличьей фермы

Рассмотрим варианты внедрения малых солнечных ФЭС на предприятии и частном домохозяйстве. В соответствии с № УП-220 от 9 сентября 2022 года планируется более чем на 6 тысячах объектах в разрезе министерств и ведомств довести до 30 % доли ВИЭ в объеме потребления энергии, а также в регионах внедрить альтернативные источники энергии более чем на 28 тысяч домохозяйствах.

В связи с этим нами была проведена оценка эффективности применения сетевой солнечной электростанции в качестве энергосберегающего мероприятия на примере кроличьей фермы ООО «Lepus Agro Service» расположенной в Ташкентской области. Объёмы ежемесячного потребления электроэнергии приведены в табл. 1.

Для обеспечения 30 % доли ВИЭ в объеме потребления энергии предприятия подберем сетевую ФЭС с солнечными панелями 550 ват в количестве 90 штук и сетевым инвертором мощностью 50 кВт. Установку солнечных модулей производим на специальных конструкциях, способных обеспечить их оптимальную ориентацию на солнце и надёжное крепление к разным типам поверхностей крыши. Монтажные конструкции панелей ориентируют на юг с незначительными отклонениями по азимуту, а также устанавливают с фиксированным углом наклона средним по значению, так как фотоэлектрическая система предназначена для круглогодичной эксплуатации. Объёмы ежемесячной выработки электроэнергии сетевой ФЭС мощностью 50 кВт в Ташкентской области.

Для наглядности сравнения выработки сетевой солнечной ФЭС и общего электропотребления объекта приведена диаграмма на рисунке 2.

Рисунок 2. Сравнение выработки сетевой ФЭС и энергопотребления объекта

Ряд 1- ежемесячное энергопотребление кроличьей фермы, Ряд 2 — ежемесячная выработка электроэнергии сетевой ФЭС 50 кВт

Согласно технической документации, гарантийный срок оборудования сетевой ФЭС составляет десять лет, при этом средний срок службы для солнечной панели и инвертора 25 лет. Средняя стоимость сетевой станции «под ключ» может составить 525 000 тыс. сумов.

Общая годовая генерация электроэнергии на солнечной ФЭС составит 76 350 кВт·ч. При тарифе 450 сумов за 1 кВтч годовая экономия электроэнергии в денежном выражении составит 34 358 тыс. сумов.

При нынешних условиях и тарифе, установленном для юридических лиц срок окупаемости сетевой солнечной ФЭС мощностью 50 кВт·ч составит 15,3 года. С учетом того, что срок службы солнечных модулей и сетевого инвертора свыше 25 лет, а экономия в год составляет 34 358 тыс. сумов, то после полной окупаемости системы мы сможем в дальнейшем ежегодно зарабатывать на ней более 34 млн. сумов. И это мы считаем без учета повышения тарифов, которое прогнозируются в ближайшее время.

Экономический анализ эффективности использования солнечной энергии на примере частного дома

Согласно опросу, проведенному ЦЭИР по всей республике в конце 2021 года, в среднем одна семья потребляет 327 кВт·ч в месяц. Потребление зависит также и от типа жилья, в котором проживают граждане. К примеру, жители жилых домов и коттеджей тратили в среднем 329 кВт, а квартир – 222 кВт.

В связи с этим оценку эффективности применения сетевой солнечной электростанции в качестве энергосберегающего мероприятия для домохозяйств проведем, на примере коттеджа площадью кровли более 120 м2 расположенного в Ташкентской области. Объёмы ежемесячного среднего потребления электроэнергии на данном объекте приведены в табл. 1.

В соответствии с размерами кровли подберем сетевую ФЭС с солнечными панелями 550 ват в количестве 36 штук и сетевым инвертором мощностью 20 кВт. Установку солнечных модулей производим на специальных конструкциях, способных обеспечить их оптимальную ориентацию на солнце и надёжное крепление к разным типам поверхностей крыши. Монтажные конструкции панелей ориентируют на юг с незначительными отклонениями по азимуту, а также устанавливают с фиксированным углом наклона средним по значению, так как фотоэлектрическая система предназначена для круглогодичной эксплуатации. Расчетные объёмы ежемесячной выработки электроэнергии сетевой ФЭС мощностью 20 кВт в Ташкентской области, отражены в табл.2.

Для наглядности сравнения выработки сетевой солнечной ФЭС и общего электропотребления объекта приведена диаграмма на рисунке 3.

Рисунок 3. Сравнение выработки сетевой ФЭС и энергопотребления объекта

Ряд 1- ежемесячное энергопотребление коттеджа, Ряд 2 — ежемесячная выработка электроэнергии сетевой ФЭС 20 кВт

Согласно технической документации, гарантийный срок оборудования сетевой ФЭС составляет десять лет, при этом средний срок службы для солнечной панели и инвертора 25 лет. Средняя стоимость сетевой станции «под ключ» может составить 210 000 тыс. сумов.

Общая годовая генерация электроэнергии (за год) составит 30 540 кВт·ч. Годовая экономия электроэнергии составит 3960 кВт·ч, что в денежном выражении при тарифе 295 сум за 1 кВтч равно составит 1 168 тыс. сумов.

Излишек электрической энергии равный 26 580 кВт·ч реализуется органу, уполномоченному государством, осуществляющим функцию закупки электрической энергии по цене 1000 сумов за кВт*ч. Общая сумма годовой реализации электроэнергии составит 26 580 тыс. сумов. Годовой доход от экономии и реализации электроэнергии составит 27 748 тыс. сумов.

При нынешних условиях, тарифе и цене реализации излишка электроэнергии для физических лиц срок окупаемости сетевой солнечной ФЭС мощностью 20 кВт·ч составит 7,6 года.

С учетом того, что срок службы солнечных модулей и сетевого инвертора свыше 25 лет, а доход в год составляет 27 748 млн. сумов, то после полной окупаемости системы мы сможем в дальнейшем ежегодно заработать на ней около 28 млн. сумов.

В действительности выгоды от перехода на ВИЭ как в данном случае, так и во всех аналогичных еще существенней, поскольку данные расчеты не учитывают повышения тарифов на электричество, который ожидает Узбекистан в самом скором времени. В ближайшие годы в республике планируется значительное повышение цен на энергоресурсы. В 2024 и 2025 годах они будут расти на уровне инфляции, а начиная с 2026 года формироваться на рыночных условиях.

Ассоциация возобновляемых источников энергии и альтернативных видов топлива Республики Узбекистан (Ассоциация ВИЭ и АВТ), окажет Вам инжиниринговые и консалтинговые услуги, в том числе проведет энергетическое обследование Вашей организации, подберет для нее тип солнечной станции и рассчитает ее оптимальные параметры.

Компания ООО «SUN-HIGHTECH» — один из крупнейших качественных профессиональных производителей солнечных фотоэлектрических станций в Узбекистане активно содействует источникам энергии завтрашнего дня уже сегодня, используя, прежде всего, солнечную энергию. Компания имеет реальный большой опыт построения солнечных электростанций и готова ознакомить вас со множеством положительных клиентов.

Солнце – главный источник энергии на земле, а солнечная энергия, экологически чистая энергия для лучшего будущего.

Зафар Саипов, Ассоциация ВИЭ и АВТ

Эльмурод Абдуллаев, ООО «SUN—HIGHTECH»