Što je Utility Scale Solar?

Veličine solarnih projekata na razini komunalnih poduzeća kreću se od nekoliko megavata (MW) do nekoliko stotina MW. Obično je 1 MW proizvodnog kapaciteta dovoljan za napajanje oko 200-300 domova u SAD-u. Komunalni projekti često prelaze 10 MW, a mnogi mogu doseći 100 MW ili više.

Što je solarna energija na razini korisnosti?

Korisna solarna energija odnosi se na velike solarne elektrane koje proizvode električnu energiju prvenstveno za mrežu, opslužujući komunalna poduzeća i komercijalne subjekte, a ne pojedinačne domove. Ove solarne farme dizajnirane su za proizvodnju značajnih količina električne energije—često u rasponu od desetaka do stotina megavata—putem solarnih fotonaponskih (PV) panela ili tehnologija koncentrirane solarne energije (CSP). Proizvedena električna energija zatim se prenosi dalekovodima u širu električnu mrežu, opskrbljujući strujom gradove, mjesta ili čak cijele regije.

Ključne karakteristike solarne energije na razini korisnosti:

1. Veliki Veličina: Ove solarne instalacije zauzimaju velike parcele zemlje, često u ruralnim ili pustinjskim regijama, gdje mogu maksimalno iskoristiti sunčevu energiju.

2. Integracija mreže: Proizvedena električna energija dovodi se izravno u mrežu, podržavajući komunalna poduzeća u ispunjavanju potražnje potrošača za električnom energijom.

3. Visoka efikasnost: Solarni projekti velikih razmjera osmišljeni su tako da budu visoko učinkoviti, često koristeći napredne tehnologije poput sustavi za praćenje koji prilagođavaju kut solarnih panela da prate sunce za optimalnu proizvodnju energije.

4. Ekonomija razmjera: Zbog veličine i količine proizvedene energije, solarne farme komunalnih razmjera koristi od nižih troškova po jedinici električne energije u usporedbi s manjim, stambenim solarnim instalacijama.

Vrste solarne energije na razini korisnosti

Postoje prvenstveno dvije vrste tehnologija koje se koriste u solarna energija u korisnosti projekti: fotonaponski (PV) i Koncentrirana solarna energija (CSP).

Fotonaponska (PV) solarna energija

Fotonaponska solarna energija najraširenija je tehnologija za proizvodnju solarne energije velikih razmjera. Djeluje po pretvaranje sunčeve svjetlosti izravno u električnu energiju korištenje poluvodičkih materijala u solarnim panelima.

Kako radi:

• Solarni paneli: Sastoje se od pojedinačnih solarnih ćelija, obično sastavljenih od silicija, koje generiraju istosmjernu struju (DC) kada su izložene sunčevoj svjetlosti.
• Inverteri: Budući da većina mrežnih sustava koristi izmjeničnu struju (AC), pretvarači se koriste za pretvaranje istosmjerne struje koju proizvode ploče u izmjeničnu struju.
• Mrežna veza: AC električna energija dovodi se u mrežu da bi se distribuirala potrošačima.

Ključne značajke:

• Modularni: PV sustavi su visoko skalabilni, što ih čini prikladnima za velike instalacije. Tisuće panela mogu se spojiti u masivnu solarnu farmu velikih razmjera.
• Učinkovitost: Trenutačni PV sustavi mogu postići stope učinkovitosti od 15-22%, a istraživanje koje je u tijeku povećava ovaj broj.
• jednostavna instalacija: Za razliku od CSP sustava, fotonaponski sustavi ne zahtijevaju složenu infrastrukturu kao što su zrcala ili uređaji za praćenje, što ih čini lakšim za postavljanje u velikim razmjerima.

Prednosti:

• Scalable: Može se postaviti u različitim veličinama, od mali krovni nizovi do velikih solarnih farmi.
• Isplativo: Tijekom prošlog desetljeća, trošak PV panela dramatično je smanjen, što ih čini ekonomski isplativom opcijom za proizvodnju velikih razmjera.
• Pouzdan: PV sustavi su robusni i zahtijevaju malo održavanja, s dugim radnim vijekom (obično 25 ili više godina).

Koncentrirana solarna energija (CSP)

CSP koristi zrcala ili leće za koncentriranje sunčeve svjetlosti na mali, visokoučinkoviti prijemnik za stvaranje topline. Ta se toplina zatim koristi za proizvodnju električne energije, obično kroz parnu turbinu ili drugi generator koji pokreće toplina.

Vrste CSP tehnologija:

• Parabolično korito: Zakrivljena zrcala koncentriraju sunčevu svjetlost na prijemnu cijev ispunjenu tekućinom koja apsorbira toplinu. Ova tekućina se zagrijava na visoke temperature i koristi za proizvodnju pare za proizvodnju električne energije.
• Solarni toranj (centralni prijemnik): Polje zrcala (heliostati) usmjerava sunčevu svjetlost na središnji toranj gdje se materijal koji apsorbira toplinu, poput rastaljene soli, zagrijava kako bi se stvorila para.
• Dish Stirling: Zrcalo s paraboličnom antenom fokusira sunčevu svjetlost na prijemnik, koji zatim koristi Stirlingove motore za proizvodnju električne energije. Ova se metoda obično koristi za manje projekte, ali ima potencijal za skalabilnost.

Kako radi:

• Apsorpcija topline: Zrcala ili leće usmjeravaju sunčevu svjetlost na prijemnik koji apsorbira koncentriranu toplinu.
• Skladištenje toplinske energije: Mnogi CSP sustavi koriste rastaljenu sol ili druge materijale za pohranu topline koji mogu pohraniti energiju satima nakon što sunce zađe, pružajući pouzdano napajanje čak i kada sunce ne sija.
• Proizvodnja energije: Toplina se koristi za stvaranje pare, koja pokreće turbinu za proizvodnju električne energije.

Ključne značajke:

• Termalno skladištenje: Jedna od glavnih prednosti CSP-a je njegova sposobnost da skladištiti toplinsku energiju, koji se može koristiti za proizvodnju električne energije tijekom razdoblja bez sunčeve svjetlosti, pomažući uglađivanju isprekidanosti.
• Veća učinkovitost: CSP sustavi mogu postići veću učinkovitost od PV sustava pod optimalnim uvjetima, osobito u kombinaciji s rješenjima za pohranu topline.
• Implementacija velikih razmjera: CSP zahtijeva velike površine zemlje za ugradnju i najprikladniji je za regije s puno izravne sunčeve svjetlosti (poput pustinja).

Prednosti:

• Dispatchable Power: Zbog sposobnosti skladištenja topline, CSP postrojenja mogu proizvoditi električnu energiju na zahtjev, čak i tijekom oblačnih razdoblja ili noću.
• Visoka efikasnost: CSP može biti učinkovitiji od tradicionalnog PV-a, posebno u područjima s jakim sunčevim svjetlom i visokim sunčevim zračenjem.
• Dugoročno skladištenje: CSP sustavi mogu integrirati tehnologije za pohranjivanje energije (kao što je rastaljena sol) za pružanje energije kada solarna proizvodnja nije dostupna.

Usporedba PV i CSP:

Ugovori o kupnji električne energije u solarnim projektima komunalnih razmjera

Ugovori o kupnji električne energije (PPA) ključni su ugovori u sektoru solarne energije na razini komunalnih poduzeća. Ovi ugovori olakšavaju prodaju električne energije proizvedene solarnim projektima komunalnim poduzećima ili velikim potrošačima. U osnovi, PPA ocrtava uvjete pod kojima se energija prodaje, pružajući financijsku sigurnost i za programere solarnih projekata i za kupce.

Odnos između solarne energije i PPA-a

Komunalni solarni projekti često zahtijevaju značajna kapitalna ulaganja. Razvojni programeri oslanjaju se na PPA ugovore kako bi osigurali financiranje, budući da ti ugovori jamče stabilan dotok prihoda u određenom trajanju, obično u rasponu od 10 do 25 godina. Evo kako funkcioniraju:

1. Zajamčena cijena: PPA obično postavljaju fiksnu cijenu po kilovatsatu (kWh) za proizvedenu energiju. Ova cijena može biti privlačna kupcima, osobito ako je niža od prevladavajućih tržišnih cijena.

2. Dugoročna stabilnost: Za programere, postojanje PPA-a smanjuje financijski rizik. Vjerojatnije je da će investitori poduprijeti projekte s utvrđenim ugovorima, znajući da postoji kupac za proizvedenu električnu energiju.

3. Pouzdanost mreže: PPA-ovi pomažu integraciji obnovljive energije u mrežu osiguravajući da je solarna energija dostupna tijekom vrijeme najveće potražnje, čime se povećava pouzdanost mreže.

Vrste ugovora o kupnji električne energije

Postoji nekoliko vrsta PPA-ova koji se koriste u solarnom sektoru na razini komunalnih poduzeća, od kojih svaki zadovoljava različite potrebe i okolnosti:

1. Fizički PPA-ovi: Ovi ugovori uključuju stvarnu isporuku električne energije iz solarnog projekta kupcu. Proizvedena energija se dovodi u mrežu, a kupac dobiva kredit za utrošenu energiju. Fizički PPA-ovi uobičajeni su za komunalna poduzeća.

2. Virtualni ili financijski PPA-ovi: Za razliku od fizičkih PPA, financijski PPA ne uključuju stvarnu isporuku električne energije. Umjesto toga, to su financijski ugovori u kojima se kupac obvezuje platiti fiksnu cijenu za proizvedenu energiju. Ovu vrstu PPA često koriste korporacije koje žele nadoknaditi svoj ugljični otisak bez izravnog izvora energije.

3. PPA s rukavima: Ovi ugovori uključuju treću stranu, obično komunalno poduzeće, koje energiju iz solarnog projekta "prebacuje" kupcu. Komunalno poduzeće upravlja isporukom električne energije dok kupac održava financijski odnos s investitorom solarne energije.

4. PPA za maloprodaju: Ovo su ugovori sklopljeni izravno između solarnog developera i poduzeća ili organizacije, koji potonjem omogućuju kupnju solarne energije po unaprijed određenoj cijeni. Ugovori o javnoj nabavi za maloprodaju često su privlačni tvrtkama koje žele poboljšati svoje vjerodajnice o održivosti.

Trošak solarne energije na razini komunalnih usluga

Prema američkom Ministarstvu Energy's Ažuriranje tržišta solarnih tehnologija, prosječni trošak instalacije za solarne projekte velikih razmjera dramatično se smanjio. Od 2021. godine cijena solarnih instalacija na razini komunalnih usluga bila je približno 3,500 USD po instaliranom megavatu (MW). To predstavlja smanjenje od gotovo 90% od 2009. godine, što solarnu energiju čini jednim od najisplativijih izvora proizvodnje električne energije.

Istaknute solarne tvrtke u SAD-u

Tržište solarne energije u Sjedinjenim Američkim Državama naglo je poraslo, s brojnim tvrtkama koje vode računa o razvoju velikih solarnih projekata. Od 2023. postoji više od 100 tvrtki koje se bave solarnom energijom velikih razmjera, u rasponu od velikih multinacionalnih korporacija do specijaliziranih programera. Evo pogleda na neke od najreprezentativnijih igrača u industriji:

1. Izvori energije NextEra

NextEra Energy jedna je od najvećih tvrtki za obnovljivu energiju u svijetu, sa značajnim portfeljem solarne energije na razini komunalnih usluga. Upravljaju brojnim solarnim farmama diljem SAD-a i značajno su uložili u solarnu tehnologiju.

2. Prvi solarni

First Solar je istaknuti proizvođač i razvijač solarnih panela i solarnih projekata velikih razmjera. Usredotočeni su na tehnologiju tankog filma, koja nudi jedinstvene prednosti u učinkovitosti i proizvodnji.

3. SunPower

SunPower je dobro poznat po svojim visokoučinkovitim solarnim panelima i ima sve veću prisutnost na tržištu solarne energije. Pružaju cjelovita rješenja, od razvoja projekta do financiranja.

4. Enel Green Power

Enel Green Power je globalni predvodnik u obnovljivoj energiji i upravlja s nekoliko solarnih projekata velikih razmjera diljem SAD-a. Oni naglašavaju održivost i inovativnost u svom solarnom razvoju.

5. kanadski solarni

Iako sa sjedištem u Kanadi, Canadian Solar je značajan igrač na američkom tržištu solarne energije. Oni razvijaju velike solarne farme i opskrbljuju solarne module za razne projekte.

6. Energija Dominiona

Dominion Energy prvenstveno je poznat po svojim komunalnim uslugama, ali se proširio na obnovljivu energiju, uključujući nekoliko velikih solarnih projekata diljem jugoistočnog SAD-a

7. Cypress Creek Renewables

Cypress Creek specijaliziran je za razvoj, financiranje i upravljanje solarnim projektima velikih razmjera. Imaju snažan fokus na širenje pristupa solarnoj energiji u različitim državama.

Prednosti solarne energije na razini korisnosti

Isplativost

Jedna od najznačajnijih prednosti solarne energije je njena isplativost. Kao što je ranije spomenuto, ujednačeni trošak energije (LCOE) za solarnu energiju na razini komunalnih usluga značajno se smanjio, čineći je konkurentnom tradicionalnim fosilnim gorivima. Ovaj niži trošak znači niže cijene električne energije za potrošače i tvrtke, pružajući održivu alternativu skupljim izvorima energije.

skalabilnost

Komunalni solarni projekti mogu se razviti kako bi se zadovoljile različite energetske potrebe. Ovi projekti mogu biti u rasponu od nekoliko megavata do stotina megavata, što omogućuje značajan kapacitet proizvodnje energije. Ova skalabilnost olakšava prilagodbu rastućim energetskim zahtjevima i može se implementirati u fazama kako bi se troškovi rasporedili tijekom vremena.

Prednosti za okoliš

Komunalna solarna energija značajno smanjuje emisije stakleničkih plinova u usporedbi s elektranama na fosilna goriva. Generirajući čistu energiju, ovi projekti pomažu u borbi protiv klimatskih promjena i doprinose čišćem zraku i vodi. Nadalje, solarna energija ima znatno manji ekološki otisak, posebice u usporedbi s vađenjem ugljena ili prirodnog plina.

Otvaranje radnih mjesta

Rast solarnih projekata velikih razmjera pridonosi otvaranju radnih mjesta u raznim sektorima, uključujući proizvodnju, instalaciju i održavanje. Prema Nacionalnom popisu radnih mjesta u solarnoj industriji Solar Foundationa, solarna je industrija bila značajan izvor rasta zaposlenosti, osiguravajući tisuće radnih mjesta i jačajući lokalna gospodarstva.

Energetska neovisnost

Ulaganje u solarnu energiju može povećati energetsku neovisnost zajednica i zemalja. Iskorištavanjem domaćih solarnih izvora, države mogu smanjiti svoju ovisnost o uvezenim fosilnim gorivima, čime se povećava energetska sigurnost i stabilnost.

Stabilnost i pouzdanost mreže

Solarni projekti velikih razmjera pridonose stabilnosti mreže pružanjem dosljednog i predvidljivog izvora energije. Ovi se projekti također mogu upariti sa sustavima za pohranu energije, omogućujući pohranjivanje i otpremu energije u vrijeme najveće potražnje. Ova mogućnost može pomoći u smanjenju pritiska na mrežu tijekom razdoblja velike potražnje.

Dugoročna financijska stabilnost

PPA-ovi osiguravaju dugoročnu financijsku stabilnost za solarne projekte na razini komunalnih poduzeća, osiguravajući fiksne cijene električne energije tijekom duljih razdoblja. Ova predvidljivost omogućuje bolje financijsko planiranje za komunalna poduzeća i potrošače, smanjujući izloženost tržišnim fluktuacijama.

Zašto je solarna energija upotrebne veličine budućnost čiste energije

Sa svojim kapacitetom velikih razmjera, različitim vrstama projekata i ekonomskim prednostima - kao što su ugovori o kupnji električne energije i smanjeni troškovi - solarna energija na razini komunalnih usluga igra vitalnu ulogu u prijelazu prema čišćoj, zelenijoj budućnosti. Već transformira proizvodnju energije, ne samo u Sjedinjenim Državama nego i diljem svijeta, s velikim projektima opskrbe električnom energijom milijune domova. Prihvaćanje ove tehnologije sada će pomoći u stvaranju budućnosti u kojoj će čista energija biti u izobilju, pristupačna i dostupna svima.