Oto, ile miejsca potrzebuje słońce: Ile miejsca potrzebuje przynajmniej park fotowoltaiczny, aby móc ekonomicznie pracować?

Od powierzchni do wydajności: Jak zaplanować idealną farmę fotowoltaiczną

Park fotowoltaiczny to wielkoskalowy system fotowoltaiczny zaprojektowany do wytwarzania energii elektrycznej z energii słonecznej i dostarczania jej do sieci publicznej. Kwestia minimalnej powierzchni wymaganej do ekonomicznie opłacalnej eksploatacji parku fotowoltaicznego zależy od wielu czynników, w tym aspektów technicznych, ekonomicznych i geograficznych. Poniższa dyskusja nie tylko zbada minimalną powierzchnię, ale także omówi inne ważne warunki ramowe, które są kluczowe dla planowania i eksploatacji takich systemów.

Minimalna powierzchnia pod parki słoneczne

Minimalna powierzchnia wymagana dla parku fotowoltaicznego zależy przede wszystkim od mocy zainstalowanej (mierzonej w kilowatach szczytowych, kWp lub megawatach szczytowych, MWp) oraz sprawności modułów słonecznych. Nowoczesne systemy fotowoltaiczne wymagają średnio około 1,5 hektara na megawat mocy zainstalowanej. Oznacza to, że do ekonomicznej eksploatacji systemu o mocy około 750 kWp potrzebny jest minimalny obszar 1 hektara (10 000 m²). Systemy o mniejszej powierzchni często nie są opłacalne, ponieważ koszty stałe, takie jak podłączenie do sieci i konserwacja, są ponoszone niezależnie od ich wielkości.

W przypadku większych projektów, obszar co najmniej 2 hektarów (20 000 m²) jest często uważany za ekonomicznie opłacalny. Taka powierzchnia pozwala na lepsze rozłożenie kosztów podłączenia do sieci i wyższe zyski. Przy powierzchni 5 hektarów (50 000 m²) operatorzy korzystają również z efektu skali, co może dodatkowo zwiększyć rentowność.

Wymagania dotyczące przestrzeni na jednostkę mocy

Powierzchnia działki potrzebna pod park fotowoltaiczny w dużej mierze zależy od wydajności modułów i ich rozmieszczenia. Dzięki postępowi technologicznemu, wydajność nowoczesnych modułów fotowoltaicznych znacznie wzrosła w ostatnich latach. Podczas gdy starsze elektrownie wymagały do ​​3,5 hektara na megawat, obecnie zapotrzebowanie wynosi około 1,5 hektara na megawat. Oznacza to, że powierzchnia 10 hektarów może pomieścić zainstalowaną moc około 6 do 7 MW.

Jednakże konkretne wymagania dotyczące gruntu różnią się w zależności od warunków na danym terenie i rodzaju rośliny:

• Instalacje na otwartym terenie: Instalacje te pozwalają na efektywne wykorzystanie dużych obszarów i często wymagają mniejszej ilości terenu na megawat.
• Agrivoltaics: W tym przypadku grunty są wykorzystywane zarówno do wytwarzania energii elektrycznej, jak i do celów rolniczych. Zapotrzebowanie na grunt na megawat może być wyższe, ponieważ moduły są często instalowane w większych odległościach od siebie.
• Montaż na dachu lub elewacji: Nie wymagają one dodatkowej powierzchni podłogi i dlatego są wyjątkowo oszczędne pod względem miejsca.

Wydajność i rentowność

Rentowność parku fotowoltaicznego w dużej mierze zależy od jego wydajności energetycznej. W zależności od nasłonecznienia, jeden hektar parku fotowoltaicznego może wygenerować około 1 000 000 kWh energii elektrycznej rocznie. Przy taryfie gwarantowanej wynoszącej na przykład 6 centów za kWh, odpowiada to rocznemu przychodowi w wysokości około 60 000 euro z hektara.

Jednak rentowność nie jest determinowana wyłącznie przez plon, ale także przez koszty inwestycyjne i operacyjne:

• Koszty inwestycji: Obejmują one koszty modułów słonecznych, inwerterów, systemów montażowych i podłączenia do sieci. Koszt jednostkowy maleje wraz ze wzrostem rozmiaru systemu.
• Koszty operacyjne: Obejmują one konserwację, sprzątanie i ubezpieczenie obiektu, a także koszty dzierżawy gruntu.

Większe elektrownie są często bardziej ekonomiczne niż mniejsze projekty, ponieważ mogą rozłożyć koszty stałe, takie jak opłaty za przyłączenie do sieci, na większą produkcję energii elektrycznej. Co więcej, większe projekty często korzystają z niższych cen zakupu komponentów.

Warunki na miejscu

Wybór lokalizacji odgrywa kluczową rolę w sukcesie parku słonecznego. Do ważnych czynników należą:

• Promieniowanie słoneczne: Regiony o dużym nasłonecznieniu pozwalają na uzyskanie większej produkcji energii elektrycznej, co przekłada się na poprawę efektywności gospodarczej.
• Jakość gleby: Obszary o niskiej produktywności rolniczej lub grunty ugorowane są szczególnie odpowiednie do budowy parków słonecznych.
• Podłączenie do sieci: Bliskość stacji elektroenergetycznej lub odpowiedniego punktu podłączenia do sieci znacznie obniża koszty podłączenia.
• Topografia: Idealne są powierzchnie płaskie lub lekko nachylone, gdyż pozwalają na optymalne ustawienie modułów.

Ponadto na wybór lokalizacji mogą mieć wpływ regionalne programy finansowania i ramy prawne.

Finansowanie i ramy prawne

Wiele krajów posiada programy finansowania energii odnawialnej, które wspierają budowę parków słonecznych. Na przykład w Niemczech operatorzy korzystają z taryf gwarantowanych lub procedur przetargowych na mocy Ustawy o odnawialnych źródłach energii (EEG). Szczególnie zachęca się do instalacji na terenach poprzemysłowych (np. na terenach poprzemysłowych lub wojskowych) oraz na zaniedbanych gruntach rolnych.

Te dotacje mogą pomóc w uczynieniu mniejszych projektów ekonomicznie opłacalnymi. Jednocześnie promują one wykorzystanie gruntów, które w przeciwnym razie pozostałyby niewykorzystane.

Konflikty w użytkowaniu gruntów i aspekty środowiskowe

Ważnym aspektem planowania parku fotowoltaicznego jest unikanie konfliktów z innymi rodzajami użytkowania gruntów, takimi jak rolnictwo czy ochrona przyrody. Dlatego często preferowane są następujące rozwiązania:

• tereny poprzemysłowe
• Obszary konwersji
• Obszary o niskiej produktywności rolniczej

Kolejną zaletą nowoczesnych parków słonecznych jest ich przyjazność dla środowiska. Na przykład, pod modułami można stworzyć rozległe tereny trawiaste, stanowiące siedlisko dla owadów i małych zwierząt. Co więcej, systemy agriwoltaiczne mogą przyczyniać się do produkcji energii i żywności na tym samym terenie.

Dalsze zmniejszenie wymagań przestrzennych i eksploracja nowych możliwości wykorzystania

Wraz z ciągłym rozwojem odnawialnych źródeł energii, oczekuje się, że parki słoneczne będą odgrywać jeszcze ważniejszą rolę w przyszłości. Innowacje technologiczne mogą jeszcze bardziej zmniejszyć zapotrzebowanie na ziemię i otworzyć nowe możliwości jej wykorzystania.

• Moduły dwustronne: Moduły te wykorzystują zarówno bezpośrednie światło słoneczne, jak i światło odbite od ziemi, co może zwiększyć wydajność.
• Pływające panele fotowoltaiczne: Pływające elektrownie słoneczne na zbiornikach wodnych całkowicie zapobiegają konfliktom w zakresie użytkowania gruntów.
• Technologie magazynowania: Integracja systemów magazynowania energii w akumulatorach umożliwia tymczasowe magazynowanie nadmiaru energii elektrycznej i przesyłanie jej do sieci w razie potrzeby.

Ogólnie rzecz biorąc, jest oczywiste, że parki słoneczne mogą nie tylko wnieść istotny wkład w transformację energetyczną, ale są również atrakcyjne ekonomicznie – pod warunkiem, że zostaną starannie zaplanowane i wybudowane w odpowiednich lokalizacjach.

Ekonomia skali i lepsze opcje alokacji kosztów

Aby park słoneczny działał ekonomicznie, potrzeba co najmniej 1–2 hektarów ziemi. Większe elektrownie, zaczynające się od około 5 hektarów, są znacznie bardziej opłacalne ze względu na efekt skali i lepsze możliwości podziału kosztów. Oprócz samego rozmiaru terenu, warunki lokalizacji, takie jak natężenie promieniowania słonecznego, jakość gleby i bliskość przyłącza sieciowego, odgrywają kluczową rolę w opłacalności projektu.

Nowoczesne technologie w ostatnich latach znacząco zmniejszyły powierzchnię gruntów wymaganą do produkcji megawata i oferują nowe możliwości efektywnego wykorzystania gruntów – czy to poprzez agrivoltaikę, czy pływające elektrownie słoneczne. Przy odpowiedniej koncepcji, parki słoneczne mogą nie tylko wnieść istotny wkład w transformację energetyczną, ale także zostać zaprojektowane w sposób przyjazny dla środowiska.

Nadaje się do:

• Fotowoltaika (PV): Zbuduj naziemny system fotowoltaiczny lub naziemny system fotowoltaiczny z panelem fotowoltaicznym – porady dotyczące parku fotowoltaicznego z Xpert.Solar
• Instalacja fotowoltaiczna 750 kWp i więcej – instalacja na wolnym powietrzu / instalacja na otwartej przestrzeni / park fotowoltaiczny