ПРОИЗВОДСТВО НА СОЛАРНА ЕЛЕКТРИЧНА ЕНЕРГИЈА

I Z33T home page I страници на македонски јазик I

Поради ограничените енергетски ресурси, обновливите извори на енергија имаат голема важност. Во обновливи извори на енергија спаѓаат: енергијата добиена од водата, ветерот, биомасата, сончевото зрачење и геотермалната енергија.

Искористувањето на сончевата енергија може да биде преку нејзино претворање во топлинска и електрична енергија. Оваа енергија е многу значајна бидејќи при нејзиното производство не се загадува животната средина.

Сонцето е оддалечено од земјата околу 150 милиони километри. Во просторот околу Сонцето преку сончевото зрачење се емитува огромна енергија од која на Земјата доаѓа во просек околу 1 kW/m2 на хоризонтална површина.

Производството на електрична енергија со фотоволтаични (фотонапонски) панели

Производството на соларна електрична енергија со фотоволтаични панели во последниве години е многу актуелна. Македонија се наоѓа на многу поволна географска положба каде сончевото зрачење е големо и погодно за инсталирање на соларни системи за искористување на сончевата енергија, но за жал таа многу малку се користи.

На сликата подолу е прикажана просечната годишна соларна радијација изразена во kWh/m2 (на хоризонтална површина).

Со околу 280 сончеви денови во годината и околу 1500 kWh сончево зрачење на метар квадратен, Македонија спаѓа во земјите со најголемо зрачење во Европа, но не и во земјите кои најмногу ја користат соларната енергија. На пример, Австрија и Германија произведуваат 100 пати повеќе електрична енергија од сонцето иако имаат 30 до 40% помало сончево зрачење во споредба со Македонија.

На сликата подолу е прикажана просечната годишна соларна радијација во Македонија изразена во kWh/m2 (на хоризонтална површина). Исто така е прикажана и можното просечно годишно производство на електрична енергија од фотоволтаичен систем со инсталирана моќ од 1 kW (peak):

На сликата подолу е прикажана просечната годишна соларна радијација во Македонија изразена во kWh/m2 (на инклинирана површина). За подрачјето на Македонија оптималниот агол на инклинирана површина изнесува околу 30 до 33 степени. Исто така е прикажана и можното просечно годишно производство на електрична енергија од фотоволтаичен систем со инсталирана моќ од 1 kW (peak):

Во следнава табела се податоци за Штип, Македонија, за секој месец во годината, земени од американскиот истражувачки центар НАСА, (сектор за глобално истражување на атмосферата):

Видови на фотоволтаични електрични централи

1. Фотоволтаични „Off-grid“ електрични централи, кои не се поврзани со глобалната електрична дистрибутивната мрежа и произведената електрична енергија ја користат за сопствени потреби. Во периодот кога има сонце, дел од произведената електрична енергија се складира во акумулатори за да може да се користи во период кога нема сонце.

2. Фотоволтаични „On-grid“ електрични централи, кои се поврзани со глобалната електрична дистрибутивна мережа и произведената електрична енергија ја пласираат во мрежата, а за тоа добиваат надомест во зависност од количеството произведена електрична енергија;

3. Комбинирани Фотоволтаични On-grid електрични централи кои се поврзани со електричната дистрибутивна мрежа преку двонасочно електрично броило. Дел од енергијата ја користат за сопствени потреби а вишокот го пласираат во дистрибутивната мрежа. Во ноќниот период, кога нема сонце и кога не се произведува електрична енергија, се користи електрична енергија од дистрибутивната мрежа. Разликата на потрошена електрична енергија од мрежата и предадена електрична енергија кон мрежата, соодветно се тарифира и наплатува.

Семеен фотоволтаичен систем за производство на електрична енергија
(10kWp инсталирана моќност) со површина од 67 м2

Електричната енергија се произведува со директна конверзија на сончевото зрачење во електрична струја. Вака добиената еднонасочна струја се трансформира во наизменична (220V/50Hz) со помош на инвертори синхронизирани со трите мрежни фази. Преку посебно двонасочно електрично броило оваа електрична струја се користи локално или целосно се предава на дистрибутивната мрежа на ЕВН. Ако едно домаќинство инсталира систем за производство на електрична енергија со 67 м2 фотоволтаични панели би добил околу 10kWp инсталирана моќност. Монтирањето на фотоволтаичните панели може да биде на покривот од куќата, во дворот, на покривот од гаражата или слично.

Цената за еден таков фотоволтаичен систем во моментов е околу 10.000 евра, а во Македонија од таков систем може се да очекува просечно годишно производство на електрична енергија од околу 14.500 kWh. Тоа изразено во денари би било 96000 денари или 1550 евра (по цена на скапата тарифа за електрична енергија бидејќи се работи за денско производство).
Тоа значи дека инвестицијата за соларниот систем ќе се врати за околу 6 години, а потоа електричната енергија би била практично бесплатна во наредните 30 години колку што изнесува животен век на панелите. Во тој период би произведувале електрична енергија по 96000 денари годишно или 1550 евра/годишно. За 30 години тоа ќе биде еднакво на 46500 евра добивка.

Ова се однесува за мал, семеен фотоволтаичен систем од само 67 m2 (10 kWp инсталирана моќ). Ако се инсталира поголем фотоволтаичен систем на поголема површина (некоја нива со отворен поглед кон југ) со поголема инсталирана моќност, добивката би била исто така поголема.

Фотоволтаичен систем за производство на електрична енергија со инсталирана моќност од 1500 kWp (1.5MWp)

Овде ќе направам пресметка за една средно голема фотоволтаична електрична централа за производство на електрична енергија. На пример еден фотоволтаичен систем со инсталирана моќност од 1500kWp, односно 1,5 MWp.

Друга поволност е тоа што електричната енергија произведена од фотоволтаичен систем е добиена без загадување на животната средина и нема штетни емисии на CO2. Само треба да се прилагоди законската регулатива за гарантиран откуп на електричната енергија, па со ЕВН да си имаме размена на струја. Тоа ќе биде од взаемна корист, бидејќи преку ден ЕВН обично има недостаток од електрична моќност, а соларните панели токму тогаш најмногу произведуваат електрична енергија. Ноќе, кога ЕВН има вишок на ЕЕ, тогаш и соларните панели не произведуваат ЕЕ.

Освен тоа и државата како целина ќе има бенефит: помалку загадена животна средина, помалку откуп на скапа увозна ЕЕ преку ден, кога е најголемата потреба и сл.

Изградбата на фотоволтаична соларна централа е капитална инвестиција која треба да биде во функција најмалку 40 години. Изработката на проектната документација треба да покаже колку енергија може да се произведе на определена локација, да посочи избор на соодветна технологија и начин на изведба. Конструкцијата на системот треба да осигури стабилност во разлини временски услови, непогоди, евентуален земјотрес и слично.

Еве некои основни податоци и параметри за фотоволтаична централа со инсталирана моќ од 1500 kWp:

Годишно сончево зрачење во околината на Штип на хоризонтална, вертикална и оптимална површина:

Годишно можно производство на електрична енергија во kWh од фотоволтаичен состем со инсталирана моќ од 1kWp, при хоризонтална, вертикална и оптимална инклинација на фотоволтаичните панели:

Сончево зрачење во околината на Штип при разни инклинации на фотоволтаичните панели по месеци:

Сончево зрачење во различни месеци од годината при оптимална фиксна инклинација на фотоволтаичните панели од 33 степени и ориентација кон југ:

Генерирана (произведена) електрична енергија во различни месеци од годината од фотоволтаична централа со инсталирана моќност од 1500kW:

Добиените пресметки укажуваат дека произведената електрична енергија од фотоволтаичен систем со инсталирана моќност од 1500kWp, при фиксна инклинација на фотоволтаичните панели од 33 степени, изнесува 2118 MWh годишно.

Цената на еден ваков фотоволтаичен систем изнесува околу 1,85 милиони евра.

Од продажбата на оваа произведена електрична енергија во системот на операторот за дистрибуција на електрична енергија (ЕВН) годишно може да се оствари приход од околу 230.000 евра (без повластена тарифа) што значи дека вложената инвестиција би се отплатила за околу 8 години, а во следните 32 години, приходот би изнесувал по 230.000 евра годишно или вкупно 7.36 милиони евра! (и тоа без повластена тарифа за откуп на електричната енергија)

Истовремено, при ова количина на произведена „зелена“ електрична енергија се избегнува емитување на околу 1866,3 тони на штетен јаглерод диоксид (CO2) годишно, кој би се ослободил во атмосферата доколку оваа електричната енергија би била произведена од термоелектрична централа.

Миле Кокотов (2017 година)

Авторот е магистер по технички науки.

Разгледајте ги и другите написи и проекти на неговата веб-страница

I Z33T home page I страници на македонски јазик I