Jak grzyby po deszczu wyrastają nowe inwestycje w ramach OZE, a kolejna farma fotowoltaiczna czy elektrownia wiatrowa – na nikim nie robią już wrażenia. Globalny trend oparty na wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii, nieustannie owocuje przedsięwzięciami, które na stałe wkomponowały się w nasze otoczenie. Szczególnie dynamiczny rozwój można zaobserwować w branży solarnej, w ramach którego powstają następne rozległe farmy fotowoltaiczne, czyli słoneczne elektrownie. Poprawiająca się rentowność tego typu inwestycji, wzrastająca świadomość i wrażliwość proekologiczna, liczne udogodnienia finansowe oraz restrykcyjne wymogi unijne – to główne przyczyny boom’u w obszarze budowy farm PV. Fotowoltaika na gruncie ma przed sobą świetlane perspektywy również w Polsce, czego dowodem jest poszerzanie przez wiele firm profilu swojej działalności o aktywność w sektorze solarnym.
Czym jest i jak działa farma fotowoltaiczna?
Przeciętna farma fotowoltaiczna zbudowana jest z kilku tysięcy paneli PV. Moduły wystawione na intensywną ekspozycję promieni słonecznych – absorbują energię, która pobudza ruch elektronów w ogniwach. Efektem tego procesu jest powstanie różnicy potencjałów, czyli napięcia elektrycznego. W dalszej kolejności, inwerter (falownik) przekształca prąd stały – wytworzony przez panele PV – na prąd zmienny, zasilający szereg instalacji użytkowych lub wprowadzany do sieci energetycznej. Istnieją także farmy fotowoltaiczne w wariancie off-grid, które nie są zintegrowane z siecią. Taki system umożliwia magazynowanie wytworzonej w ciągu dnia energii w specjalnych akumulatorach i wykorzystywanie jej w porze nocnej, np. na potrzeby zakładu produkcyjnego. Najpopularniejszym sposobem zastosowania nowoczesnych farm solarnych, wciąż pozostaje jednak produkcja i dystrybucja energii elektrycznej bezpośrednio do sieci energetycznej.
Budowa elektrowni fotowoltaicznej – główne uwarunkowania dla przedsięwzięcia
Założenie farmy fotowoltaicznej to poważne przedsięwzięcie, które wymaga odpowiedniego przygotowania, analizy oraz przejścia formalnej procedury. Poniżej przedstawiamy ogólne etapy związane z realizacją budowy elektrowni fotowoltaicznej:
- Znalezienie terenu pod zabudowę instalacji PV na gruncie.
- Opracowanie koncepcji inwestycji oraz wybór technologii/paneli.
- Uzyskanie warunków przyłączenia.
- Wykonanie projektu farmy solarnej.
- Wystąpienie o promesę na wydanie koncesji na produkcję i odsprzedaż energii elektrycznej.
- Zabezpieczenie źródeł finansowania, w tym bezzwrotnych dotacji.
- Uzyskanie pozwolenia na budowę i rozpoczęcie realizacji przedsięwzięcia.
- Uruchomienie działalności w zakresie produkcji i obrotu zieloną energią.
Jednym z kluczowych elementów racjonalnego biznes planu, jest wybór terenu, na jakim powstanie farma fotowoltaiczna. Opłacalność całej inwestycji w dużej mierze zależy od dogodnej lokalizacji, czyli płaskiej działki albo zbocza ukierunkowanego na stronę południową, bez porastających drzew i innej zabudowy. Efektywność ekonomiczna rośnie, gdy dysponujemy terenem z utwardzonym dojazdem oraz kiedy odległość od sieci energetycznej jest niewielka (do 200 m). Dla farmy o mocy 1 MW, powierzchnia gruntu powinna wynosić ok. 1,5-2,0 hektara.
Na etapie tworzenia projektu koncepcyjnego, należy przedstawić m. in. kompleksową specyfikację urządzeń składowych, plan sytuacyjny z naniesioną wizualizacją farmy oraz kosztorys. Wystąpienie do zakładu energetycznego z wnioskiem o wydanie warunków przyłączeniowych, da odpowiedź na pytanie, jakimi parametrami powinna cechować się elektrownia słoneczna, aby mogła zostać podłączona do sieci miejskiej.
Promesa wydania koncesji jest swego rodzaju gwarancją, że po spełnieniu szeregu formalnych warunków brzegowych, farma fotowoltaiczna będzie mogła kooperować z zakładem energetycznym w zakresie produkcji i handlu prądem.
Po uzyskaniu stosownych pozwoleń, można przystąpić do budowy farmy PV. Z racji faktu, iż moc generowana przez farmy fotowoltaiczne przekracza wartość 50 kW, przed rozpoczęciem robót – konieczne jest zdobycie pozwolenia na budowę. Proces budowy solarnej farmy kończy się odbiorem i otrzymaniem koncesji od Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki, która umożliwia produkcję oraz odsprzedaż energii elektrycznej.
Globalne ocieplenie a farmy fotowoltaiczne
Masowa produkcja energii za pośrednictwem konwencjonalnych metod, opartych na spalaniu paliw stałych, przyczynia się do sukcesywnej degradacji środowiska naturalnego. Emisja pyłów, CO2 i innych szkodliwych substancji, ma destrukcyjny wpływ na zdrowie żywych organizmów oraz przyczynia się do niekorzystnych zmian klimatycznych. Globalne ocieplenie to jedna z konsekwencji takiego działania, które coraz częściej objawia się różnymi anomaliami pogodowymi. Jednym z najbardziej doskwierających skutków z tym związanych, są okresy suszy, które odciskają swoje piętno na rolnictwie, stwarzają zagrożenie pożarowe, a częste fale upałów źle wpływają na komfort życia ludzi.
Szansą na ograniczenie tych problemów, jest powszechne sięganie po alternatywne źródła energii odnawialnej, pochodzącej m. in. z fotowoltaiki. Panele solarne na gruncie – to również forma niezależności energetycznej. Z powodu upałów rośnie bowiem zapotrzebowanie na energię elektryczną (wzmożone użytkowanie systemów chłodzących/klimatyzacyjnych), co może doprowadzić do ograniczeń bądź przerw w dostawach prądu z sieci.
W sezonie suszy obniża się też poziom wód, co np. dla działalności hydroelektrowni, funkcjonujących na bazie mechaniki przepływu wód powierzchniowych, rodzi poważne skutki. W konsekwencji może to doprowadzić do ograniczenia mocy produkcyjnych elektrowni wodnych i deficytu energetycznego na danym terenie. Wydaje się, że to farmy fotowoltaiczne, których wydajność jest właśnie największa w okresach letnich, mogą zapewnić realne bezpieczeństwo energetyczne na większym obszarze. Jeśli z kolei chodzi o mikroskalę w zakresie wykorzystania farm solarnych, to warto wspomnieć, iż doskonale sprawdzają się one także w roli zasilania systemów nawadniających w rolnictwie.
Fotowoltaika z gruntu... dobra inwestycja. Matematyka na farmie PV
Aktualne uwarunkowania na rynku fotowoltaiki w segmencie farm PV, zapewniają roczną rentowność na poziomie ok. 9% (zwrot nakładów inwestycyjnych po 10-11 latach). To nieco słabiej, niż w przypadku systemów przydomowej fotowoltaiki (zwrot po ok. 8-9 latach), jednak znacznie lepiej w stosunku do popularnych jeszcze do niedawna inwestycji w mieszkania na wynajem (3-5%/rok). Ciekawym opracowaniem, które przybliża specyfikę obliczania efektywności biznesowej, jaka charakteryzuje farmy fotowoltaiczne, jest analiza Agencji Rynku Energii. Z uwagi na dynamicznie zmieniające się niektóre składniki koszto- i cenotwórcze oraz zmienne wynikające z kryterium geograficznego, należy potraktować to opracowanie wyłącznie jako poglądowe.*
Analizę opracowano dla lokalizacji Rzeszowa, przy założeniu funkcjonowania 1 MW-owej elektrowni słonecznej z maksymalną mocą przez 118 godzin w trakcie roku. W pozostałym okresie uwzględniono, że moc jest niższa, a nawet bliska zeru (przez ok. pół roku). Na podstawie tych założeń, obliczono, iż przez 12 miesięcy, farma fotowoltaiczna wyprodukuje ponad 1100 MWh energii elektrycznej. Ustalono także, że sprzedażowa cena referencyjna wynosi 420 zł./MWh. Wśród założeń dotyczących kosztów inwestycyjnych, których suma wyniosła prawie 4,6 mln. złotych, ujęto:
- kupno paneli PV (ok. 2,3 mln. zł.),
- grunt pod zabudowę farmy (1,1 ha; 66 tys. zł.),
- falowniki (ok. 0,75 mln. zł.),
- konstrukcja wsporcza oraz roboty ziemne (0,86 mln. zł.),
- wykonanie przyłącza (0,4 mln. zł.),
- monitoring, ogrodzenie itd. (ok. 170 tys. zł.).
Opcją na poprawę rentowności całej inwestycji i osiągnięcie szybszego czasu zwrotu, jest obniżenie poszczególnych kosztów składowych. Staje się to teraz bardzo realne – ze względu na udogodnienia celne, jakie wprowadziła UE na komponenty fotowoltaiczne oraz coraz większą konkurencję na rynku producentów (spadki cen). Istotnym czynnikiem, jaki determinuje zmniejszenie wydatków, jest oczywiście bliskie sąsiedztwo farmy fotowoltaicznej z siecią energetyczną.
Farmy fotowoltaiczne w Polsce – stan aktualny i perspektywy dla OZE
Zgodnie z danymi uzyskanymi z Krajowego Systemu Elektroenergetycznego, zbiorcza moc instalacji fotowoltaicznych w Polsce, wynosiła z początkiem maja 2020 r. – 1832,7 MW.** O dynamice przyrostu świadczy fakt, że jeszcze miesiąc wcześniej, stan ten oscylował na poziomie ok. 1695 MW, a wzrost r/r wyniósł ponad 181%! Co ciekawe, największym producentem prądu z OZE w naszym kraju, wciąż pozostają farmy wiatrowe, generujące łączną moc ok. 6000 MW. Biorąc pod uwagę atrakcyjne warunki kredytowe, szereg wariantów rządowego dofinansowania, niższe ceny instalacji PV, przy jednoczesnej poprawie wydajności technologii – prognozuje się dalszy rozwój farm solarnych.
Po niedawnej publikacji wyników finansowych firmy Columbus – giełdowego potentata w sektorze fotowoltaiki, kurs akcji spółki wystrzelił o kilkadziesiąt procent (wcześniej firma zanotowała spektakularny wzrost o ok. 1000% w ciągu zaledwie kilku miesięcy!). Świetlane perspektywy zachęcają też inne spółki notowane na GPW do inwestycji w branżę solarną. Unimot, Orlen czy Rubicon – to kolejne podmioty, które planują dywersyfikację swojej działalności o aktywność biznesową w obszarze PV.***
Gwarantem dla utrzymania kierunku rozwoju fotowoltaiki jest też sama UE, zgodnie z zaleceniami której, udział OZE w bilansie energetycznym naszego kraju, powinien osiągnąć 15% do końca roku 2020 (obecnie to ok. 12%).
Źródła:
* www.cire.pl/pliki/2/2019/fotowoltaika_producent.pdf
** www.rynekelektryczny.pl/moc-zainstalowana-fotowoltaiki-w-polsce
*** www.bankier.pl