Нове дослідження Університету LUT показує, що немає єдино правильного розміру фотоелектричної установки.
Дослідники з Технологічного університету Лаппеенранти (LUT) стверджують, що розвінчали три міфи про орієнтацію та розміри фотоелектричних систем та продаж надлишків електроенергії.
«Результати застосовуються до умов півночі, але методика застосовна скрізь», - сказав представник LUT. «Наші експерти планують уважніше вивчити дані про сонячну електроенергію, енергоспоживання та ціни на електроенергію в інших країнах».
У першому дослідженні «Оптимізація фотоелектричних установок на дахах для максимізації доходів у Фінляндії на основі профілів навантаження класу споживачів та генерації, що моделюється», опублікованому в журналі Solar Energy, вчені розглянули орієнтацію фотоелектричних систем на основі прибутковості. Для цього вони використовували погодинні дані із 13 статистичних профілів навантаження різних класів споживачів, дані про ринкові ціни на електроенергію за період 2016–2020 років. та змодельовану сонячну фотоелектричну генерацію з південної Фінляндії.
Дослідницька група порівняла одноазимутальні та двоазимутальні системи. З'ясувалося, що перша типологія проектів була більш прибутковою у режимі нетто-вимірювання, при цьому оптимальна орієнтація визначалася при азимутальних кутах від -15 до -5 градусів та при кутах нахилу від 35 до -45 градусів.
«Однак якщо компенсація за надлишки електроенергії не виплачується, зазвичай вигідніше мінімізувати покупку електроенергії, орієнтуючи сонячні фотомодулі по двох азимутах між сходом і заходом з кутами нахилу від 10 до -55 градусів, залежно від потужності сонячної фотоелектричної системи та профілю сказали вони.
Орієнтація зі Сходу на захід може призвести до фінансових втрат у розмірі 15% порівняно з системою, орієнтованою на південь, коли нетто-облік не встановлено і необхідно максимізувати власне споживання.
«Орієнтація на південь економічно вигідна незалежно від профілю споживання. Немає єдино правильної орієнтації. Вибір залежить від того, чи ви хочете максимізувати самодостатність при виробництві електроенергії або забезпечити його прибутковість», — каже Альтті Мериляйнен, науковий співробітник з електротехніки в Університеті LUT.
Оптимальні розміри.
У статті «Оптимальні розміри сонячної фотоелектричної установки з виміряними кривими електричного навантаження у Фінляндії», що була нещодавно опублікована у журналі Solar Energy, інша дослідницька група вивчила рентабельність фотоелектричних систем для самоспоживання. Як приклади були розглянуті продуктовий магазин, молочна ферма та домогосподарство на півдні Фінляндії.
Рентабельність фотоелектричної енергосистеми вивчалася на основі внутрішньої процентної ставки, чистої наведеної вартості, дисконтованого періоду окупності та рівня самоспоживання.
Дослідники виявили, що відповідні внутрішні норми прибутку становили 6,8%, 6,6% та 1,4% для продуктового магазину, молочної ферми та будинку. Для продуктового магазину та молочної ферми розмір фотоелектричної системи може бути збільшений без значного зниження внутрішньої норми прибутку, що виправдовує встановлення більшої потужності. Навпаки, використання коефіцієнта самоспоживання оптимізації розміру фотоелектричної енергосистеми може призвести до заниження розміру системи.
«У будинках на одну сім'ю найвигіднішим рішенням є збільшення розмірів сонячної фотоелектричної системи. У великих будинках 100% самоспоживання є найбільш економічною альтернативою. З іншого боку, рентабельність не впаде через надмірну прибутковість», — каже дослідник Антті Косонен.
У статті в журналі Applied Energy "Техніко-економічна життєздатність концепцій накопичення енергії в поєднанні з побутовою сонячною фотоелектричною системою: Тематичне дослідження у Фінляндії" порівнювалася рентабельність фотоелектричних систем, що працюють при чистому вимірі, з рентабельністю сонячних батарей, підключених до фізичних або фізичних. Дослідники дійшли висновку, що найвигіднішим варіантом буде продаж надлишків електроенергії у мережу.
"Було виявлено, що додавання фізичного акумулятора енергії до енергосистеми збільшує самодостатність досліджуваних будинків з 20 до 30 процентних пунктів", - заявили вчені. «Пікова потужність сонячної фотоелектричної установки виявилася істотним фактором, що визначає величину збільшення самозабезпечення за рахунок використання акумуляторної батареї, причому це збільшення було вищим для більших сонячних фотоелектричних установок».
«Однак з огляду на поточні ціни на електроенергію у Фінляндії розгортання літій-іонних акумуляторів для житлових приміщень нині економічно недоцільне. Підвищення цін на імпорт електроенергії, серед яких вартість передачі є найбільш значною та постійно зростає, підвищить рентабельність інвестицій у фізичні акумуляторні батареї», — вважають вчені.