Tehnoekonomska analiza potencijala fotonaponskih sistema u Bosni i Hercegovini

Autor: Emir Šišić, dipl.ing.el. Ceteor d.o.o Sarajevo

esisic@ceteor.ba

Klimatske promjene i enormno zagađivanje zraka čiji smo svjedoci  u posljednjih nekoliko decenija na globalnom nivou, uzrokovali su drastičnu promjenu kursa u svjetskoj energetskoj politici. Proizvođači električne energije koji koriste konvencionalne izvore (ugalj, nafta, nuklearna energija) poput termoelektrana i nuklearnih elektrana, kroz energetske planove razvijenih zemalja se postepeno ukidaju, a potenciraju se brzorastuće tehnologije na bazi obnovljivih izvora energije (vjetroelektrane, solarne elektrane, geotermalne elektrane, elektrane na biomasu, itd). Svijet se suočava sa konstantnim povećanjem potreba za energijom, ali isto tako i postepenim smanjenjem zaliha fosilnih goriva, što je dodatno podstaklo masovnu izgradnju postrojenja koja koriste obnovljive izvore energije. Cijena proizvedenog MWh iz vjetroelektrana i solarnih elektrana je rapidno opadala posljednjih nekoliko godina, te se danas može ustanoviti da je ona niža od MWh električne energije proizvedene u termoelektrani. Bosna i Hercegovina je država bogata prirodnim resursima i postoje značajni potencijali za korištenje energije vjetra i sunca. Obnovljivi izvori energije u ukupnoj proizvodnji  učestvuju do 40% godišnje, međutim ogroman udio otpada na velike hidroelektrane, dok je udio ostalih tehnologija znatno manji. Do sada je u Bosni i Hercegovini izgrađeno 180 fotonaponskih elektrana, instalisane snage nešto preko 18 MW. U ukupnom kapacitetu elektroenergetskih postrojenja solarne elektrane učestvuju sa samo 0,37%. Ovako mali procenat je u velikoj mjeri rezultat komplikovanih procedura i ostalih barijera koje sprječavaju značajniju kapitalizaciju obnovljivih izvora energije. Energija sunca ima ubjedljivo najveći potencijal, obzirom da je količina sunčeve radijacije koja dospije do Zemlje u toku jedne godine, čak 10.000 puta veća od stvarnih potreba. Uz konstantno smanjenje cijena proizvodnje fotonaponskih sistema, na područjima sa ne tako velikom sunčevom radijacijom uz pravilan izbor i dimenzionisanje sistema može se postići adekvatna profitabilnost.

Sunčeva radijacija (zračenje) predstavlja energiju isporučenu po jedinici površine (W/), koja se manifestuje u  obliku elektromagnetnog zračenja. Sunčevo zračenje na zemljinoj površini ovisi o nagibu mjerne površine, visini sunca iznad horizonta, te atmosferskih uvjeta na području mjerenja. Postoji nekoliko vrsta sunčevog zračenja:

Ukupno sunčevo zračenje (Total Solar Irradiance – TSI) – predstavlja količinu solarne energije svih valnih dužina po jedinici površine na gornjem sloju Zemljine atmosfere. Mjeri se okomito na dolaznu sunčevu svjetlost.

Direktno zračenje (Direct Normal Irradiance – DNI) – jeste zračenje koje se mjeri na određenom mjestu na površini Zemlje, sa površinskim elementom okomitim u odnosu na sunce. Direktno normalno zračenje jednako je zračenju iznad atmosfere umanjenim za atmosferske gubitke uslijed apsorpcije i raspršivanja. Gubici ovise o vremenu dana, stepenu oblačnosti i atmosferskim prilikama.

Difuzno horizontalno zračenje (Diffuse Horizontal Irradiance – DHI) – je sunčevo zračenje koje nastaje raspršavanjem zračenja u atmosferi i do tla dopire iz svih smjerova neba. Mjeri se na vodoravnoj površini.

Globalno horizontalno zračenje (Global Horizontal Irradiance – GHI) – predstavlja ukupno zračenje Sunca na vodoravnoj površini na Zemlji. To je zbir direktnog zračenja (uz prethodno računanje Sunčevog zenitnog ugla – z) i difuznog horizontalnog zračenja.

GHI=DHI+DNI ×cos (z)

Bosna i Hercegovina ima značajan potencijal za instalaciju fotonaponskih sistema, a posebno se ističu južni krajevi sa mnogo sunčanih sati godišnje i značajnom količinom ukupnog zračenja koje primi tokom jedne godine. U nastavku su date glavne karakteristike Sunčevog zračenja i potencijali proizvodnje električne energije iz fotonaponskih elektrana.

Slika 1. Direktno Sunčevo zračenje (dnevno i godišnje – kWh/m^2) na području BiH

Slika 2. Globalno horizontalno zračenje (dnevno i godišnje – kWh/m^2) na području BiH

Slika 3. Potencijal iskorištenja solarne energije na području BiH – kWh/kWp

Fotonaponska postrojenja se mogu postavljati na krovovima stambenih i poslovnih objekata, na otvorenim zemljanim površinama, parkinzima ili čak na vodenim površinama. Da bi se osiguralo optimalno iskorištenje Sunčeve energije, potrebno je definisati tehničke karakteristike objekta na kojem će biti postavljeni fotonaponski moduli. Krov ili neka druga površina, prikladna za izgradnju solarne elektrane treba biti usmjerena prema jugu, jugoistoku ili jugozapadu pod određenim uglom kako bi se osigurala maksimalna proizvodnja električne energije (ugao zavisi od geografske lokacije objekta). Raspored fotonaponskih modula treba biti takav da ne prave sjenu jedni drugima, a čitava površina na kojoj se planira izgradnja elektrane ne smije da bude u sjenci krovne konstrukcije, dimnjaka, ventilacionih otvora, objekata ili drveća u okolini. Životni vijek solarnih elektrana je 30 godina, a proizvođači daju garanciju na efikasnost opreme do čak 25 godina. Jedna od glavnih karakteristika fotonaponskih sistema jeste visok stepen efikasnosti opreme tokom životnog vijeka. U sljedećoj tabeli su navedeni osnovni tehnički parametri u zavisnosti od lokacije, koje treba uzeti u obzir prije razmatranja investicije u solarnu elektranu na području Bosne i Hercegovine:

Tabela 1. Tehničke karakteristike i parametri za područje Bosne i Hercegovine

Kako bi se podstakla proizvodnja električne energije iz obnovljivih izvora, te na taj način smanjila emisija stakleničkih plinova, u svijetu pa tako i u Bosni i Hercegovini su razvijeni različiti modeli za subvenciju fotonaponskih postrojenja (feed-in premije, feed-in tarife, trgovanje zelenim certifikatima, itd.). Međutim, naglim smanjenjem proizvodnih cijena, fotonaponski sistemi su postali potpuno konkurentni konvencionalnim izvorima energije, pa su tako pojedine zemlje već ukinule bilo kakav oblik subvencija. Tehnologija je do te mjere razvijena, da je trenutni rekord za cijenu isporučene električne energije iz solarnih elektrana 13,5 $/MWh (Ujedinjeni Arapski Emirati). U Bosni i Hercegovini princip subvencioniranja fotonaponskih sistema je zasnovan na feed-in tarifi koja se mijenja i prilagođava svakih 18 mjeseci, a broj trenutnih zahtjeva za sticanje statusa privilegovanih i kvalifikovanih proizvođača električne energije je znatno veći od dostupnih dinamičkih kvota za proizvodnju iz obnovljivih izvora energije. Postupak izdavanja dozvola je poprilično kompleksan, a definisan je zakonima, pravilnicima i uredbama na nivou entiteta, distrikta i kantona. To je razlog zbog kojeg se na izgradnju fotonaponske elektrane osim dugotrajne i komplikovane administrativne procedure, treba čekati nekoliko godina. Međutim, trend smanjivanja cijena otvara mogućnost izgradnje solarnih elektrana koje su isplative i bez ostvarivanja posebnog statusa i prava otkupa električne energije po zagarantovanim cijenama. U ovisnosti od planirane instalisane snage, prisutna je sljedeća klasifikacija postrojenja:

  • 2 kW ≤ mikro ≤ 23 kW
  • 23 kW ≤ mini ≤ 150 kW
  • 150 kW ≤ mala ≤000 kW
  • 1 MW ≤ srednja ≤ 10 MW
  • 10 MW < velika

Slika 4. Solarna elektrana u Bosanskom Petrovcu instalisane snage 150 kW

Troškovi ulaganja u fotonaponske sisteme se općenito mogu podijeliti na:

  • Troškovi ulaganja u fotonaponske module
  • Troškovi ulaganja u DC/AC invertore
  • Troškovi ulaganja u regulatore napona i punjenje baterija, akumulatore (u slučaju modela fotonaponske elektrane sa pohranom električne energije)
  • Troškovi ulaganja u ostalu opremu
  • Troškovi konsultantskih i projektantskih usluga
  • Troškovi montaže opreme i priključka na elektroenergetsku mrežu
  • Troškovi pogona i održavanja opreme

Najbolji pokazatelj potencijalne uspješnosti projetka jeste tehnoekonomska analiza njegove isplativosti, sa informacijama o novčanom toku i neto finansijskim i ekonomskim koristima tokom perioda eksploatisanja postrojenja. Jedna od najboljih metoda jeste metoda razdoblja povrata, koja sadrži projekcije godišnjih prihoda i izdataka za vrijeme korištenja fotonaponske elektrane. Isplativost svih tehnologija proizvodnje električne energije, a samim tim i fotonaponskih sistema određuju:

  • Uštede i/ili prihodi od korištenja sistema
  • Troškovi početnog ulaganja
  • Pogonski troškovi
  • Troškovi održavanja i servisiranja
  • Troškovi demontiranja opreme na završetku radnog vijeka postrojenja

U okviru tehnoekonomske analize određuje se i okolinski aspekt postrojenja, tj. koliki uticaj novoizgrađeno postrojenje ima na smanjenje emisija ugljen dioksida.

Ceteor Sarajevo nudi klijentima cjelokupno rješenje tehnoekonomske analize opravdanosti izgradnje fotonaponskih sistema na području Bosne i Hercegovine. U zavisnosti od profila klijenta, analizira se postojeće stanje, potrošnja i potrebe za električnom energijom. Analizira se raspoloživost prostora i potencijala za proizvodnju električne energije iz fotonaponskih sistema. Osim navedenog studija sadrži i podatke o isplativosti projekta, troškove ulaganja, 3D model buduće fotonaponske elektrane, preporuku modela nabavke opreme, te detaljnu analizu regulatornog okvira i osjetljivosti projekta.

print