פורסם בתאריך: 21 במאי 2025 / עודכן בתאריך: 2 ביוני 2025 – מחבר: Konrad Wolfenstein
פארק סולארי | עלות חשמל מפולסת עבור מערכות פוטו-וולטאיות קרקעיות: משמעות וכדאיות כלכלית עם דוגמה – תמונה: Xpert.Digital
השוואת עלויות אנרגיה סולארית: פוטו-וולטאיקה זוכה בנקודות לעומת אנרגיות קונבנציונליות
מערכות פוטו-וולטאיות בשטח פתוח: האם ההשקעה משתלמת מתמיד?
עלות החשמל הנוכחית (LCOE) עבור מערכות פוטו-וולטאיות קרקעיות, הנעה בין 4.1 ל-6.9 סנט לקילוואט-שעה, מדגימה בבירור עד כמה אנרגיה סולארית הפכה לתחרותית בהשוואה למקורות אנרגיה קונבנציונליים. להתפתחות זו השלכות מרחיקות לכת על מגזר האנרגיה ועל הכדאיות הכלכלית של תחנות כוח סולאריות.
מהן העלות המפולסת של חשמל (LCOE)?
עלות חשמל מפולסת (LCOE) מתייחסת לעלות הממוצעת של ייצור קילוואט-שעה (kWh) של חשמל לאורך כל אורך החיים של תחנת כוח. מדד זה מאפשר השוואה ישירה של עלויות בין טכנולוגיות ייצור חשמל שונות.
החישוב כולל:
- עלויות השקעה ברכישה והתקנה
- עלויות תפעול ותחזוקה
- עלויות מימון
- עלויות דלק פוטנציאליות
- עלויות פירוק בסוף חיי השירות
הנוסחה הפשוטה היא: (ערך נוכחי של העלויות הכוללות לאורך החיים) / (ערך נוכחי של כל החשמל המיוצר לאורך החיים).
מתאים לכך:
השוואת עלויות של מערכות פוטו-וולטאיות בשטח פתוח
עם עלויות ייצור חשמל של 4.1 עד 6.9 סנט לקילוואט-שעה, מערכות פוטו-וולטאיות קרקעיות הן כיום צורת ייצור החשמל החסכונית ביותר בגרמניה. לשם השוואה, עלויות הייצור של מקורות אנרגיה אחרים גבוהות משמעותית
- ליגניט: 15.1 עד 25.7 סנט/קוט"ש
- אנרגיה גרעינית: עד 49 סנט/קוט"ש
חוקרי פראונהופר אף צופים כי עלויות אלו עשויות לרדת עוד יותר, ל-3.1 עד 5.0 סנט לקילוואט-שעה עד 2045.
מתי מערכת פוטו-וולטאית קרקעית הופכת לכדאית מבחינה כלכלית?
מערכת פוטו-וולטאית נחשבת לכדאית כלכלית אם ההכנסה מתעריפי הזנה והחיסכון בעלויות החשמל עולים על עלויות ההשקעה והתפעול. מספר גורמים ממלאים תפקיד מכריע במערכות קרקעיות:
1. גודל השטח ומידות המערכת
הרווחיות עולה עם גודל המפעל. יזמי פרויקטים רבים מתחילים לפעול רק בשטחים של לפחות ארבעה עד חמישה דונם, שכן אז נכנסים לתמונה יתרונות לגודל. עם זאת, פרויקטים קטנים יותר יכולים להיות רווחיים גם אם ניתן להשתמש בחשמל המיוצר בסביבה הקרובה.
2. תגמול ושיווק
כיום מוצעים מודלי התגמול הבאים:
- מערכות מתחת ל-1,000 קילוואט-שעה: תעריף הזנה קבוע של 7.00 סנט לקוט"ש
- מתקנים מעל 1,000 קילוואט-שעה: השתתפות בהליכי מכרז בערך מקסימלי של 6.8 סנט לקוט"ש לשנת 2025
יותר ויותר, תחנות כוח מופעלות בצורה כלכלית גם מחוץ לסובסידיות EEG באמצעות הסכמי רכישת חשמל (PPA).
מתאים לכך:
3. תקופת החזר
תקופת הפירעון האופיינית למערכות פוטו-וולטאיות היא בין 10 ל-15 שנים. לאחר תקופה זו, ההשקעה הראשונית ממומנת מחדש, והמערכת מייצרת רווח למשך שארית חייה, 20 עד 30 שנה.
4. זוגיות רשת
שוויון רשת (Grid Parity) מתייחס לנקודה שבה עלות האנרגיה הסולארית המופקת באופן עצמאי שווה או נמוכה מעלות החשמל מהרשת הציבורית. סף זה הושג בגרמניה כבר בשנת 2012, מה ששיפר באופן מהותי את הכדאיות הכלכלית של מערכות אנרגיה סולארית.
היתרונות הכלכליים הייחודיים של מתקני שטח פתוח
תחנות כוח סולאריות קרקעיות מציעות מספר יתרונות כלכליים בהשוואה לתחנות כוח סולאריות על גגות:
- עלויות השקעה נמוכות יותר: התקנה על שטחים פתוחים לרוב קלה וזולה יותר מאשר על גגות.
- אוריינטציה אופטימלית: מערכות בשדה פתוח יכולות להיות מיושרות בצורה מושלמת עם השמש, מה שמוביל לתפוקה גבוהה יותר.
- יתרונות גודל: מפעלים גדולים יותר נהנים מעלויות נמוכות יותר לכל קילוואט מותקן.
פיתוח עלויות
העלות המפולסת של חשמל (LCOE) עבור אנרגיה פוטו-וולטאית ירדה באופן דרסטי בשנים האחרונות - בכ-90% בין 2010 ל-2020. מגמה זו צפויה להימשך, אם כי בקצב מתון יותר.
לשם השוואה: מחירי החשמל הנוכחיים לצרכנים סופיים עומדים על כ-26.1 סנט/קוט"ש ללקוחות חדשים ו-34.7 סנט/קוט"ש ללקוחות קיימים. נתון זה ממחיש את ההבדל המשמעותי בין עלויות הייצור למחירים ללקוח הסופי.
חסכוני ובר-קיימא: מדוע פארקים סולאריים בשטח פתוח כל כך משכנעים
עם עלויות ייצור חשמל של 4.1 עד 6.9 סנט לקילוואט-שעה, מערכות פוטו-וולטאיות קרקעיות חצו מזמן את סף הכדאיות הכלכלית. הן לא רק מייצגות את צורת ייצור החשמל היעילה ביותר מבחינת עלות, אלא גם מציעות הזדמנויות השקעה אטרקטיביות עם תקופות פירעון ניתנות לניהול. השילוב של עלויות ייצור נמוכות, מחירי שוק חשמל עולים לטווח ארוך ואפשרויות שיווק מגוונות הופך את המערכות הקרקעיות להשקעה משתלמת כלכלית - הן עבור יזמי פרויקטים מקצועיים והן עבור רשויות מקומיות ועסקים חקלאיים בעלי משאבי הקרקע הדרושים.
מערכות פוטו-וולטאיות בשטח פתוח: דוגמה לפוטנציאל ביצועים על 4-5 דונם
לתכנון מערכות פוטו-וולטאיות קרקעיות, יעילות שטח היא פרמטר מפתח. בהתאם לתצורה הטכנית ולתנאי האתר, ניתן להשיג הספק מותקן ממוצע של 3.6 עד 7 מגה-וואט על שטח של 4 עד 5 דונם. טווח זה נובע מהגורמים הבאים:
יחס ביצועי שטח
תחנות כוח סולאריות מודרניות בשטח פתוח משיגות כיום 0.9–1.4 מגה-וואט לדונם. ערך זה תלוי ב:
- טכנולוגיה מודולרית: מודולים בעלי ביצועים גבוהים ויעילות העולה על 22% מפחיתים את דרישת המקום.
- מערכת הרכבה: כיוון מזרח-מערב או מערכות מעקב מגדילות את ניצול השטח בעד 25%.
- מרווח שורות: מרחקים גדולים יותר בין שורות מודולים (כדי למזער הצללה) מפחיתים את צפיפות ההספק, אך בו זמנית מאפשרים שימוש באנרגיה חקלאית פוטו-וולטאית.
שטח ותפוקה: בהתאם לטכנולוגיה ולהגדרות בהן נעשה שימוש, ניתן לייצר בין 0.9 ל-1.4 מגה-וואט של חשמל לדונם של אדמה (שגודלו בערך כגודל של מגרש וחצי כדורגל) באמצעות אנרגיה סולארית.
מה משפיע על התשואה לדונם:
- טכנולוגיית פאנלים סולאריים: פאנלים סולאריים יעילים יותר דורשים פחות מקום.
- סידור מודולים סולאריים: כיוונים או מערכות מיוחדות העוקבות אחר השמש מבטיחות שניתן יהיה לייצר יותר חשמל.
- מרווח בין שורות המודולים: אם פאנלים סולאריים נמצאים במרחק רב יותר, מיוצר פחות חשמל לכל שטח, אך ניתן להשתמש בשטח למטרות אחרות, למשל לחקלאות (Agri-PV).
חישוב לדוגמה:
- אם משתמשים ב-4 דונם של אדמה ומניחים שאתם מייצרים בממוצע 1.1 מגה-וואט לדונם, התוצאה היא סך של 4.4 מגה-וואט.
- אם התנאים יהיו אופטימליים וניתן יהיה להשיג 1.4 מגה-וואט לדונם, ניתן יהיה לייצר 7 מגה-וואט על 5 דונם.
עבור 4 דונם בתנאים סטנדרטיים:
- תפוקת חשמל = שטח (בדקר) × תפוקת חשמל לדונם (במגוואט/דקר)
↪ תפוקת חשמל = 4 דונם x 1.1 מגוואט/דקר = 4.4 מגוואט
עבור 5 דונם בתנאים אופטימליים:
- תפוקת חשמל = שטח (בדקר) × תפוקת חשמל לדונם (במגוואט/דקר)
↪ תפוקת חשמל = 5 דונם x 1.4 מגוואט/דקר = 7 מגוואט
בקיצור: יעילות רבה יותר וטכנולוגיה טובה יותר = יותר חשמל באותו שטח. ארבעה דונם יכולים לייצר כ-4.4 מגה-וואט - או אפילו יותר בתנאים אידיאליים.
דוגמאות מעשיות ומגבלות
- תחנת כוח טיפוסית של 5 מגה-וואט דורשת כ-4.5 דונם בעת שימוש במבני הרכבה סטנדרטיים.
- בצפון ריין-וסטפליה, 2023 מתקנים בעלי קיבולת של 1.35 מגה-וואט/דקר יושמו על ידי שילוב של מודולים דו-פאציאליים ומרווח שורות אופטימלי.
- קיבולות חיבור לרשת משמשות לעתים קרובות כגורם מגביל: תחנת כוח בהספק של 7 מגה-וואט דורשת חיבור מתח בינוני של 20 קילו-וולט, שזמינותו יש לבדוק מראש.
תנאי מסגרת כלכליים
עלויות ההשקעה הנוכחיות הן 600–900 אירו/קילוואט-וואט, שמתורגמות ל-3–4.5 מיליון אירו עבור מערכת של 5 מגה-וואט. עם 950–1,100 שעות עומס מלא בשנה בגרמניה, התוצאה היא תשואה שנתית של:
5 מגה-וואט x 1,050 שעות = 5,250 מגה-וואט שעה
במחיר חשמל של 6.8 קרט/קוט"ש (שווי מכרז EEG לשנת 2025), זה מייצר הכנסות שנתיות של 357,000 אירו, מה שמאפשר תקופת פירעון של 9-12 שנים.
פוטנציאל עתידי
עם הכנסת מודולים פוטו-וולטאיים טנדם (יעילות >30%), צפיפות ההספק עשויה לעלות ל-2 מגה-וואט/דונם עד 2030, מה שיאפשר הספק של עד 10 מגה-וואט על 5 דונם.
מתאים לכך:
פתרון פוטו-וולטאי חדשני להפחתת עלויות (עד 30%) וחיסכון בזמן (עד 40%)
פתרון פוטו -וולטאי חדשני להפחתת עלויות וחיסכון זמן: xpert.digital
עוד על זה כאן:
השותף שלך לפיתוח עסקי בתחום הפוטו -וולטאים והבנייה
החל מ- PV של גג תעשייתי לפארקים סולאריים ועד חניות סולאריות גדולות יותר
☑️ השפה העסקית שלנו היא אנגלית או גרמנית
☑️ חדש: התכתבויות בשפה הלאומית שלך!
Konrad Wolfenstein
אני שמח להיות זמין לך ולצוות שלי כיועץ אישי.
אתה יכול ליצור איתי קשר על ידי מילוי טופס יצירת הקשר או פשוט להתקשר אליי בטלפון +49 89 674 804 (מינכן) . כתובת הדוא"ל שלי היא: וולפנשטיין ∂ xpert.digital
אני מצפה לפרויקט המשותף שלנו.