تم نشره على: 21 مايو 2025 / تحديث من: 21 مايو 2025 - المؤلف: Konrad Wolfenstein
حديقة الطاقة الشمسية | تكاليف التحكم في الكهرباء للمرافق في الهواء الطلق الكهروضوئية: المعنى والاقتصاد مع مثال على الصورة: xpert.digital
الطاقة الشمسية بالمقارنة مع التكاليف: درجات الخلايا الكهروضوئية مقابل الطاقات التقليدية
مرافق في الهواء الطلق الكهروضوئية: هل الاستثمار يستحق أكثر من أي وقت مضى؟
تُظهر تكاليف التحكم في الكهرباء الحالية لأنظمة سطح الهواء المفتوحة الكهروضوئية بين 4.1 و 6.9 سنتًا لكل كيلووات في الساعة بوضوح كيف أصبحت الطاقة الشمسية التنافسية مقارنة بمصادر الطاقة التقليدية. هذا التطور مهم بالنسبة لصناعة الطاقة واقتصاد أنظمة الطاقة الشمسية.
ما هي تكاليف الكهرباء؟
تشير تكاليف التحكم في الطاقة (التكلفة المستوية للكهرباء ، LCOE) إلى متوسط التكاليف التي تنشأ في إنتاج ساعة كيلووات (كيلو واط) من الكهرباء طوال عمر مصنع توليد الطاقة. يتيح هذا الرقم الرئيسي مقارنة التكلفة المباشرة بين تقنيات توليد الطاقة المختلفة.
يتضمن الحساب:
- تكاليف الاستثمار للشراء والتركيب
- تكاليف التشغيل والصيانة
- تكاليف التمويل
- تكبد أي تكاليف الوقود
- تفكيك التكاليف في نهاية عمر الخدمة
تم تبسيط الصيغة: (القيمة الحالية لإجمالي التكاليف على عمر الخدمة) / (القيمة الحالية للتيار بالكامل الذي تم إنشاؤه في سياق العمر).
مناسب ل:
مرافق الهواء المفتوحة الكهروضوئية في مقارنة التكلفة
مع تكاليف تغطية الكهرباء من 4.1 إلى 6.9 سنت لكل كيلووات في الساعة ، تعد أنظمة المساحات المفتوحة الكهروضوئية في الوقت الحالي هي أكثر أشكال توليد الكهرباء فعالية من حيث التكلفة في ألمانيا. للمقارنة: تكلفة مصادر الطاقة الأخرى أعلى بكثير:
- Lignite: 15.1 إلى 25.7 سنت/كيلو وات ساعة
- الطاقة النووية: ما يصل إلى 49 سنتًا/كيلو وات ساعة
يتوقع باحثو Fraunhofer أن هذه التكاليف يمكن أن تستمر في الانخفاض إلى 3.1 إلى 5.0 سنت لكل كيلووات في الساعة بحلول عام 2045.
متى يكون الاقتصاد في المنطقة المفتوحة الكهروضوئية؟
يعتبر النظام الكهروضوئي الاقتصادي إذا كان الدخل من تعريفة التغذية وتكاليف الكهرباء المحفوظة يتجاوز تكاليف الاستثمار والتشغيل. تلعب عدة عوامل دورًا حاسمًا في أنظمة الفضاء المفتوحة:
1.
يزداد الاقتصاد مع حجم النظام. أصبحت العديد من أجهزة العرض نشطة فقط مع ما لا يقل عن أربعة إلى خمسة هكتارات في أحجام المناطق ، حيث توجد تأثيرات على نطاق واسع. ومع ذلك ، يمكن أن تكون المشاريع الأصغر مربحة أيضًا إذا كان يمكن استخدام الكهرباء التي تم إنشاؤها في المنطقة المجاورة مباشرة.
2. المكافآت والتسويق
يتم تقديم نماذج المكافآت التالية حاليًا:
- النباتات أقل
- النباتات التي تزيد عن 1000 كيلوواط: المشاركة في إجراءات المناقصة بقيمة أقصى قدرها 6.8 سنت لكل كيلو وات ساعة لمدة 2025
يتم تشغيل المرفقات أيضًا بشكل متزايد خارج تمويل EEG عن طريق إعادة صياغة الطاقة (PPA).
مناسب ل:
3. وقت الإطفاء
يتراوح وقت الإطفاء النموذجي للأنظمة الضوئية بين 10 و 15 عامًا. بعد هذه النقطة الزمنية ، يتم إعادة تمويل الاستثمار الأصلي ويولد النظام ربحًا لبقية عمره من 20 إلى 30 عامًا.
4. تكافؤ الشبكة
يصف تكافؤ الشبكة النقطة التي تكون فيها تكاليف الطاقة الشمسية التي يتم إنشاؤها ذاتيًا هي نفسها أو أقل من تكاليف الكهرباء من الشبكة العامة. تم التوصل إلى هذه العتبة في ألمانيا في عام 2012 ، والتي حسنت بشكل أساسي اقتصاد أنظمة الطاقة الشمسية.
الاقتصاد الخاص لأنظمة المساحات المفتوحة
تقدم المرافق الخارجية العديد من المزايا الاقتصادية مقارنة بأنظمة السقف:
- انخفاض تكاليف الاستثمار: غالبًا ما يكون التثبيت على المساحات المفتوحة أسهل وأرخص من الأسطح.
- الاتجاه الأمثل: يمكن محاذاة أنظمة الفضاء المفتوحة تمامًا مع الشمس ، مما يؤدي إلى عوائد أعلى.
- تأثيرات النطاق: تستفيد الأنظمة الأكبر من انخفاض التكاليف لكل كيلووات مثبتة.
تطوير التكلفة
انخفضت تكلفة الكهرباء من الألواح الكهروضوئية بشكل كبير في السنوات الأخيرة - بين عامي 2010 و 2020 بحوالي 90 ٪. من المحتمل أن يستمر هذا الاتجاه ، وإن كان بوتيرة معتدلة.
للمقارنة: تبلغ أسعار الكهرباء الحالية للمستخدمين النهائيين حوالي 26.1 سنتًا/كيلوواط ساعة للعملاء الجدد و 34.7 سنتًا/كيلوواط ساعة للعملاء الحاليين. هذا يوضح الفرق الكبير بين تكاليف التوليد وإنهاء أسعار العملاء.
اقتصاديًا ومستدامًا: لماذا تقنع الحدائق الشمسية في المساحات المفتوحة
مع تكاليف التحكم في الكهرباء من 4.1 إلى 6.9 سنت لكل كيلووات في الساعة ، تجاوزت أنظمة المساحات المفتوحة الكهروضوئية منذ فترة طويلة عتبة الاقتصاد. إنها لا تمثل فقط أكثر أشكال توليد الكهرباء فعالة من حيث التكلفة ، ولكنها توفر أيضًا فرصًا استثمارية جذابة مع أوقات الاستهلاك التي يمكن التحكم فيها. إن الجمع بين تكاليف التوليد المنخفضة ، وزيادة أسعار السوق الطويلة على المدى الطويل للكهرباء وخيارات التسويق المختلفة ، يجعل أنظمة المساحات المفتوحة استثمارًا معقولًا اقتصاديًا - سواء بالنسبة إلى أجهزة العرض المهنية وكذلك للبلديات والشركات الزراعية ذات الموارد السطحية المقابلة.
مرافق في الهواء الطلق الكهروضوئية: مثال محتمل للأداء على 4-5 هكتار
تعتبر كفاءة المنطقة معلمة مركزية لتخطيط أنظمة المساحات المفتوحة الكهروضوئية. اعتمادًا على التكوين التقني وظروف الموقع ، يمكن تنفيذ ما متوسطه 3.6 إلى 7 ميجاوات مثبتة في مساحة تتراوح بين 4 و 5 هكتارات. نتائج النطاق الترددي هذه من العوامل التالية:
علاقة أداء المنطقة
تصل أنظمة المساحات المفتوحة الحديثة إلى 0.9-1.4 ميجاوات لكل هكتار اليوم. تعتمد هذه القيمة على:
- تقنية الوحدة النمطية: الوحدات النمطية ذات الأداء العالي مع الكفاءة أكثر من 22 ٪ تقلل من متطلبات المساحة.
- نظام التغيير: يزيد التوجه إلى الشرق والغرب أو أنظمة الدعم من استخدام المساحة بنسبة تصل إلى 25 ٪.
- مسافات الصف: مسافات أكبر بين سلسلة الوحدة النمطية (لتقليل التظليل) تقلل من كثافة الطاقة ، ولكن أيضًا تتيح استخدام Agri PV.
المساحة والأداء: بناءً على التكنولوجيا والإعدادات المستخدمة ، يمكنك توليد الأداء بين 0.9 و 1.4 ميجاوات من خلال الطاقة الشمسية لكل هكتار من الأرض (هذا هو الحجم ونصف حقول كرة القدم).
ما الذي يؤثر على الأداء لكل هكتار:
- تقنية لوحة الطاقة الشمسية: تحتاج الألواح الشمسية الأكثر كفاءة إلى مساحة أقل.
- ترتيب الوحدات الشمسية: التوجهات أو الأنظمة الخاصة التي تتبع الشمس تضمن أنه يمكن إنشاء المزيد من الكهرباء.
- المسافة بين سلسلة الوحدة النمطية: إذا كانت الألواح الشمسية متباعدة ، فسيتم توليد كهرباء أقل لكل منطقة ، ولكن يمكن استخدام المنطقة لأغراض أخرى ، على سبيل المثال ب. للزراعة (Agri-PV).
مثال الحساب:
- إذا كنت تستخدم 4 هكتارات من المساحة وافترضت أنك تنشئ في المتوسط 1.1 ميجاوات لكل هكتار ، فإن هذا ينتج عنه 4.4 ميجاوات.
- إذا كانت الظروف مثالية ويمكنك إنشاء 1.4 ميجاوات لكل هكتار ، فيمكنك إنشاء 7 ميجاوات على 5 هكتارات.
لمدة 4 هكتارات في الظروف القياسية:
- الطاقة = المنطقة (في HA) × الأداء لكل هكتار (في MW/HA)
↪ الطاقة = 4 هكتار × 1.1 ميجاوات/هكتار = 4.4 ميجاوات
لمدة 5 هكتارات في الظروف المثلى:
- الطاقة = المنطقة (في HA) × الأداء لكل هكتار (في MW/HA)
↪ الطاقة = 5 هكتار × 1.4 ميجاوات/هكتار = 7 ميجاوات
باختصار: المزيد من الكفاءة وتكنولوجيا أفضل = المزيد من الكهرباء في نفس المنطقة. 4 هكتارات يمكن أن تولد حوالي 4.4 ميجاوات - أو حتى أكثر في الظروف المثالية.
أمثلة وحدود عملية
- يتطلب نظام نموذجي 5 ميجاوات حوالي 4.5 هكتار عند استخدام انتفاضة موحدة.
- في شمال راين ويستفاليا ، تم تحقيق أنظمة ذات 1.35 ميجاوات/هكتار في عام 2023 من خلال الجمع بين الوحدات النمطية ثنائية الجهد ومسافات الصف المحسّن.
- غالبًا ما يكون لسعة اتصال الشبكة تأثير محدد: مطلوب اتصال الجهد 20 كيلو فولت لنظام 7 ميجاوات ، ويجب فحص توفره مسبقًا.
شروط الإطار الاقتصادي
تتراوح تكاليف الاستثمار حاليًا من 600 إلى 900 يورو/كيلوواط ، مما يعني 3-4.5 مليون يورو لنظام 5 ميجاوات. مع ساعة تحميل كاملة من 950-1100 ساعة في ألمانيا ، هناك عائد سنوي من:
5 ميجاوات × 1،050 ساعة = 5،250 ميجاوات
بسعر حالي قدره 6.8 طورًا/كيلوواط (قيمة الإعلان EEG 2025) ، فإن هذا يولد إيرادات سنوية قدرها 357000 يورو ، مما يتيح وقتًا للإطفاء من 9 إلى 12 عامًا.
الإمكانات المستقبلية
مع إدخال وحدات ترادفية الكهروضوئية (الكفاءة> 30 ٪) ، يمكن أن ترتفع كثافة الطاقة إلى 2 ميجاوات/هكتار بحلول عام 2030 ، والتي من شأنها أن تشكل ما يصل إلى 5 هكتارات تصل إلى 10 ميجاوات.
مناسب ل:
الحل الكهروضوهيدي الجديد لتقليل التكاليف وتوفير الوقت
الحل الكهروضوهيدي الجديد لتقليل التكاليف وتوفير الوقت: xpert.digital
المزيد عنها هنا:
شريكك لتطوير الأعمال في مجال الكهروضوئية والبناء
من السقف الصناعي الكهروضوئي إلى الحدائق الشمسية إلى أماكن لوقوف السيارات الشمسية الأكبر
☑️ لغة العمل لدينا هي الإنجليزية أو الألمانية
☑️ جديد: المراسلات بلغتك الوطنية!
كونراد ولفنشتاين
سأكون سعيدًا بخدمتك وفريقي كمستشار شخصي.
يمكنك الاتصال بي عن طريق ملء نموذج الاتصال أو ببساطة اتصل بي على +49 89 89 674 804 (ميونخ) . عنوان بريدي الإلكتروني هو: ولفنشتاين ∂ xpert.digital
إنني أتطلع إلى مشروعنا المشترك.