Vyhodnocení provozu a benchmarking fotovoltaických elektráren Workshop CZEPHO / SOLARTEC Ing. Jaroslav Jakubes ENA s.r.o.

Transkript

1 Vyhodnocení provozu a benchmarking fotovoltaických elektráren Workshop CZEPHO / SOLARTEC Ing. Jaroslav Jakubes ENA s.r.o.

2 ENA s.r.o. Založena v r.1992 jako specializovaná konzultační firma zaměřená na poradenskou činnost v energetice. Základní aktivity: oenergetické audity, Technical Due-Dilligence oporadenství v oblasti plynárenství, elektroenergetiky, teplárenství a těžby nerostných surovin oporadenství v oblasti cen a tarifů, konkurenceschopnost paliv a energií oekonomické analýzy, marketingové studie, akvizice ostrategické poradenství v energetice otechnické poradenství v oblasti OZE (od r. 2010) Reference ve fotovoltaice Technické poradenství (technické duediligence, modelové posudky výroby, technický dozor, vyhodnocení provozních parametrů) přes 470 MWp FVE (CZ, SK, BG, RO, UA, IT)

3 Obsah prezentace Proč vyhodnocovat provoz FVE? Způsoby vyhodnocení provozu FVE Parametry pro vyhodnocení provozu FVE Předpoklady pro správné vyhodnocení provozu FVE Benchmarking FVE - rychlé vyhodnocení provozu FVE Performance Ratio a celková účinnost systému - detailní vyhodnocení provozních parametrů FVE Praktické zkušenosti z vyhodnocování provozu FVE Příklady využití vyhodnocení pro diagnostiku chyb a výpadků provozu FVE Návazná detailní diagnostika poruch a chyb FVE

4 Proč vyhodnocovat provozní parametry FVE? Protože majitel / provozovatel FVE stojí před zodpovězením řady důležitých otázek týkajících se provozu FVE: Chová se FVE dle předpokladů a reaguje na měnící se podmínky prostředí (zejména klimatické výkyvy)? Došlo či dochází na FVE k závažným provozním událostem ovlivňujícím energetické výnosy? Je prováděna řádně údržba a servis FVE? Má majitel FVE kontrolu na plněním provozních záruk ze strany dodavatele/servisující firmy (pokud jsou sjednány)? Odpovídají parametry FVE/ jednotlivých komponent (panely, střídače, kabeláže, trafa ) parametrům garantovaným dodavateli? Je FVE správně projekčně navržena a provozně optimalizována, nejsou provozní parametry systematicky horší / lepší? Existuje u FVE možnost optimalizace/zlepšení parametrů? Jaká je prognóza parametrů a výnosů FVE do budoucna? Je moje FVE lepší, než ta sousedova?

5 Způsoby vyhodnocení provozu FVE (1) Absolutní hodnoty výroby (kwh) obvykle na měsíční (fakturační bázi) Stačí znát pouze fakturované výroby (odečty elektroměru) Obvykle porovnávány s energetickým auditem či rychlým nástřelem z nástroje PVGIS, v lepším případě se sofistikovanějším modelovým posudkem (PVSYST, PVSOL, Solargis) na základě dlouhodobého klimatického průměru Nejméně vypovídající způsob hodnocení FVE Nenese informaci o klimatických podmínkách, za jakých je výroby dosaženo Neumožňuje objektivně posoudit kvalitativní charakteristiky FVE ani jej nelze použít k porovnání FVE mezi sebou Obsahuje prakticky pouze informaci: vydělal/nevydělal jsem na splátku úvěru Pokud je porovnáváno s kvalitním modelovým posudkem, obsahuje navíc info: výroba FVE je pod či nad předpokladem na základě dlouhodobého průměru

6 Způsoby vyhodnocení provozu FVE (2) Měrná výroba (kwh/kwp) na roční (měsíční či denní bázi) Stačí znát pouze fakturované výroby (odečty elektroměru) a výkon FVE Roční kwh/kwp často používaný parametr na rychlé posouzení ročního výnosu FVE Opět nenese informaci o klimatických podmínkách, za jakých je výroby dosaženo Neumožňuje detailně posoudit kvalitativní charakteristiky FVE Lze použít k porovnání FVE mezi sebou za stejné období Nezohledňuje rozdílné klimatické podmínky v různých lokalitách, rozdílné technické provedení (komponenty, koncepce, sklony/orientace panelů) Nevypovídá měřitelným a srovnatelným způsobem o kvalitě FVE

7 Benchmarking FVE - rychlé vyhodnocení provozu FVE Na základě statistik ERÚ a s provedením korekcí na nově instalované zdroje je možno vypočítat měrné výroby po krajích ČR roční i měsíční Příklad: dosažené roční měrné výroby ve všech FVE instalovaných v krajích ČR Měrné výroby na měsíční bázi velmi dobrý základ pro základní porovnání (benchmark) FVE Zdroj: Výpočty ENA na základě veřejně dostupných statistik ERÚ

8 Benchmarking FVE na bázi měrné výroby - příklad Příklad průměrné FVE, kde došlo k několika drobným výpadkům v březnu 2011 říjen / listopad 2011 ovlivněn mlhami a smogovou situací Velmi rychlé srovnání a posouzení, zda a kdy došlo k provozním problémům, které je nutno podrobněji analyzovat

9 Relativní výkonové ukazatele FVE Performance Ratio (PR) a celková účinnost systému (η) Performance Ratio / PR / výkonový poměr (%) nebo Celková účinnost systému / η / ETA (%) jedny z nejdůležitějších ukazatelů pro hodnocení účinnosti FV systému. Na lokalitě nezávislé měřítko kvality FV systému, a proto se často označuje také jako faktor kvality. Ideální parametr pro vyhodnocení a porovnání FVE systémů mezi sebou nebo sledování stavu FV systému v průběhu delšího období. Parametr vhodný pro porovnání s modelovým výpočtem výroby (PV*Sol, PVSYST, Solargis Pvplanner) Parametr vhodný pro srovnání FVE nezávisle na lokalitě, technickém provedení, orientaci FV systému a dopadajícím záření Při standardní definici a způsobu vyhodnocení nezohledňuje pouze rozdíly dané výkyvy teplot (teplotní závislosti panelů).

10 Relativní výkonové ukazatele FVE Performance Ratio / PR / výkonový poměr (%) Konkrétně PR představuje poměr skutečného energetického výnosu vzhledem k teoreticky možnému. Čím více se hodnota PR blíží 100 %, tím efektivněji tento FV systém pracuje. V praxi velmi dobré FVE systémy: PR > 80 % Celková účinnost systému / η / ETA (%) Představuje poměr skutečného energetického výnosu vzhledem k energii záření dopadající na panely Čím více se hodnota ETA blíží účinnosti panelů, tím efektivněji tento FV systém pracuje. V praxi velmi dobré FVE systémy: η > 11 % Parametry jsou analogické, vzájemně spolu korelují, je věcí volby, který pro hodnocení vybereme.

11 Vstupy pro výpočet a interpretace PR / η Nezbytné vstupní parametry plocha panelů FV systému (m2), suma globálního záření v rovině panelů (kwh/m 2 ) čidla záření na FVE nebo satelitní měření výroba (kwh) PR: výkon FV systému (kwp) PR: + případně účinnost panelů (je lepší ji vypočítat z plochy a výkonu panelů než přebírat z datasheetu) Vstupní parametry závislé na čase za stejné časové období (hodina, den, měsíc, rok) Prezentace a interpretace PR / η roční, měsíční na úrovni denních hodnot opatrně, s vědomím některých omezení na úrovni hodinových hodnot raději ne (variabilita během dne, odchylky)

12 Výpočet Performance Ratio (PR) Dle definice: PR = E skut (kwh) E teor (kwh) = E skut (kwh) IG period (kwh. m 2 ) AFV E (m 2 ) η panel (%) E skut - skutečná výroba E teor - teoretická (jmenovitá) výroba IG period - měrná suma dopad. glob. záření A FVE η panel P FVE - plocha systému - účinnost panelů - instalovaný výkon Po dosazení vzorce na výpočet účinnosti: PR = Výroba za dané období (kwh) Instalovaný výkon FVE (kwp) Celková suma záření dopající na plochu panelů za dané období (kwh) Plocha panelů FVE (m 2 )

13 Výpočet Celkové účinnosti η / ETA Dle definice: η = E skut (kwh) E glob (kwh) = E skut (kwh) IG period (kwh. m 2 ) AFVE(m 2 ) E skut - skutečná výroba elektřiny E glob - celkové množství slunečního záření dopadnuvší na plochu fotovoltaických panelů tvořících FVE A FVE - plocha systému IG period - měrná suma dopad. glob. záření

14 Jaké faktory ovlivňují Performance Ratio? Na hodnotu PR mohou mít vliv následující faktory: Faktory prostředí teplota FV panelů malý rozdíl mezi zachyceným a odevzdaným výkonem (brzy ráno / pozdě večer) zastínění nebo znečištění čidla záření zastínění nebo znečištění FV panelů Další faktory zaznamenávané období účinnost FV panelů účinnost střídačů ztráty v kabelážích, při transformaci, vlastní spotřeba rozdíl v technologii FV článků mezi měřicím přístrojem a FV panely, nasměrování, špatná kalibrace čidla záření Degradace panelů PR proporcionálně klesá s degradací panelů

15 Jaké faktory ovlivňují Performance Ratio? Efekt interního stínění v rámci FV systému Efekt teplotních závislosti účinnosti panelů Analogicky platí i pro celkovou účinnost systému

16 K čemu je to PR dobré? Řada majitelů/provozovatelů FVE hodnotí jejich provoz pouze podle absolutních ukazatelů a nechala se uspat nadprůměrným rokem 2011 ( Vždyť jsme 20% nad auditem! ) Jednoznačné a vypovídající posouzení kvality FVE Využití vyhodnocení pro diagnostiku chyb a výpadků provozu FVE Kontrola degradace panelů, garantovaných parametrů V případě výpadků je možné PR využít k dopočtu ušlé výroby a následně tržeb (pro případné spory, podklad pro pojišťovny aj.. ) Kontrola řádné údržby a provozu FVE Kontrola plnění provozních záruk (obvykle PR nebo celk. účinnost) Reporting investorům, akcionářům, bankám Technické due-diligence při prodeji / akvizicích projektů

17 Na co si dát pozor? Některé monitorovací systémy vypočítávají PR samy pozor na úroveň, kde je PR stanoveno - AC výstup střídačů nebo fakturační měření (preferovaná volba) Klíčová je kvalita dat o dopadajícím záření rozdíly mezi různými typy senzorů / zdrojů dat Jednoduché senzory na bázi kalibrovaných FVE článků obecně často podměřují znečištění čidla, neprovedená pravidelná kalibrace, průměrná vs. integrovaná data, výpadky v datových přenosech v rámci monitorovacího systému -> u cca 70-80% hodnocených FVE zaznamenáváme nadhodnocení PR z důvodu nekvalitních dat o dopadajícím záření => verifikace na základě satelitních dat ( => vlastní čidla pod kontrolou majitele FVE, ne provozovatele / dodavatele tam, kde provozovatele/dodavatel ručí za provozní parametry (PR, celk. účinnost)

18 Příklad - data o dopadajícím záření pro stejnou lokalitu

19 Příklady využití vyhodnocení pro diagnostiku chyb a výpadků provozu FVE Srovnání měrné výroby a průměru kraje

20 Příklady využití vyhodnocení pro diagnostiku chyb a výpadků provozu FVE Srovnání PR a předpokladu modelového výpočtu (PVSYST)

21 Příklady využití vyhodnocení pro diagnostiku chyb a výpadků provozu FVE Detailní srovnání celkové účinnosti a dopadajícího záření s identifikací výpadků květen 2011

22 Příklady využití vyhodnocení pro diagnostiku chyb a výpadků provozu FVE Detailní srovnání měrné výroby a dopadajícího záření s identifikací výpadků 29. květen 2011

23 Návazná detailní cílená diagnostika poruch a chyb FVE Analýza dat z monitorovacího systému FVE identifikace časových a prostorových souvislostí (časy, provozní stavy FVE, identifikace provozních celků s výpadky/zhoršenými parametry střídače / stringy / panely) Vizuální prohlídka FVE Analýza projekčního návrhu FVE (systematické chyby, chyby projekčního návrhu) Termovizní diagnostika (diagnostika vad panelů / stringů, diagnostika rozvaděčů) Měření I-V charakteristik stringů / panelů (detailní identifikace a parametrizace vad, přepočet na STC)

24 DĚKUJI ZA POZORNOST Ing. Jaroslav Jakubes ENA, s.r.o., Lublaňská 48, Praha 2 jakubes@ena.cz Tel.: GSM: