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

Od przestrzeni do wydajności: jak zaplanować idealny park fotowoltaiczny

Park fotowoltaiczny to wielkoskalowy system fotowoltaiczny zaprojektowany w celu wytwarzania energii elektrycznej z energii słonecznej i wprowadzania jej do publicznej sieci energetycznej. Kwestia minimalnej powierzchni ekonomicznej eksploatacji parku fotowoltaicznego zależy od wielu czynników, w tym aspektów technicznych, ekonomicznych i geograficznych. Poniżej zbadano nie tylko minimalną powierzchnię, ale także omówiono inne ważne warunki ramowe, które są kluczowe dla planowania i eksploatacji takich systemów.

Minimalna powierzchnia dla parków fotowoltaicznych

Minimalna powierzchnia parku fotowoltaicznego zależy przede wszystkim od zainstalowanej mocy (mierzonej w kilowatach szczytowych, kWp lub megawatach szczytowych, MWp) i wydajności modułów słonecznych. Nowoczesne systemy fotowoltaiczne wymagają średnio około 1,5 hektara na megawat mocy zainstalowanej. Oznacza to, że do ekonomicznej obsługi systemu o mocy około 750 kWp wymagana jest powierzchnia co najmniej 1 hektara (10 000 m²). Systemy mniejsze niż ten rozmiar często nie są opłacalne, ponieważ koszty stałe, takie jak podłączenie do sieci i konserwacja, ponoszone są niezależnie od rozmiaru.

W przypadku większych projektów często za opłacalny ekonomicznie uważa się obszar o powierzchni co najmniej 2 hektarów (20 000 m²). Wielkość ta pozwala lepiej rozłożyć koszty przyłączenia do sieci i osiągnąć wyższe zyski. Z powierzchni 5 hektarów (50 000 m²) operatorzy korzystają również z efektu skali, co może jeszcze bardziej zwiększyć rentowność.

Wymagana przestrzeń na jednostkę wydajności

Przestrzeń wymagana dla parku fotowoltaicznego zależy w dużej mierze od wydajności modułu i rozmieszczenia modułów. Dzięki postępowi technologicznemu w ostatnich latach znacznie poprawiła się wydajność nowoczesnych modułów fotowoltaicznych. Podczas gdy starsze systemy wymagały do ​​3,5 hektara na megawat, obecnie zapotrzebowanie wynosi około 1,5 hektara na megawat. Oznacza to, że obszar o powierzchni 10 hektarów może obsłużyć moc zainstalowaną na poziomie około 6 do 7 MW.

Jednakże wymagana przestrzeń różni się w zależności od warunków panujących w miejscu i typu systemu:

• Systemy montowane na ziemi: systemy te efektywnie wykorzystują duże obszary i często osiągają mniejsze zapotrzebowanie na przestrzeń na megawat.
• Agrofotowoltaika: Obszar ten jest wykorzystywany zarówno do wytwarzania energii elektrycznej, jak i do celów rolniczych. Przestrzeń wymagana na megawat może być większa, ponieważ moduły są często umieszczane w większej odległości od siebie.
• Systemy dachowe lub elewacyjne: nie wymagają dodatkowej powierzchni i dlatego zajmują szczególnie mało miejsca.

Wydajność i rentowność

Ekonomiczna opłacalność parku fotowoltaicznego zależy w dużej mierze od uzysku energii elektrycznej. W zależności od promieniowania słonecznego 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 obrotowi w wysokości około 60 000 euro na hektar.

Jednak o rentowności decyduje nie tylko plon, ale także koszty inwestycyjne i operacyjne:

• Koszty inwestycji: Obejmują one koszty modułów fotowoltaicznych, falowników, systemów montażowych i podłączenia do sieci. Koszty jednostkowe maleją wraz ze wzrostem rozmiaru systemu.
• Koszty operacyjne: Obejmują one konserwację, czyszczenie i ubezpieczenie systemu, a także koszty wynajmu powierzchni.

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

Warunki witryny

Wybór lokalizacji odgrywa kluczową rolę w powodzeniu parku fotowoltaicznego. Ważnymi czynnikami są:

• Promieniowanie słoneczne: Regiony o wysokim nasłonecznieniu umożliwiają wyższą wydajność energii elektrycznej, a tym samym poprawiają efektywność ekonomiczną.
• Jakość gleby: Obszary o niskiej produktywności rolnej lub grunty ugorowane szczególnie nadają się do parków fotowoltaicznych.
• Podłączenie do sieci: Bliskość podstacji lub odpowiedniego punktu przyłączenia do sieci znacznie zmniejsza koszty podłączenia.
• Topografia: Płaskie lub lekko nachylone powierzchnie są idealne, ponieważ umożliwiają optymalne ustawienie modułów.

Ponadto na wybór lokalizacji mogą mieć wpływ regionalne programy finansowania lub warunki ram prawnych.

Finansowanie i ramy prawne

W wielu krajach istnieją programy finansowania energii odnawialnych, które wspierają budowę parków fotowoltaicznych. Na przykład w Niemczech operatorzy korzystają z taryf gwarantowanych lub procedur przetargowych w ramach ustawy o odnawialnych źródłach energii (EEG). Szczególnie wspierane są systemy na obszarach przekształcanych (np. na terenach byłych obszarów przemysłowych lub wojskowych) oraz na obszarach rolniczych o niekorzystnej sytuacji.

Dotacje te mogą pomóc uczynić mniejsze projekty opłacalnymi ekonomicznie. Jednocześnie promują wykorzystanie obszarów, które w przeciwnym razie pozostałyby niewykorzystane.

Konflikty zastosowań i aspekty środowiskowe

Ważnym aspektem przy planowaniu parku fotowoltaicznego jest unikanie konfliktów użytkowania z innymi sposobami użytkowania gruntów, takimi jak rolnictwo lub ochrona przyrody. Dlatego często preferowane są:

• Tereny zdegradowane
• Obszary konwersji
• Obszary o niskiej produktywności rolnictwa

Kolejną zaletą nowoczesnych parków fotowoltaicznych jest ich kompatybilność ekologiczna. Pod modułami można stworzyć np. rozległe użytki zielone, stanowiące siedlisko dla owadów i małych zwierząt. Ponadto systemy rolno-fotowoltaiczne mogą pomóc w produkcji energii i żywności na tym samym obszarze.

Dalsze zmniejszenie wymagań przestrzennych i stworzenie nowych zastosowań

Oczekuje się, że wraz z ciągłym rozwojem energii odnawialnej parki fotowoltaiczne będą odgrywać w przyszłości jeszcze ważniejszą rolę. Innowacje technologiczne mogą jeszcze bardziej zmniejszyć zapotrzebowanie na przestrzeń i otworzyć nowe zastosowania:

• Moduły dwustronne: Moduły te wykorzystują zarówno bezpośrednie światło słoneczne, jak i światło odbite od podłoża, co może zwiększyć wydajność.
• Pływające panele fotowoltaiczne: Pływające systemy fotowoltaiczne na zbiornikach wodnych całkowicie pozwalają uniknąć konfliktów w zakresie użytkowania gruntów.
• Technologie magazynowania: Integracja magazynowania akumulatorów umożliwia tymczasowe magazynowanie nadwyżki energii elektrycznej i wprowadzanie jej do sieci w razie potrzeby.

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

Korzyści skali i lepsze sposoby dystrybucji kosztów

Aby park fotowoltaiczny mógł być ekonomicznie eksploatowany, potrzeba co najmniej 1–2 hektarów powierzchni. Jednakże większe systemy o powierzchni około 5 hektarów są znacznie bardziej opłacalne ze względu na korzyści skali i lepsze możliwości podziału kosztów. Oprócz samej wielkości obszaru, warunki panujące na miejscu, takie jak promieniowanie słoneczne, jakość gleby i bliskość przyłącza do sieci, odgrywają kluczową rolę w opłacalności ekonomicznej projektu.

Nowoczesne technologie w ostatnich latach znacznie zmniejszyły powierzchnię wymaganą na megawat i oferują nowe możliwości efektywnego wykorzystania gruntów – czy to za pomocą fotowoltaiki rolniczej, czy pływających systemów fotowoltaicznych. Przy odpowiedniej koncepcji parki fotowoltaiczne mogą nie tylko wnieść istotny wkład w transformację energetyczną, ale także można je zaprojektować tak, aby były przyjazne 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