Двусторонние солнечные батареи стали трендом, все больше и больше производителей начинают предлагать их. Но что с ними делать? «Поставьте вертикально и пусть коровы пасутся между ними», — говорит Николай Цвоста. Он является генеральным директором Solverde Bürgerkraftwerke Energiegenossenschaft и основателем и управляющим директором Next2Sun, где кооператив владеет четвертью акций.
Идея возникла у его соучредителя, Хейко Хильдебрандта, в 2013 году после того, как у обоих появился хороший опыт использования вертикально установленных солнечных батарей на солнечных электростанциях с ориентацией Восток-Запад. Затем они разработали систему крепления и установили 28-киловаттную экспериментальную солнечную электростанцию в Мерциге в Саарланде два года тому назад. Вряд ли есть что-либо подобное. Хотя шумозащитные стены также строятся чаще всего вертикально, но для них используются специальные опорные конструкции или специальные солнечные батареи. Поэтому жюри премии pv magazine award выбрало Next2Sun для награждения в категории «топ инновации».
Так в чем же все-таки преимущество этой инновации? «Это позволяет нам примирить сельское хозяйство и солнечную энергетику», — говорит Цвоста. А затраты на производство солнечной электроэнергии при этом могут даже уменьшиться или соответственно увеличить доходность. Кроме того, и этот аспект важен для Цвосты, профиль выработки электроэнергии значительно меняется в течение дня. Вместо ярко выраженного пика в полдень у солнечных электростанций с ориентацией строго на Юг, у новой электростанции ярко выраженные пики приходятся на утро и день. Одногорбая кривая дромедара превращается в кривую двугорбого верблюда. Этот эффект еще более выражен, чем у обычных солнечных электростанций с ориентацией Восток-Запад. «Это позволяет нам получать более высокие доходы на рынке электроэнергии, — говорит Цвоста, — поскольку мы подаем электроэнергию в сеть не тогда, когда работают все другие солнечные электростанции». Тем самым доходы от прямой продажи солнечной электроэнергии повышаются на 5-15% по сравнению с электростанциями южной ориентации, которые представляют собой подавляющее большинство солнечных электростанций.
Пока еще трудно оценить, действительно ли это приведет к повышению рентабельности. Слишком много влияющих факторов играют определенную роль, усиливают или компенсируют себя: по сравнению с солнечной электростанцией южной ориентации с одинаковой мощностью здесь совсем другая удельная выработка, другие затраты на аренду земли, другие затраты на опорную конструкцию и разводку кабеля. Возможно, могут уменьшиться и затраты на подключение к сети, говорит Цвоста, поскольку сеть не перегружается, как при работе солнечных электростанций всех других типов.
Если установить одностороннюю солнечную батарею перпендикулярно с ориентацией на Юг, то выработка ее составит около 70% от выработки солнечной батареи, установленной с наклоном 37 градусов, если брать в расчет только прямое излучение и диффузное излучение, исходящее от неба. Если повернуть солнечную батарею только на восток или запад, то от выработки останется только половина. Если же одностороннюю солнечную батарею заменить на двустороннюю, то выработка увеличится в два раза, но при условии. что и обратная сторона настолько же эффективна, что и передняя. Кроме того, при расчете выработки следует учитывать излучения, отраженные от земли, растений и домов. Доля этого отраженного излучения в выработке двусторонних солнечных батарей выше, чем у односторонних. По оценкам Цвосты, она составляет дополнительные 10-15%.
«Иммитационные программы, используемые для расчета выработки, не могут полностью смоделировать выработку нашей солнечной электростанции, — говорит Цвоста, — поскольку они не учитывают угловую эффекта альбедо». Поэтому Next2Sun разработала собственный инструмент для расчета выработки и откалибровала его на экспериментальном объекте. По словам основателей компании, в 2016 году выработка составила около 1030 киловатт-часов на киловатт-пик в год, то есть около 110% от выработки солнечной электростанции с той же мощностью на том же месте с ориентацией на Юг. Указанная мощность двусторонних солнечных батарей относится при этом к чистой мощности передней стороны.
Но более высокая выработка требует более высоких затрат. Опорная конструкция должны глубже уходить в землю и для ее монтажа требуется больше материалов, поскольку она должна выдерживать более тяжелые ветровые нагрузки. В Мерциге, где действует вторая зона ветровой нагрузки, опоры уходят на два метра вглубь земли. Расстояние между рядами также больше, чем для станций с южной ориентацией, во-первых, из-за эффектов затенения, во-вторых, для того, чтобы можно было использовать промежуточное расстояние между ними. Это увеличивает длину кабеля. Цвоста считает, что для двухмегаваттной солнечной электростанции, без стоимости солнечных батарей, затраты не превысят 500 евро за киловатт-пик. Стоимость опорной конструкции вырастет при этом на 50 евро по сравнению с опорной конструкцией классической станции южной ориентации.
Рентабельность солнечной электростанции нового типа зависит не в последнюю очередь от солнечных батарей. Молодая компания уже подала свое предложение на трехмегаваттную солнечную электростанцию на торгах — 6,5 центов за киловатт-час, и получила контракт. По данным Цвосты, при стоимости солнечных батарей в 480 евро за киловатт/пик можно выйти в плюс / минус нуль. При этом он взял в расчет, что часть выработанной электроэнергии станцией на 3 МВт будет продаваться по 6,5 центов за киловатт-час, а часть мощностью 750 киловатт — по 8,7 центов за киловатт-час, что можно реализовать в условиях существующей процедуры проведения торгов. При стоимости солнечных батарей в 350 евро за киловатт-пик, считает Цвоста, может быть достигнута доходность собственного капитала в 4-5%. В принципе то, что двусторонние солнечные батареи на 20% дороже, чем односторонние, приводит к тому, что, с точки зрения прибыльности, классическая солнечная электростанция с южной ориентацией и электростанция с вертикальным расположением с ориентацией Восток-Запад, примерно одинаковые.
Есть ли такие солнечные батареи по такой цене? «Все зависит от того, как будут развиваться импортные пошлины», — говорит Цвоста. В Европе их нет по разумной цене. В Азии же двусторонние солнечные батареи продаются по 40 евроцентов на ватт. «Кроме того, нет никаких технических причин, по которым они должны быть намного дороже, чем односторонние солнечные батареи», — говорит Цвоста.
Однако, не каждая двусторонняя солнечная батарея является двусторонней солнечной батареей. Один из параметров — это двусторонность. Этим параметром описывается эффективность обратной стороны по сравнению с передней стороной батареи. Желательно, чтобы было 90%, говорит основатель компании. Но это возможно только, если солнечная батарея изготовлена из двусторонних фотоэлементов с гетеропереходом, которые в настоящее время не производятся в Азии. Двусторонность солнечной батареи n-type от Jolywood, протестированной журналом pv magazine, достигает почти 85%. Но, в конце концов, здесь оценивается соотношение мощности и цены. Для своей экспериментальной солнечной электростанции Next2Sun получила, помимо прочего, солнечные батареи из лаборатории компании Trina Solar. Заявленная очень высокая двусторонность в 98% была подтверждена эксплуатационными данными.
Годовые затраты на аренду земли играют решающую роль в расчете доходности, поскольку они должны выплачиваться непосредственно из годового кэш-флоу, который составляет от 8 000 до 45 000 евро. Для этой солнечной электростанции нужно примерно в два раба больше площади, чем для классической солнечной электростанции южной ориентации. Цвоста считает, что для станции, которая занимает более восьми гектар, аренда земли будет составлять почти 1600 евро. «С этими космическими затратами у нас нет никаких шансов быть рентабельнее, чем традиционная солнечная электростанция с южной ориентацией, если цены на солнечные батареи будут оставаться на сегодняшнем уровне», — говорит он.
Чтобы продвигать свою концепцию, Цвоста и другие акционеры также ищут инвесторов. С помощью финансовой поддержки компания намерена построить солнечную электростанцию, по которой она уже выиграла тендер. Свое будущее в средней перспективе он видит следующим образом: «Нам нужен беспошлинный доступ к соответствующим солнечным батареям. Только так мы, наконец-то, сможем стать рентабельными».
Источник: https://www.pv-magazine.de/2017/09/22/pv-magazine-award-fuer-senkrechte-montage-bifazialer-solarmodule/?utm_source=dlvr.it&utm_medium=facebook