Jan Kroneisl, Engineering Buddy, Greenbuddies
V průběhu posledního roku se společnost Greenbuddies věnovala projektům rekonstrukce tzv. revampingu pěti fotovoltaických elektráren (FVE) v Itálii pro velkou investiční skupinu, která zakoupila několik starších FVE elektráren a rozhodla se je modernizovat. Možnosti modernizace byly obecně dvě: repowering nebo revamping. Při repoweringu nahrazujeme starou technologii za novou a zároveň zvyšujeme celkový instalovaný výkon. U revampingu měníme technologii, ale původní instalovaný výkon zůstává stejný.
Podívejme se na případ jedné z elektráren, na kterém jsme pracovali. Elektrárna je na severu Itálie, mezi Milánem a Padovou. Její původní instalovaný výkon byl 982 kWp. Postavili ji v roce 2011 na obdobné technologii jako mnoho elektráren z té doby po celé Evropě, včetně České republiky. Konstrukce dosahovala fixní sklon 30°, orientovaný na jih. Instalovaný výkon jednoho panelu byl 240 Wp a celkem jich nainstalovali 4094. Stejnosměrná elektřina konvertovala přes 60 kusů malých 15kW střídačů DANFOSS a připojení do vysokého napětí se provádělo přes 1000kVA transformátor.
Nový vlastník řešil v posledních letech problém s relativně rychlým poklesem výroby elektřiny a zároveň otázku státních subvencí, kdy chtěl zachovat stávající podmínky podpory. Z tohoto důvodu se nakonec rozhodl pro revamping, aby nepřišel o subvence a zároveň zvýšil účinnost elektrárny. Neměnil se tedy původní celkový instalovaný výkon elektrárny, ale došlo k radikální změně technologie uvnitř, což vedlo ke zvýšení výroby elektřiny stávající FVE.
Naprostá většina komponent FVE byla nakonec z různých důvodů vyměněna. Fixní konstrukce sice nevykazovala havarijní stav, ale místy se již začínala projevovat oxidace a vzhledem k vysoké vlhkosti podloží se očekávala zrychlená degradace v dalších letech. Rozhodli jsme se pevnou konstrukci vyměnit za naklápěcí, tzv. trackery, které se otáčejí za sluncem a mají dvě výhody. První je vyšší výroba elektřiny v absolutních číslech – v podmínkách střední Evropy je to až o 12 % oproti fixní konstrukci. Druhou výhodou je lepší výrobní diagram elektřiny, kdy výroba elektřiny nekulminuje přes poledne a negeneruje se tak vysoká špička, ale elektrárna rychleji naběhne na vysoký výkon ráno a sluneční svit využívá do večera, do poslední chvíle naplno. Výstupem je diagram výroby elektřiny v průběhu dne v podobě obdélníku, který se lépe obchoduje a na trhu je o něj větší zájem než o elektřinu dodanou zejména přes poledne. Ta dokonce v posledních letech čím dál častěji spadá do záporných hodnot a bez bateriového úložiště bude tato situace s rostoucím podílem FVE v ČR a sousedních zemích čím dál častější. Více k tématu například zde https://oenergetice.cz/trh-s-elektrinou/do-ceska-se-vratily-zaporne-ceny-elektriny-elektrina-zdarma-byla-po-rekordni-dobu
U panelů z roku 2011 se začala projevovat zrychlená degradace a defekty. I když se klient snažil provést úpravy stringování, ve stringu byly panely s rozdílnou výrobou, a nejhorší panel snižoval výrobu ostatním panelům zapojeným do daného stringu. Důležitý byl také aspekt střídačů. Z původních 60 kusů bylo již před naší modernizací v průběhu let nahrazeno celkem 12 kusů za nové. Právě střídače jsou ale nejvíce namáhanou komponentou, a proto se ve většině případů počítá s jejich postupnou obměnou již po cca 10 letech. Ostatní střídače u této FVE jsou sice nyní ještě funkční, ale je nutné počítat s tím, že jsou na konci své životnosti a brzy bude nutná jejich opětovná výměna.
Trafostanice byla původně projektována na celý výkon cca 1 MW, a ten se při revampingu nezměnil. Vzhledem k tomu, že trafostanice nevykazovala žádné známky poruch a běžně má životnost v řádu několika desítek let, nebyl důvod tuto relativně drahou komponentu měnit, a zůstala tedy nadále v provozu.
Nově má elektrárna výkon 992 kW. To je v toleranci 1 %, kterou stanovil lokální regulační úřad pro případy, kdy se mění technologie, aby výrobna nepřišla o podporu. Na přání zadavatele a z důvodu zachování původního instalovaného výkonu zde byly instalovány bifaciální panely o výkonu 520 Wp, což je poměrně konzervativní, protože na jiných projektech osazujeme běžně panely na trackerech o výkonu 620 Wp. Trackery od firmy Comal umožňují naklopení panelů mezi +55° a -55° od východu na západ. V tomto případě je rozestup mezi řadami trackerů 5,5 metru, aby si mezi sebou nestínily. V našich zeměpisných šířkách však doporučujeme vzdálenost řad o něco širší. Elektrárna má nyní 11 větších střídačů, což vede také k jednodušší údržbě do budoucna. Zároveň s výměnou DC komponent se nově dimenzovala i DC kabeláž, aby se minimalizovaly úbytky napětí, a tedy ztráty na vedení.
Při revampingu je tedy možné změnit jen ty části, které mají největší vliv na výrobu elektřiny (tj. panely, konstrukce, střídače) a ostatní ponechat dále sloužit (tj. trafostanice, oplocení, servisní cesty, vyvedení výkonu). Návratnost je poté výrazně vyšší než v případě kompletního repoweringu nebo výstavby na zelené louce.
