Podczas pomysłu na wybudowanie farmy PV na użytek własny lub też na sprzedaż energii kluczowym pytaniem, jakie trapi każdego inwestora jest: -„W jakim kierunku świata skierować moją farmę PV, aby z ekonomicznego punktu widzenia najszybciej się zwróciła?” Powszechnie znanymi kierunkami jest kierunek południowy lub orientacja wschód-zachód. Stawiając na kierunek południowy, osiągamy największe uzyski przypadające na godziny południowe. Projektując instalację na wschód-zachód wydłużamy zakres czasu naszej produkcji, kosztem produkcji maksymalnej. Jak więc zaprojektować farmę PV, aby chwilowa produkcja była na maksymalnym poziomie oraz czas produkcji był możliwie jak najdłuższy? Rozwiązaniem na to pytanie jest projektowanie oraz budowa farmy PV z użyciem trackerów jednoosiowych.
Co to jest Tracker?
Tracker jednoosiowy to specjalna konstrukcja, która pomaga panelom słonecznym podążać za słońcem przez cały dzień. To jak ruchoma podpórka, która obraca panele tak, aby były skierowane w stronę słońca przez większość czasu. Dzięki temu panele słoneczne mogą zbierać jak najwięcej energii z promieni słonecznych. Tracker jednoosiowy działa szczególnie dobrze w miejscach, gdzie słońce przemieszcza się w podobny sposób przez cały rok. To rozwiązanie pozwala zwiększyć ilość energii produkowanej przez panele słoneczne w porównaniu do tych, które są nieruchome. Co ważne, takie trackery są odporne na różne warunki pogodowe, jak silne wiatry czy chłód. Warto wiedzieć, że dzięki ciągłemu postępowi technologicznemu, trackery stają się coraz bardziej dostępne cenowo. Dlatego są teraz atrakcyjną opcją nie tylko dla dużych instalacji przemysłowych, ale także dla właścicieli małych instalacji słonecznych przy domach, którzy chcą zwiększyć wydajność swoich paneli słonecznych.
Rozróżniamy dwa rodzaje trackerów:
Jednoosiowe – Trackery jednoosiowe to urządzenia, które dostosowują ustawienie paneli fotowoltaicznych wzdłuż jednej osi, czy to pionowej, czy poziomej. Są szczególnie skuteczne w obszarach, gdzie trajektoria słońca jest niemal identyczna przez cały rok.
Dwuosiowe – Trackery dwuosiowe to zaawansowane rozwiązania, które umożliwiają optymalne ustawienie paneli zarówno w pionie, jak i w poziomie. Dzięki nim panele mogą śledzić ruch słońca nie tylko w zależności od godziny w ciągu dnia, ale także od pory roku. Są one szczególnie przydatne w miejscach, gdzie kąt padania promieni słonecznych zmienia się znacząco w ciągu roku.
Budowa trackerów
Tracker solarny, znany również jako śledzący system fotowoltaiczny, to zaawansowana technologia służąca do zwiększenia efektywności paneli słonecznych poprzez optymalizację ich ekspozycji na światło słoneczne. Konstrukcja trackerów opiera się na solidnej ramie stalowej, która jest podstawą dla umieszczonych na niej paneli słonecznych.
Konstrukcja Stalowa i Montaż: Trakery składają się z mocnych słupów konstrukcyjnych, które są wbijane w ziemię za pomocą specjalistycznego urządzenia zwanego kafarem. Głębokość wbicia słupów jest ściśle dostosowana do warunków klimatycznych i rodzaju gruntu, co zapewnia stabilność i bezpieczeństwo całej konstrukcji. Proces ten poprzedzony jest testem wyrywania słupów, który pozwala na precyzyjne określenie wymaganej głębokości montażu.
Rozstaw i Organizacja: Rozstaw między poszczególnymi trackerami to około 5 metrów, ale w zależności od specyfiki terenu, może być konieczne zastosowanie większych odstępów. Ta elastyczność umożliwia dopasowanie konstrukcji do różnorodnych warunków terenowych.
Montaż Paneli: Panele są montowane pionowo w jednym rzędzie, a każdy tracker może obsługiwać do 64 sztuk paneli. Dzięki temu rozwiązaniu każda jednostka trackerowa jest w stanie maksymalizować wykorzystanie przestrzeni i energii słonecznej.
System Sterowania: Serce każdego trackera stanowi system sterowania, który odpowiada za precyzyjne śledzenie ruchu słońca. Dzięki temu panele są stale skierowane w stronę słońca, co pozwala na zwiększenie efektywności energetycznej nawet o 20-30% w porównaniu do statycznych systemów fotowoltaicznych. System sterowania reguluje kąt nachylenia paneli w ciągu dnia, a zaawansowane algorytmy obliczeniowe zapewniają optymalne ustawienie w zależności od pory roku i aktualnych warunków pogodowych.
Siłowniki i Łożyska: Kluczową rolę w trackingu odgrywają siłowniki i łożyska, które zapewniają płynne i precyzyjne ruchy konstrukcji. Są one projektowane tak, aby wytrzymać różnorodne warunki atmosferyczne oraz obciążenia spowodowane przez panele.
Jak dokładnie działa farma fotowoltaiczna z trackerów?
Farma fotowoltaiczna wyposażona w trackery to zaawansowany system, który wykorzystuje najnowsze technologie do maksymalizacji produkcji energii słonecznej. Kluczowym elementem takich farm są trackery, które dynamicznie dostosowują położenie paneli słonecznych, aby jak najlepiej wykorzystać dostępne światło słoneczne. Oto jak dokładnie działa taka farma:
Stacja Pogodowa: Każda farma PV z trackerami jest wyposażona w stację pogodową, która monitoruje warunki atmosferyczne. Stacja ta mierzy kierunek i prędkość wiatru oraz grubość pokrywy śnieżnej. Informacje te są niezbędne do optymalizacji pracy trackerów, szczególnie w ekstremalnych warunkach pogodowych.
Komunikacja i Zarządzanie: Jedna stacja metrologiczna może obsługiwać do czterech bramek sieciowych (skrzynek GW) za pomocą połączenia światłowodowego lub Ethernetu. Każda skrzynka GW, dzięki technologii bezprzewodowej, jest w stanie komunikować się z do 100 trackerami. To umożliwia scentralizowane zarządzanie i monitorowanie pracy całej farmy.
System Przesyłania Danych: W stacji transformatorowej instalowany jest router z dostępem do sieci internetowej, co jest kluczowe dla sprawnego przesyłu danych. Dzięki temu możliwe jest zdalne monitorowanie i sterowanie farmą.
Automatyka Trackera: Każdy stół trackerowy jest wyposażony w indywidualny system automatyki, który obejmuje napęd (umożliwiający ruch paneli), jednostkę sterującą trackerem oraz antenę do komunikacji bezprzewodowej. Automatyka ta pozwala na precyzyjne dopasowanie kąta nachylenia paneli do aktualnego położenia słońca.
Optymalizacja Produkcji Energetycznej: Dzięki precyzyjnemu śledzeniu słońca, trackery mogą zwiększyć produkcję energii nawet o 20-40% w porównaniu do statycznych systemów fotowoltaicznych. System śledzenia pozwala na maksymalne wykorzystanie promieni słonecznych przez cały dzień, co przekłada się na wyższą efektywność energetyczną.
Adaptacja do Warunków Pogodowych: W przypadku silnego wiatru lub ciężkich warunków śniegowych, system automatycznie dostosowuje położenie paneli, aby zminimalizować ryzyko uszkodzeń. Na przykład, w ekstremalnych warunkach wiatrowych, trackery mogą ustawiać panele w pozycji bezpiecznej, co zapobiega potencjalnym awariom.
Zdalne Zarządzanie i Monitorowanie: Dzięki zastosowaniu nowoczesnych technologii komunikacyjnych, operatorzy farm mogą zdalnie monitorować i zarządzać pracą trackerów, co umożliwia bieżącą optymalizację pracy oraz szybką reakcję na wszelkie anomalie.
Farma fotowoltaiczna z trackerami to wysoce efektywne rozwiązanie, które wykorzystuje zaawansowane technologie zarządzania i monitorowania do optymalizacji produkcji energii słonecznej. Trackery, dzięki swojej zdolności do dynamicznego dostosowywania się do warunków pogodowych i pozycji słońca, znacząco zwiększają efektywność energetyczną farm, jednocześnie zwiększając ich bezpieczeństwo i trwałość.
Sterowanie Trackerów
Sterowanie trackerów w farmach fotowoltaicznych jest kluczowym elementem, który wpływa na wydajność i bezpieczeństwo całego systemu. Trackery, wyposażone w zaawansowane systemy sterowania, działają na podstawie trzech głównych trybów pracy:
Tryb Stop: Jest to tryb awaryjny, używany w przypadku wykrycia problemów technicznych lub awarii trackera. W tym trybie tracker pozostaje nieruchomy, co zapobiega potencjalnym uszkodzeniom urządzenia.
Tryb Manualny: Tryb manualny umożliwia ręczne sterowanie położeniem trackera. Jest on wykorzystywany podczas prac serwisowych, mycia paneli, pielęgnacji terenów zielonych lub innych czynności konserwacyjnych. Dzięki temu możliwe jest precyzyjne ustawienie trackerów w pozycji, która ułatwia przeprowadzenie niezbędnych prac.
Tryb Automatyczny: To podstawowy tryb pracy trackera, aktywowany podczas normalnej eksploatacji. System automatycznego sterowania dostosowuje położenie paneli słonecznych w zależności od pozycji słońca. To zabezpiecza tracker przed uszkodzeniami wynikającymi z ekstremalnych warunków pogodowych, jak również maksymalizuje produkcję energii elektrycznej.
Algorytm Astronomiczny:
Każda farma PV jest wyposażona w indywidualnie zaprogramowany algorytm astronomiczny. Dzięki niemu trackery precyzyjnie "podążają" za słońcem, uwzględniając porę roku, porę dnia oraz geograficzną lokalizację farmy PV. Taki system pozwala na optymalizację produkcji energii w różnych porach dnia - od rana do wieczora, co jest niemożliwe w standardowych, statycznych instalacjach fotowoltaicznych.
Zabezpieczenia Automatyczne:
Automatyka trackera zawiera szereg zabezpieczeń, które chronią instalację przed uszkodzeniami w ekstremalnych warunkach pogodowych:
W przypadku silnych wiatrów, trackery automatycznie przyjmują pozycję leżącą, redukując opór wiatrowy.
Podczas obfitych opadów śniegu, trackery ustawiają się w pozycji umożliwiającej samoczyszczenie, co zapobiega akumulacji śniegu na panelach.
W nocy, trackery pozycjonowane są równolegle do gruntu, minimalizując narażenie na wiatr.
Monitorowanie i Reagowanie:
Nowoczesne systemy sterowania trackerów są wyposażone w sensory i systemy monitorowania, które ciągle analizują warunki pogodowe i dostosowują położenie trackerów. Pozwala to na szybką reakcję na zmiany warunków atmosferycznych i zapewnia optymalną wydajność instalacji.
Analiza Rentowności Farmy PV z Trackerami
Przy analizowaniu rentowności farmy fotowoltaicznej wyposażonej w trackery, kluczowe jest zrozumienie zapotrzebowania na energię potrzebną do ich funkcjonowania oraz potencjalnych korzyści z ich zastosowania.
Zapotrzebowanie Energetyczne Trackerów:
Zużycie energii przez trackery waha się w zależności od pory roku - od 0,07 kWh w lecie do 0,22 kWh w zimie na obrót.
Średnioroczne zużycie energii przez farmę PV o mocy 1 MW na obsługę trackerów wynosi około 2 MWh.
Efektywność Produkcji Energii:
Farmy wyposażone w trackery mogą produkować około 30% więcej energii niż farmy z konstrukcją wschód-zachód i około 15% więcej niż farmy z konstrukcją południową.
Przykładowo, 1 MW mocy zainstalowanej w kierunku południowym generuje rocznie około 975 MWh energii, podczas gdy taka sama moc na trackerach może wyprodukować do 1121 MWh rocznie.
Zwiększona Produkcja w Godzinach Szczytu:
Trackery zwiększają produkcję energii w godzinach porannych i popołudniowych, kiedy ceny energii elektrycznej są najwyższe. To przekłada się na większą rentowność farmy, szczególnie przy sprzedaży energii w systemie net billing.
Koszty i Zwrot Inwestycji:
Chociaż początkowy koszt instalacji trackerów jest wyższy niż w przypadku tradycyjnych konstrukcji, oblicza się, że inwestycja ta zwraca się w ciągu 4-5 lat dzięki wyższej produkcji energii.
Zwiększona produkcja energii, szczególnie w godzinach szczytu, pozwala na szybsze odzyskanie kosztów inwestycji i długoterminowe korzyści finansowe.
Wartość dodana płynąca z zastosowania trackerów w farmach fotowoltaicznych polega na ich zdolności do zwiększenia efektywności produkcji energii elektrycznej. Choć inwestycja początkowa jest wyższa, to długoterminowe korzyści wynikające z wyższej produkcji energii i lepszego wykorzystania godzin szczytu, sprawiają, że trackery stanowią opłacalne rozwiązanie dla farm PV. Dzięki swojej zdolności do „śledzenia” słońca, trackery maksymalizują wydajność paneli przez cały dzień, co przekłada się na znaczne zwiększenie rocznej produkcji energii elektrycznej.
Serwis, Obsługa i Gwarancja Trackerów w Farmach Fotowoltaicznych
Farma fotowoltaiczna wykorzystująca trackery zapewnia wysoką wydajność i niezawodność, a jej obsługa i serwisowanie nie różnią się znacząco od tradycyjnych farm PV. Jednak ze względu na mechanizmy ruchome i zaawansowane systemy sterowania, ważne jest zwrócenie uwagi na kilka kluczowych aspektów serwisowania i gwarancji.
Regularne Serwisy i Konserwacja:
Pierwszy serwis farmy z trackerami jest zalecany po 4 latach użytkowania, obejmujący przede wszystkim smarowanie łożysk. Taka operacja nie wymaga zatrzymywania pracy farmy i może być przeprowadzana bez zakłóceń w jej działaniu.
Regularne czyszczenie paneli i pielęgnacja terenu pod nimi również nie wymaga wyłączania farmy i może być realizowane zgodnie z potrzebami.
Gwarancja na Elementy Ruchome i Sterowanie:
Trackerom zazwyczaj towarzyszy gwarancja producenta w zakresie od 5 do 10 lat lub dłużej. Obejmuje ona zarówno części ruchome, jak i elementy sterowania.
Producent gwarantuje, że od zgłoszenia ewentualnej awarii do jej usunięcia i wznowienia pracy farmy nie powinno minąć więcej niż 7 dni.
Wsparcie Techniczne i Szybka Reakcja Serwisowa:
Producenci trackerów zapewniają profesjonalne wsparcie techniczne i serwisowe, co jest kluczowe dla utrzymania ciągłości pracy farmy.
W przypadku jakichkolwiek problemów technicznych, ekipy serwisowe są zobowiązane do szybkiej reakcji, aby zminimalizować przestoje w produkcji energii.
Zaawansowane Systemy Sterowania:
Trackery są wyposażone w zaawansowane systemy sterowania, które automatycznie dostosowują pozycję paneli do kąta padania promieni słonecznych, maksymalizując wydajność energetyczną.
Regularne aktualizacje oprogramowania i kontrola systemów sterowania są również ważnym elementem serwisowania, gwarantującym optymalną pracę trackerów.
Zarządzanie Farmą i Monitorowanie Stanu Technicznego:
Właściciele farm z trackerami mają możliwość monitorowania ich stanu technicznego oraz wydajności za pośrednictwem dedykowanych aplikacji i systemów zarządzania.
Dane te są kluczowe do planowania prac serwisowych i ewentualnych interwencji technicznych.
Farmy fotowoltaiczne z trackerami wymagają regularnego serwisowania i konserwacji, ale dzięki zaawansowanym systemom sterowania i wsparciu technicznemu, ich obsługa jest stosunkowo prosta i nie wpływa znacząco na ciągłość produkcji energii. Gwarancje producenta oraz szybka reakcja serwisowa zapewniają dodatkowe poczucie bezpieczeństwa i niezawodności tych nowoczesnych systemów fotowoltaicznych.
Podsumowanie Korzyści z Budowy Farmy PV z Trackerami
Decyzja o budowie farmy fotowoltaicznej z użyciem trackerów staje się coraz bardziej popularna, głównie dzięki licznych korzyściom, które oferują te systemy. Oto szczegółowe omówienie kluczowych zalet takiego rozwiązania:
Zwiększenie Rocznej Produkcji Energii:
Trackery pozwalają na dynamiczne śledzenie pozycji słońca, co zwiększa efektywność paneli fotowoltaicznych i umożliwia znacznie wyższą produkcję energii w ciągu roku.
Dzięki możliwości regulacji kąta nachylenia paneli, tracker maksymalizuje ilość absorbowanego światła słonecznego, co przekłada się na większą wydajność energetyczną.
Optymalizacja Produkcji w Godzinach Szczytowych:
Trackery umożliwiają zwiększoną produkcję energii w godzinach porannych i wieczornych, co jest kluczowe ze względu na wyższe ceny energii w tych okresach.
Ta zdolność do adaptacji zapewnia wyższe przychody z produkcji energii, szczególnie w godzinach szczytowego zapotrzebowania.
Bezpieczeństwo i Łatwość Konserwacji:
Tracker oferuje bezpieczne i łatwe warunki pracy dla serwisantów i osób zajmujących się konserwacją, dzięki możliwości ręcznego sterowania pozycją paneli.
Systemy te są zaprojektowane z myślą o minimalnym ryzyku awarii i prostocie obsługi, co ułatwia regularne prace konserwacyjne.
Automatyczne Sterowanie:
Tracker wyposażony jest w zaawansowany system sterowania, który automatycznie reguluje pozycję paneli w zależności od kąta padania promieni słonecznych.
System ten minimalizuje potrzebę interwencji ludzkiej, zapewniając niezawodność i ciągłość produkcji energii.
Alternatywa dla Magazynów Energii:
Tracker jest doskonałą alternatywą dla magazynów energii, szczególnie w kontekście optymalizacji sprzedaży energii w godzinach szczytu.
Umożliwia zwiększenie produkcji energii w najbardziej opłacalnych porach dnia, co może być bardziej ekonomiczne niż magazynowanie i późniejsza sprzedaż energii.
Dodatkowe Korzyści:
Trackery są konstrukcjami długotrwałymi, zapewniając stabilność inwestycji i obniżając ryzyko awarii.
Umożliwiają optymalne wykorzystanie przestrzeni, co jest szczególnie istotne w przypadku ograniczonego terenu.
Wykorzystanie trackerów w farmach PV to rozwiązanie, które przynosi wiele korzyści, zarówno w zakresie zwiększenia wydajności, jak i w aspekcie ekonomicznym. Dzięki ich zastosowaniu możliwa jest optymalizacja produkcji energii słonecznej, co przekłada się na lepsze wyniki finansowe inwestycji w odnawialne źródła energii.
Commentaires