Opublikowano: 21 maja 2025 r. / Zaktualizowano: 2 czerwca 2025 r. – Autor: Konrad Wolfenstein
Park słoneczny | Uśredniony koszt energii elektrycznej dla naziemnych systemów fotowoltaicznych: znaczenie i opłacalność ekonomiczna na przykładzie – Zdjęcie: Xpert.Digital
Porównanie kosztów energii słonecznej: Fotowoltaika zdobywa punkty w porównaniu z konwencjonalnymi źródłami energii
Otwarte systemy fotowoltaiczne: Czy inwestycja jest bardziej opłacalna niż kiedykolwiek?
Obecny uśredniony koszt energii elektrycznej (LCOE) dla naziemnych systemów fotowoltaicznych, wahający się od 4,1 do 6,9 centa za kilowatogodzinę, wyraźnie pokazuje, jak konkurencyjna stała się energia słoneczna w porównaniu z konwencjonalnymi źródłami energii. Ten rozwój sytuacji ma daleko idące konsekwencje dla sektora energetycznego i opłacalności ekonomicznej elektrowni słonecznych.
Czym jest średni koszt energii elektrycznej (LCOE)?
Uśredniony koszt energii elektrycznej (LCOE) odnosi się do średniego kosztu wytworzenia jednej kilowatogodziny (kWh) energii elektrycznej w całym okresie eksploatacji elektrowni. Wskaźnik ten umożliwia bezpośrednie porównanie kosztów różnych technologii wytwarzania energii.
Obliczenia obejmują:
- Koszty inwestycyjne zakupu i instalacji
- Koszty eksploatacji i konserwacji
- Koszty finansowania
- Potencjalne koszty paliwa
- Koszty demontażu po zakończeniu okresu eksploatacji
Uproszczony wzór wygląda następująco: (wartość bieżąca całkowitych kosztów w okresie użytkowania) / (wartość bieżąca całej energii elektrycznej wytworzonej w okresie użytkowania).
Nadaje się do:
Porównanie kosztów systemów fotowoltaicznych na otwartym polu
Przy kosztach wytwarzania energii elektrycznej wynoszących od 4,1 do 6,9 centa za kilowatogodzinę, naziemne systemy fotowoltaiczne są obecnie najbardziej opłacalną formą wytwarzania energii elektrycznej w Niemczech. Dla porównania, koszty wytwarzania energii z innych źródeł są znacznie wyższe
- Węgiel brunatny: 15,1 do 25,7 centów/kWh
- Energia jądrowa: do 49 centów/kWh
Naukowcy z Fraunhofer przewidują nawet, że do 2045 r. koszty te mogą spaść jeszcze bardziej do 3,1–5,0 centów za kilowatogodzinę.
Kiedy instalacja fotowoltaiczna montowana na ziemi staje się ekonomicznie opłacalna?
Instalacja fotowoltaiczna jest uznawana za ekonomicznie opłacalną, jeśli dochody z taryf gwarantowanych i oszczędności na kosztach energii elektrycznej przewyższają koszty inwestycyjne i eksploatacyjne. W przypadku instalacji naziemnych kluczową rolę odgrywa kilka czynników:
1. Rozmiar obszaru i wymiary systemu
Rentowność rośnie wraz z wielkością elektrowni. Wielu deweloperów rozpoczyna działalność dopiero na terenach o powierzchni co najmniej czterech do pięciu hektarów, ponieważ wtedy zaczynają odgrywać rolę korzyści skali. Jednak mniejsze projekty również mogą być rentowne, jeśli wytworzona energia elektryczna może być wykorzystywana w bezpośrednim sąsiedztwie.
2. Wynagrodzenie i marketing
Obecnie oferowane są następujące modele wynagrodzeń:
- Systemy o mocy poniżej 1000 kWp: stała stawka gwarantowana w wysokości 7,00 centów za kWh
- Instalacje o mocy powyżej 1000 kWp: udział w przetargach o maksymalnej wartości 6,8 centa za kWh na rok 2025
Coraz częściej elektrownie są eksploatowane ekonomicznie również poza dotacjami EEG na podstawie umów zakupu energii elektrycznej (PPA).
Nadaje się do:
3. Okres zwrotu
Typowy okres amortyzacji systemów fotowoltaicznych wynosi od 10 do 15 lat. Po tym czasie początkowa inwestycja jest refinansowana, a system generuje zysk przez pozostały okres eksploatacji, wynoszący od 20 do 30 lat.
4. Parzystość sieciowa
Parytet sieciowy odnosi się do punktu, w którym koszt samodzielnie wytworzonej energii słonecznej jest równy lub niższy od kosztu energii elektrycznej z sieci publicznej. Próg ten został osiągnięty w Niemczech już w 2012 roku, co zasadniczo poprawiło opłacalność ekonomiczną systemów fotowoltaicznych.
Szczególne korzyści ekonomiczne wynikające z obiektów o otwartej przestrzeni
Elektrownie słoneczne montowane na ziemi oferują szereg korzyści ekonomicznych w porównaniu z elektrowniami słonecznymi montowanymi na dachach:
- Niższe koszty inwestycji: Montaż na otwartych przestrzeniach jest często łatwiejszy i tańszy niż na dachach.
- Optymalna orientacja: Systemy na otwartym terenie można idealnie ustawić w linii ze słońcem, co przekłada się na wyższe plony.
- Efekt skali: Większe zakłady korzystają z niższych kosztów na zainstalowany kilowat.
Rozwój kosztów
Średni koszt energii elektrycznej (LCOE) dla fotowoltaiki spadł drastycznie w ostatnich latach – o około 90% między 2010 a 2020 rokiem. Trend ten prawdopodobnie się utrzyma, choć w bardziej umiarkowanym tempie.
Dla porównania: obecne ceny energii elektrycznej dla odbiorców końcowych wynoszą około 26,1 centa/kWh dla nowych klientów i 34,7 centa/kWh dla obecnych. To obrazuje znaczącą różnicę między kosztami wytwarzania a cenami dla odbiorców końcowych.
Ekonomiczne i zrównoważone: Dlaczego parki słoneczne na otwartych terenach są tak przekonujące
Przy kosztach wytwarzania energii elektrycznej na poziomie 4,1–6,9 centa za kilowatogodzinę, naziemne systemy fotowoltaiczne już dawno przekroczyły próg opłacalności ekonomicznej. Stanowią one nie tylko najbardziej opłacalną formę wytwarzania energii elektrycznej, ale także oferują atrakcyjne możliwości inwestycyjne z rozsądnymi okresami amortyzacji. Połączenie niskich kosztów wytwarzania, długoterminowo rosnących cen rynkowych energii elektrycznej oraz różnorodnych opcji marketingowych sprawia, że naziemne systemy fotowoltaiczne są ekonomicznie opłacalną inwestycją – zarówno dla profesjonalnych deweloperów, jak i dla gmin oraz przedsiębiorstw rolnych dysponujących niezbędnymi zasobami gruntowymi.
Systemy fotowoltaiczne na otwartym polu: przykład potencjału wydajności na powierzchni 4-5 hektarów
Przy planowaniu naziemnych systemów fotowoltaicznych kluczowym parametrem jest efektywność wykorzystania powierzchni. W zależności od konfiguracji technicznej i warunków terenowych, na powierzchni od 4 do 5 hektarów można osiągnąć średnią moc zainstalowaną od 3,6 do 7 MW. Zakres ten wynika z następujących czynników:
Współczynnik wydajności obszaru
Nowoczesne elektrownie słoneczne na otwartym polu osiągają obecnie moc 0,9–1,4 MW na hektar. Wartość ta zależy od:
- Technologia modułowa: Wysokowydajne moduły o sprawności przekraczającej 22% redukują zapotrzebowanie na miejsce.
- System montażu: orientacja wschód-zachód lub systemy śledzenia zwiększają wykorzystanie powierzchni nawet o 25%.
- Odstępy między rzędami: Większe odległości między rzędami modułów (aby zminimalizować zacienienie) zmniejszają gęstość mocy, ale jednocześnie umożliwiają stosowanie instalacji fotowoltaicznych w rolnictwie.
Powierzchnia i wydajność: W zależności od zastosowanej technologii i ustawień, przy użyciu energii słonecznej można wygenerować od 0,9 do 1,4 megawatów energii na hektar terenu (co odpowiada mniej więcej powierzchni półtora boiska piłkarskiego).
Co wpływa na plon z hektara:
- Technologia paneli słonecznych: bardziej wydajne panele słoneczne wymagają mniej miejsca.
- Układ modułów słonecznych: Specjalne orientacje lub systemy śledzące ruch słońca umożliwiają wytworzenie większej ilości energii elektrycznej.
- Odstępy między rzędami modułów: Jeśli panele słoneczne są rozmieszczone dalej od siebie, wytwarza się mniej energii elektrycznej na powierzchnię, ale powierzchnię tę można potencjalnie wykorzystać do innych celów, np. w rolnictwie (Agri-PV).
Przykładowe obliczenia:
- Jeśli wykorzystasz 4 hektary ziemi i założysz, że średnio generujesz 1,1 megawata na hektar, w sumie będzie to 4,4 megawata.
- Jeśli warunki będą optymalne i uda się osiągnąć 1,4 megawata na hektar, na 5 hektarach będzie można wygenerować 7 megawatów.
Na powierzchni 4 hektarów w warunkach standardowych:
- Moc wyjściowa = Powierzchnia (w ha) × Moc wyjściowa na hektar (w MW/ha)
↪ Moc wyjściowa = 4 ha x 1,1 MW/ha = 4,4 MW
Na powierzchni 5 hektarów w optymalnych warunkach:
- Moc wyjściowa = Powierzchnia (w ha) × Moc wyjściowa na hektar (w MW/ha)
↪ Moc wyjściowa = 5 ha x 1,4 MW/ha = 7 MW
Krótko mówiąc: Większa wydajność i lepsza technologia = więcej energii elektrycznej na tym samym obszarze. Cztery hektary mogą wygenerować około 4,4 MW – a nawet więcej w idealnych warunkach.
Praktyczne przykłady i ograniczenia
- Typowa elektrownia o mocy 5 MW wymaga około 4,5 hektara przy zastosowaniu standardowych konstrukcji montażowych.
- W Nadrenii Północnej-Westfalii wdrożono 2023 instalacje o mocy 1,35 MW/ha dzięki połączeniu modułów bifacjalnych i zoptymalizowaniu odstępów między rzędami.
- Moc przyłączeniowa sieci często stanowi czynnik ograniczający: elektrownia o mocy 7 MW wymaga przyłącza średniego napięcia o napięciu 20 kV, którego dostępność należy sprawdzić wcześniej.
Warunki ramowe gospodarki
Obecne koszty inwestycji wynoszą 600–900 euro/kWp, co przekłada się na 3–4,5 miliona euro dla systemu o mocy 5 MW. Przy 950–1100 godzinach pełnego obciążenia rocznie w Niemczech daje to roczną wydajność na poziomie:
5 MW x 1050 godz. = 5250 MWh
Przy cenie energii elektrycznej wynoszącej 6,8 ct/kWh (wartość przetargu EEG z 2025 r.) generuje to roczny przychód w wysokości 357 000 euro, co pozwala na okres amortyzacji wynoszący 9–12 lat.
Potencjał na przyszłość
Wprowadzenie tandemowych modułów fotowoltaicznych (sprawność >30%) pozwoliłoby na zwiększenie gęstości mocy do 2 MW/ha do 2030 r., co umożliwiłoby osiągnięcie 10 MW na 5 hektarach.
Nadaje się do:
Innowacyjne rozwiązanie fotowoltaiczne pozwalające obniżyć koszty (do 30%) i zaoszczędzić czas (do 40%)
Innowacyjne rozwiązanie fotowoltaiczne pozwalające obniżyć koszty i zaoszczędzić czas – Zdjęcie: Xpert.Digital
Więcej na ten temat tutaj:
Twój partner w rozwoju biznesu w branży fotowoltaicznej i budowlanej
Od przemysłowych instalacji fotowoltaicznych na dachach po parki słoneczne i większe parkingi słoneczne
☑️Naszym językiem biznesowym jest angielski lub niemiecki
☑️ NOWOŚĆ: Korespondencja w Twoim języku narodowym!
Konrad Wolfenstein
Chętnie będę służyć Tobie i mojemu zespołowi jako osobisty doradca.
Możesz się ze mną skontaktować wypełniając formularz kontaktowy lub po prostu dzwoniąc pod numer +49 7348 4088 965 (Monachium) . Mój adres e-mail to: wolfenstein ∂ xpert.digital
Nie mogę się doczekać naszego wspólnego projektu.