Farma fotowoltaiczna

Farma fotowoltaiczna
Polecane artykuły
Energia odnawialna Protokół z Kioto Gospodarstwo agroturystyczne Przemyt Gęstość zaludnienia Konurbacja Rewolucja agrarna Zasoby naturalne Zasoby nieodnawialne

Farma fotowoltaiczna – jest to inwestycja w dużą ilość paneli słonecznych położonych na dużym obszarze. Miejsce to musi być dobrze nasłonecznione , dzięki temu panele fotowoltaiczne generują znacznie więcej mocy niż instalacja montowane na budynkach.. Zwykle obszar pokryty przez panele fotowoltaiczne to minimum 2 hektary. W każdej farmie fotowoltaicznej znajduje się ponad 2 tysiące paneli słonecznych. Wzrastające zapotrzebowanie na energię, wyczerpujące się złoża paliw kopalnych, wzrost emisji zanieczyszczeń, troska o ekologię i środowisko są głównymi powodami rozwoju źródeł energii odnawialnej. Spowodowały, że energia odnawialna pochodząca z naturalnych i niewyczerpywalnych źródeł stała się doskonała możliwości pasywnego dochodu i oszczędności w gospodarstwie domowym

Efekt fotowoltaiczny

Pochodzi od dwóch greckich słów phὀs – światło oraz volt – jednostki pomiaru napięcia. W wolnym tłumaczeniu jest to prąd generowany przez słońce. W 1839 roku Aleksander Becquerel odkrył efekt fotowoltaiczny. Jest to zjawisko fizyczne polegające na emisji elektronów z powierzchni – najczęściej przedmiotów. Dzięki temu zjawisku powstaje z nich prąd. Promienie słoneczne padające na panel fotowoltaiczny generują prąd zmienny. Nasłonecznienie jest bardzo ważną wielkością podczas szacowania uzysku energii. Opisuje ona ilość energii słonecznej padającej na powierzchnię płaską w określonym czasie. Najczęściej wyrażana jest w kWh m2 ⁄ na rok. Największe nasłonecznienie otrzymuje płaszczyzna, na którą promienie słoneczne padają prostopadle. Nasłonecznienie zależy w znacznym stopniu od długości dnia oraz od wielkości zachmurzenia, opisuje zasoby energii słonecznej w danym miejscu i czasie. Średnie nasłonecznienie w Polsce w ciągu roku zawiera się w granicach 950-1100 kWh m2 . Jest to zależne od umiejscowienia paneli fotowoltaicznych. Energia pozyskana z paneli fotowoltaicznych może zasilać urządzenia których używamy. Prąd niewykorzystany z instalacji fotowoltaicznej w domu trafia do sieci, dzięki czemu może zasilać domy w okolicy. Nadwyżka ta zgodnie z prawem wraca do właściciela bezpośrednio z sieci – 70-80% w zależności od instalacji.

Rozkład promieniowania słonecznego w Polsce charakteryzuje się nierównomiernym rozkładem w cyklu rocznym. Około 80% całkowitej sumy nasłonecznienia przypada na sześć miesięcy sezonu wiosenno-letniego, od początku kwietnia do końca września. Polska leży w obszarze umiarkowanej strefy klimatycznej, charakteryzującej się zmiennością warunków atmosferycznych. Czas operacji słonecznej w zimie skraca się do około 8 godzin dziennie, natomiast w lecie, w najbardziej słonecznych miesiącach, wydłuża się do 16 godzin. Usłonecznienie jest wielkością definiowaną przez liczbę godzin, podczas których na daną powierzchnię bezpośrednio padają promienie słoneczne. Wielkość ta opisuje warunki pogodowe. Usłonecznienie jest wykorzystywane m.in. do oszacowania długości pracy instalacji fotowoltaicznej w ciągu dnia. W Polsce średnie roczne usłonecznienie wynosi 1600 godzin.

Połączenie paneli fotowoltaicznych Panele fotowoltaiczne połączone są szeregowo. Łącząc panele szeregowo moc generatora jest równa najmniejszej mocy spośród łączonych paneli razy ilość paneli w łańcuchu. Napięcie jest sumą napięć poszczególnych paneli, natomiast wartość prądu nie zmieni się. Nie należy łączyć szeregowo paneli o różnym nominalnym natężeniu prądu, gdyż grozi to znacznym spadkiem produkowanej mocy całego łańcucha. Jeśli jednak dojdzie do takiej sytuacji to prąd łańcucha będzie równy najmniejszej wartości prądu danego panelu.

Rozwój w Polsce

W 2018 roku całkowita moc zainstalowana fotowoltaiki (PV) na świecie wyniosła 486 GW. 2009 roku mieliśmy jedynie 23,5 GW. Osiągnęliśmy w ciągu niespełna 10 lat prawie 20-krotny wzrost. Duży wpływ na wzrost miały farmy zakładane w Chinach, Japonii, USA i Niemczech. 29 państw miało co najmniej 1 GW mocy fotowoltaicznych w roku 2018. Polska dołączyła do grona tych państw. Do niedawna krążyło przekonanie, iż pozyskiwanie energii z ogniw fotowoltaicznych jest daleką przyszłością.

W ostatnich latach rozwój fotowoltaiki skupiał się na mikroinstalacjach. Coraz chętniej montujemy na dachach swoich domów panele fotowoltaiczne. Również pojawiło się więcej instalacji do 1 MW, które otrzymały gwarancję wsparcia w zeszłorocznych aukcjach.

Na rozwój pozyskiwania energii z energii słonecznej w ostatnich latach w Polsce miały wpływ :

• Aukcje OZE – planowane są na koniec roku 2020. Dzięki nim może pojawić się więcej farm fotowoltaicznych przyczyniających się do wzrostu ilości energii o 750 MW w postaci mniejszych instalacji do 1MW. Coraz więcej inwestorów ma szersze plany związane z zakładaniem farm. Wśród nich są również , spółek energetycznych.
• Korporacyjne umowy PPA (Power Purchase Agreements) – długoterminowe umowy na bezpośredni zakup energii elektrycznej pochodzącej z OZE. Są to umowy popularne w sektorze prywatnym. Korzystają z nich takie spółki jak Google, Ikea, czy Amazon. Międzynarodowa Agencja Energii Odnawialnej (IRENA) prognozuje iż dzięki tym umowom stosowanym w 75 krajach w 2018 roku przychód prądu o 465 TWh – w średniej wielkości państwie np. Francji podobne ilości zużywane są rocznie. W Polsce umowy te zostały już zawarte z wieloma przedsiębiorstwami między innymi Mercedes-Benz , VBS, Innogy czy Enefit.

Dofinansowanie farm fotowoltaicznych

Rosnącym możliwościom rozwoju fotowoltaiki w Polsce sprzyja Ministerstwo Energii. Dzięki korzystnym dopłatą do produkcji energii dzięki panelom słonecznym oraz ułatwieniom dla producentów tzw. zielonej energii. Każdy przedsiębiorca który chce założyć farmę fotowoltaiczną może ubiegać się o dofinansowanie z programu operacyjnego Infrastruktura i Środowisko w ramach wspierania inwestycji dotyczących wytwarzania energii z odnawialnych źródeł wraz z połączeniem do źródeł sieci dystrybucji.,

Dofinansowania są przewidziane w latach 2014-2020. Będą one mogły obejmować projektu w zakresie wytwarzania zielonej energii elektrycznej lub cieplnej oraz podłączenia do kanałów dystrybucji. Można pozyskać dofinansowania na budowę lub zwiększenie mocy zainstalowanej instalacji wykorzystujących energię promieniowania słonecznego (powyżej 2 MWe/MWth). Dodatkowe informacje dotyczące dofinansowania fotowoltaiki dostępne tutaj.

Farmy fotowoltaiczne

Największa farma fotowoltaiczna znajduje się w Zjednoczonych Emiratach Arabskich o mocy 1180 MW. Tworzy ją 3,2 mln paneli fotowoltaicznych umieszczonych na obszarze 8 kilometrów kwadratowych. Koszt wykonania całej instalacji wyników około 900 mln dolarów.

Największa farma fotowoltaiczna znajdująca się w Polsce, mieści się w województwie Wielkopolskim o mocy 600 MW. Została ona stworzona przez Spółkę Energii Przykona wraz z Chińskim partnerem.

W Chinach największa farma fotowoltaiczną jest Longyangxia Dam Solar Park. Znajduje się ona na pustyni, zajmując powierzchnię 2700 hektarów. Składa się z ponad 4 milionów paneli słonecznych o sumie mocy 850 MW. Jest to farma, która aktualnie na świecie ma największą liczbę zainstalowanych paneli słonecznych.

Bibliografia

• Herlender, K., Rezmer, J., (2012), Badawczy System Fotowoltaiczny
• Klugmann-Radziemska, E, . (2014). Fotowoltaika w teorii i praktyce, Wydawnictwo PBC, Warszawa. fotowoltaicznych", Wydawnictwo Grafpol, Wrocław.
• Mroziński, A., (2016). Inżynieria instalacji fotowoltaicznych, Wydawnictwo Grafpol, Wrocław.
• Pietruszko, S, . (2010). Fotowoltaika zintegrowana z budownictwem (BIPV).
• Sarniak, M., (2015). Fotowoltaika w układach zasilania budynków, Elektro Info, nr 9, 64-68.
• Sławiński, K., (2014). Fotowoltaika jako potencjalne źródło energii dla pojazdów elektrycznych, Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe, R. 14, nr 10, 237-239.
• Swaczyna, T., (2013). Wpływ ceny zielonych certyfikatów na efektywność inwestycji w farmę fotowoltaiczna w przypadku uchwalenia ustawy o odnawialnych źródłach enargii, Zeszyty naukowe Uniwersytetu Szczecińskiego, nr 760, 598-602.
• Szurlej-Kielańska, A., (2013). Przyjazne przyrodzie farmy fotowoltaiczne.
• Zapałowicz, Z., Szyszka, D., (2010). Stopień wykorzystania energii elektrycznej wytwarzanej przez instalacje fotowoltaiczne, Rynek Energii, numer 12/2010.

Autor: Karolina Boryczko