Република България, като ангажирана страна по Протокола от Киото и поради задълженията ни в ЕС, последователно въведе и продължава да въвежда различни дългосрочни стимули и преференции за използването на възобновяеми енергийни източници (ВЕИ).  Например решението за изкупната цена на ток от фотоволтаици, което може да видите на  http://www.dker.bg/resolutions/res_c033_06.pdf.  ВЕИ осигуряват устойчиво развитие на общините и регионите и затова стотици милиони евро по евро програмите ще бъдат насочени, чрез различни грантови схеми, за  финансиране на такива обекти.

Като българо-гръцка фирма, с 8 годишен опит в областта на използването на ВЕИ, знаем че европрограмите тепърва ще се разгръщат у нас. С един и същ проект гърците кандидатстват по всички възможни европрограми. Някои такива вече действат и у нас:

Подготовката и приемането на енергийни проекти с използване на възобновяеми енергийни източници стартира през месец ноември 2007 година.  Еврофондовете, по различни програми, осигуряват до около 50% субсидия за енергийни обекти, ползващи ВЕИ в индустриални предприятия и до 70% от инвестицията за ВЕИ в селските райони. Казаното се отнася за частни инвестиции. Субсидиите са по-големи, ако става въпрос за публично-частни партньорства и са 100%, когато бенефициентът са общини.

Повече за тези еврофондове вижте на интернет сайтовете на Министерството на икономиката и енергетиката и Министерството на земеделието, продоволствието, Министерство на регионалното развитие и други, както и на сайтовете на ЕС, където има европрограми, субсидиращи ВЕИ, за които не се кандидатства през български министерства, а директно в централата на Евросъюза, както и такива, за които се кандидатства пряко чрез банки в България, като ДСК, ОББ, Пощенска, Пиреос, Райфайзен, Булбанк и други, при което пак проектите не минават през министерствата.

На територията на всяка община в България има подходящи условия за изграждане на фотоволтаични обекти. Разбира се, в различните региони се използват различни технологии и технически средства за комплектоването на оптималните слънчево енергийни инсталации. Този избор се предхожда от детайлен диференциален слънчево-енергиен одит, който е първата фаза от всяко проектиране на фотоволтаични инсталации и електроцентрали. Основните резултати от одита са описани в съдържанието на първата фаза на проектирането, план за което е представен по-долу на тази страница.

Фотоволтаичните инсталации преобразуват слънчевата светлина в електричество. Те могат да се включват в други проекти, като например: аграрно и битово водоснабдяване, пречиствателни станции на питейни и отпадни води и други подобни, за общински болници, училища, детски градини, улично и парково осветление и редица други цели.

Най-природосъобразният възобновяем енергиен източник, без съмнение, е слънцето. Трансформацията на естествената дневна светлина в електрически ток, чрез фотоволтаични модули, е най-екологичният начин на преобразуване на слънчевата светлина в електричество. Казваме "светлина", за да подчертаем, че не е необходимо, нито пряко слънчево греене, нито е задължително южно изложение на фотоволтаиците, за да могат те да генерират електроенергия. За предимствата  и икономическите ползи от използване на ВЕИ  може да видите тук. Конкретно за инвестиционните предимствата на  слънчево-енергийните проекти можем да отбележим поне 12 фактора, които мотивират инвеститорите за средносрочни и дългосрочни капиталовложения:

1. Първичният енергиен източник е слънцето, което е безплатно и практически неизчерпаемо.

2. Оперативното управление на фотоволтаичните съоръжения и системи е автоматично се извършва дистанционно от електроразпределителните предприятия.

3. Максималната си мощност фотоволтаиците отдават през деня, когато и електроконсумацията е максимална, което благоприятства оптималната работа на електросистемата като цяло и затова те са предпочитани от операторите на публичните електросистеми.

4. генерацията на електричество е автономна и стандартните параметри на електроенергията се поддържат стабилни, независимо от тези на електромрежата, към която са свързани. Поради това те подобряват качеството на електроенергията в системата като цяло.

5. Фотоволтаичните системи не се нуждаят от постоянен оперативен персонал

6. Фотоволтаичните електроцентрали и паркове имат заводски и сервизни гаранции 25 и повече години.

7. Соларните  паркове могат да се изграждат и на етапи, защото фотоволтаиците са модулно разделени, което позволява такива проекти да стартират и с неголеми начални разходи, а в последствие да се развиват, за сметка на получаваните печалби от направените начални вложения.

8. От всички удобно достъпни за експлоатация възобновяеми  енергийни източници, най бързо и лесно усвоимият е слънчевата светлина.

9. Изкупната цена на тока, произвеждан от фотоволтаици у нас сега достига до 40 евроцента без ДДС за киловатчас, с тенденция да расте, заедно с ръста на енергията по-принцип. Тази изкупна цена е 10 пъти по-висока от преференциалната цена за тока от ВЕЦ и 5 пъти по-висока от изкупната цена за тока от вятърните генератори у нас.

10.  България, със слънчевата светлина, съчетана с другите климатични условия, е една от най-подходящите територии за печеливша експлоатация на слънчевата светлина, чрез фотоволтаици.

11. В зависимост от особеностите на терена за фотоволтаици и слънчевоенергийните данни за него, както и от техническите средства за преобразуване на светлината в ток, времето за изкупуване на инвестицията е между 5 и 9 години, без никакви субсидии за проекта и с кредит с пазарна лихва. Но всички фотоволтаични проекти са приоритетни за европрограмите и те се субсидират в рамките на 50 до 100%, в зависимост от това дали проекта е частен, общински или публично-частно партньорство.

12. Фотоволтаиците могат да се разполагат, както по фасадите и покривите на сгради, така и в дворове и на открито на земеделски и горски терени - практически навсякъде. За разлика от вятърните генератори, за които е нормативно забранено да с в населени места и в близост до тях, то фотоволтаиците могат да се инсталират и в урбанизирани територии. За тях не се изисква да се следват процедурите на инвестиционен процес  за електроцентрали, а е достатъчно само разрешение за строеж (монтаж) по смисъла на чл.147 ал.1, т.2 от Закона за устройство на териториите. А съгласно Закона за енергетиката (чл.62) за местоположението на фотоволтаиците, както и на други електроцентрали на ВЕИ е предвидено Общините и Държавата да разрешават безсрочно право на строеж без търг или конкурс за обекти на общински и държавни терени.

От казаното не бива да се остава с неправилното впечатление, че каквито и да е фотоволтаични модули, монтирани където и да е, и както и да е, на сградите или в полето, са задължително много печеливша инвестиция. Фотоволтаичните модули, макар и външно да не се различават съществено, фактически са много различни. Тяхното оптимално проектиране е разгледано в тази книга.  А тук ще акцентираме на големите фотоволтаични проекти, наричани соларни паркове, които обикновено се инсталират на земеделски терени.

Три са основните фактори, чрез които може да се максимизира годишния електродобив от фотоволтаиците.

Първото е да се подберат   най-подходящите фотоволтаици за всяко конкретно място. Това е резултат на диференциален слънчево-енергиен одит.

Второто е да се избере оптималната им ориентация към слънцето (непрекъсната, периодична и стационарна). Този избор се основава на съотношенията между общата и дифузната слънчева радиация на място, конкретно за енергозначимия спектрален светлинен диапазон на избрания най-подходящ тип фотоволтаик, в съответствие със спектралните му енергийни характеристики.

Третото е да се реши дали да се използват концентратори на слънчевата светлина . Изборът на концентратори изобщо и в частност на определени видове също зависи от параметрите на слънчевото греене, както е посочено по-горе. Тук решаващо е отношението на пряката към дифузната светлина за енергозначимия спектрален светлинен диапазон на избрания най-подходящ тип фотоволтаик.

Известно е, че увеличаването на електропоризводството от конвенционалните фотоволтаици става, като те се местят през деня така, че да получават повече пряка светлина. Те могат да приемат допълнителна светлина, ако към тях са монтирани рефлектори (огледала). Използването на следящи слънцето системи за фотоволтаиците и още повече на такива с допълнителни рефлектори е перфектен пример за уплътняване на електрогенарацията на иначе нискоефективните фотоволтаици (максималното к.п.д. на модулите не достига и 20%). Икономията на терени на фотоволтаични паркове с използване на фотоволтаици е 35%. А годишното електропроизводство се увеличава около 2.5 пъти, в сравнение с неподвижно монтирани панели без рефлектори. Вижте повече на www.ecoteck.net

Фотоволтаичните панели за неголеми инсталации, както и за фотоволтаични паркове, могат да се комбинират с вятърни турбини с прозрачни лопати, работещи при ниски ветроскорости. Така eнергийната ефективност и печалбата се увеличават. На долните снимки е показан хибриден фотоволтаичен парк с плоски рефлектори за панелите и вертикално-осеви турбини между тях, а от северната страна на парка са монтирани хоризонтално-осеви турбини.

Предварителният проект за соларен фотоволтаичен парк се прави по следния четиристъпков план:

ПЪРВА ФАЗА

ДИФЕРЕНЦИАЛЕН СЛЪНЧEВО-ЕНЕРГИЕН ОДИТ

• Основни параметри, определящи енергийната стойност на слънчевата радиация
• Одитиране и зониране на място и в района, според общата селективно оценена слънчева радиация
• Относително  определяне на селективно оценената пряка и дифузна слънчева радиация на хоризонтални и наклонени повърхности.
• Оценка на влиянието на температурата на въздуха и вятъра върху ефективността на фотоволтаиците
• Оптимални наклонени повърхности за максимално облъчване със селективно оценена радиация

ВТОРА  ФАЗА  

ИЗБОР НА ОПТИМАЛНИ  ФОТОВОЛТАИЧНИ ГНЕРАТОРИ  ПО  ЕНЕРГОТЕХНИЧЕСКИ  КРИТЕРИИ

• Основни слънчево-климатични параметри, влиящи на производството на фотоволтаиците
• Производство на фотоволтаиците, в зависимост от наклона на фотоволтаичните модули
• Производство на фотоволтаиците, в зависимост от ориентацията на фотоволтаичните модули
• Производство на фотоволтаиците, в зависимост от конкретните условия на място
• Избор на оптимална ориентация към слънцето (непрекъсната, периодична и стационарна)
• Годишно и помесечно електропроизводство от фиксирани кристално-силициеви фотоволтаични електрогнератори
• Годишно и помесечно електропроизводство от фиксирани тънкослойни фотоволтаични електрогнератори
• Годишно и помесечно електропроизводство от азимутно и зенитно ориентиращи се фотоволтаични гнератори

ТРЕТА  ФАЗА  

ИНВЕСТИЦИОННА И ЕКОЛОГИЧНА ОЦЕНКА НА ИЗБРАНИТЕ ПРОЕКТНИ ВАРИАНТИ

• Размер на инвестицията
• Парични постъпления
• Рискове и дисконтов процент
• Оперативни разходи
• Инвестиционен цикъл
• Период на възвръщаемост на инвестицията
• Нетна сегашна стойност на инвестицията
• Вътрешна норма на рентабилност
• Съотношение приходи / разходи
• Себестойност на електропродукцията
• Оценка на редукцията на замърсяването на околната среда в резултат от работата на фотоволтаичната електроцентрала
• Енерготехническо и инвестиционно-икономическо сравнение на вариантите

ЧЕТВЪРТА  ФАЗА

КОНФИГУРАЦИОНЕН ПРОЕКТ НА СОЛАРЕН ФОТОВОЛТАИЧЕН ПАРК

Конфигурационният проект е многообхватен, многовариантен и същевременно строго специфичен за всеки терен. Затова изброяването на конкретните стъпки, както направихме в предходните три фази на проектирането би излишно удължило изложението. Оптимални конфигурационни проекти правим  със специална програма за проектиране на соларни паркове. От нашия опит при проектирането и изграждането на подобни обекти в чужбина, а през последните години и у нас,  можем да съобщим някои характерни параметри за соларни паркове. Разбираемо е защо по-долу цитираните числа са в сравнително широки граници. Техническите варианти на съоръжения и техните комбинации са много (вижте втора фаза по-горе) . Спецификата е твърде различна за всеки конкретен терен и тя зависи от резултатите от слънчевоенергийния одит, както е видно от първа фаза, същевременно и от орографията, ориентацията, площта, размерите на терена и редица други фактори. Например, увеличено електропроизводство от фотоволтаиците може да се осигури и чрез някои допълнителни пасивни и активни технически средства. Нашият инженерен екип разработи редица съоръжения за увеличаване на електропроизводителността на модулите.

Увеличено електропроизводство от фотоволтаиците може да се осигури и чрез някои допълнителни пасивни и активни технически средства.

Нашият инженерен екип разработи редица технически средства за увеличаване на електропроизводителността на модулите. Те могат да се класифицират в 5 основни направления:

• Прозрачни покрития за фотоволтаиците, отразяващи нежеланите дълги инфрачервени лъчи, чиято енергия не е достатъчна да предизвика протичане на ток във фотоволтаичните клетки, а само ги загрява.

• Технически конструкции, подпомагащи естественото охлаждане на фотоволтаиците

• Опорни конструкции за месечни и сезонни  корекции на зенитните наклони на фотоволтаичните модули.

• Допълнителни рефлектори и концентратори за уплътняване мощностния капацитет на фотоволтаичните модули

• Екологични иновативни технически решения, предотвратяващи засенчването на терените от фотоволтаичните системи.

Освен посочените направления поотделно, в нашите проекти предлагаме и комбинирано използване на посочените и други  начини за повишаване на електропроизводителността на фотоволтаиците. Част от тях са под патентна закрила, а кратки техни описания има тук.

Известно е, че фотоволтаиците нямат разходи за гориво и всяко увеличение на електропроизводството им става за сметка на безплатната слънчева енергия. Дотолкова, доколкото тя се плаща  по висока цена - 94 стотинки за  киловатчас, то и всяко подобрение се изплаща много бързо, а като цяло се увеличава печалбата от инвестицията и се скъсява срокът за нейното изплащане.

Проектирането на соларни паркове изисква много по-сложен и обхватен проект от избора на фотоволтаичните модули, за което се отнася по-горния план на проекта.  По принцип, на каквото и да е място, може да се монтира какъвто и да е фотоволтаичен модул и той ще произвежда някакъв ток, в по-малко или по-голямо количество.

Но понеже фотоволтаиците са все още скъпи, то за инвестиционни проекти, а дори и за домашен фотоволтаик, винаги се поставя въпросът, кое е най-доброто техническо и конфигурационно решение, какви са най-подходящи те модули и т.н.. А това зависи от специфичните условия на място, съобразено с конкретните климатично-географските условия. Когато говорим за климатични условия, можем да дадем пример с влажността на въздуха(която винаги е свързана и с температурата и с вятъра). Там, където атмосферата е по-влажна - до водоеми, гори и валежни зони, по-голямото наличие на водни пари препятстват проникването на инфрачервените лъчи, които сравнително малко допринасят за електропроизводството на фотоволтаиците, но във всички случаи ги загряват, с което повишават съпротивлението им и предизвикват спадане на енергийната им ефективност. Разбира се, различните видове фотоволтаици в различна степен превръщат енергията на инфрачервените вълни в електричество.

Затова, оптималният избор на фотоволтаици е двустранен процес. От една страна са данните от диференциалния слънчево- енергиен одит, а от другата са параметрите на различните видове фиксирани, полуфиксирани и подвижно монтирани фотоволтаици. Тези параметри в проспектите на производителите им са дадени за стандартизирани условия и често са надценени. В нашите проекти, ние използваме данни за работа на фотоволтаиците в реални условия, които са отчетени от независими технически експерти, а не от проспектите на производителите им.

За слънчево-климатичните условия в нашата страна се инсталират фотоволтаици с мощност от  от 15 до 60 kW на площ от 1 декар, равен терен. Те са масово използваните различни видове силициеви фотоволтаици (монокристални, поликристални и аморфни-тънкослойни). Годишният добив у нас на електричество от такива фотоволтаици, разположени на площ от един декар е от 17 000 до 200 000 киловатчаса, в зависимост от видовете технологии, техническите параметри на модулите и тяхното оптимално разположение на терена. Цената на фотоволтаиците  се променя в много широки граници, в зависимост от производителността, ефективността, дълговечността им и други техни характеристики. Само за силициевите фотоволтаици  разликата в цените им варира от 1000 до 5000 евро за един киловат инсталирана максимална мощност (kWp). А разликата в енергийната им ефективност при преобразуване на  светлината в електричество достига до около 4 пъти.

Електропоризводството на фотоволтаиците през лятото е в пъти по-голямо, в сравнение със зимните месеци. Затова нерядко към фотоволтаичните паркове се изграждат вятърни турбини. те допълват зимния недостиг на произведено електричество от фотоволтаиците, защото през зимните месеци вятърът е по-силен. Но той  не е достатъчно силен, за да се бъдат известните вятърни турбини достатъчно енергопроизводителни. Затова усилията на конструкторите отдавна са се насочили към такива вятърни машини, които да са производителни при невисоки ветроскорости. Освен това те трябва да бъдат по възможност с прозрачни лопати, за да не засенчват фотоволтаиците и да уплътнят същите терени където са фотоволтаичните паркове. Друго изискване към такива, съвместими с фотоволтаиците, вятърни турбини е да не бъдат високи, за да не се налага да влизат тежки машини между фотоволтаичните модули, където няма необходимото място за тях. Едно видео на новоизобретена вятърна турбина, предназначена за съвместна работа с фотоволтаици вижте тук.

Терминът SOLEXTRA ^TM обхваща голям брой иновации и ноу-хау, разработени от нашия екип в сферата на възобновимата енергия, за постигане на висока ефективност в процеса на трансформация на възобновимата слънчева енергия в полезно електричество и/или топлина. Подходът за проектиране на SOLEXTRA ^TM е гъвкав и се адаптира, в зависимост от специфичните условия.

Повече информация по темата вижте тук

Към началото на страницата !

i

1999 - 2008 ©  Георги Тончев

Телефон/факс : 02 8770 481, 02 8760 431,

0897 872 857, 0888 40 39 13, Ел. поща  g@tonchev.org   

  © George Tonchev