Suncem protiv suše: kako solarne elektrane preuzimaju teret kada reke presuše

Tokom vrelih letnjih dana energetski sistemi nalaze se pred velikim ispitom – vodostaji reka opadaju, hidroelektrane isporučuju sve manje električne energije, dok rashladni sistemi termo i nuklearnih elektrana ostaju bez dovoljno vode. Srećom, jedan izvor energije pokazao se znatno otpornijim na surove letnje uslove – solarna energija. O tome kako se projektuju elektrane koje treba da izdrže decenije toplotnih talasa i zašto jug Srbije, uprkos obilju sunca, još uvek čeka na svoj pravi zamah u solarnoj energiji, razgovarali smo sa Igorom Todorovićem, regionalnim direktorom za Jugoistočnu Srbiju u kompaniji MT-KOMEX.

Sve češće se suočavamo sa dugim periodima suše, kada hidroelektrane zbog niskih vodostaja ne mogu da proizvedu dovoljno električne energije, dok se istovremeno i nuklearne elektrane mogu suočiti sa ograničenjima zbog dostupnosti vode za hlađenje reaktora. Koliko solarne elektrane mogu da budu važne u takvim situacijama?

– Klimatske promene sve jasnije pokazuju da energetski sistem mora biti diverzifikovan i prilagođen različitim vremenskim uslovima. U periodima dugotrajne suše hidroelektrane često beleže smanjenu proizvodnju usled niskih vodostaja, dok određeni tipovi termo i nuklearnih elektrana mogu imati ograničenja zbog nedovoljne količine rashladne vode ili previsoke temperature vodotokova.

U takvim okolnostima solarne elektrane imaju izuzetno važnu ulogu. Ono što je posebno značajno jeste činjenica da se periodi najvećeg sunčevog zračenja često poklapaju sa periodima suše i povećane potrošnje električne energije izazvane radom rashladnih sistema. Na taj način solarne elektrane mogu da doprinesu stabilizaciji elektroenergetskog sistema upravo onda kada su pojedini tradicionalni izvori pod najvećim pritiskom. Ovde treba napomenuti da trenutno u Srbiji ima izgrađenih solarnih elektrana oko 235 MW, dok zemlje u okruženju imaju preko 30 puta veće kapacitete, recimo Rumunija ima 8.500 MW i Bugarska 6.800 MW. Situacija u Srbiji nije ovakva zbog slabog interesovanja individualnih i korporativnih investitora, nego zbog sporog i komplikovanog procesa ishodovanja potrebnih dozvola.

Naravno, solarna energija sama po sebi nije zamena za sve druge izvore, ali predstavlja važan deo energetskog miksa koji povećava otpornost sistema. Kada se kombinuje sa baterijskim skladištima energije, fleksibilnim proizvodnim kapacitetima i odgovarajućom mrežnom infrastrukturom, solarna energija postaje jedan od ključnih instrumenata za očuvanje energetske sigurnosti u uslovima klimatskih promena.

Koliko ekstremno visoke temperature utiču na rad solarnih panela? Često se intuitivno pretpostavlja da više sunca i više temperature znače i veću proizvodnju, ali kako se paneli zapravo ponašaju kada temperature vazduha prelaze 35 °C ili 40 °C? Koja temperatura najviše pogoduje njihovom radu i koliko se proizvodnja može smanjiti tokom ekstremno toplih dana?

– Ovo je jedna od najčešćih zabluda kada govorimo o solarnim elektranama. Solarni paneli proizvode električnu energiju zahvaljujući sunčevom zračenju, a ne visokoj temperaturi. Zapravo, povećanje temperature panela dovodi do smanjenja njihove efikasnosti.

Standardni uslovi ispitivanja predviđaju temperaturu ćelije od 25 °C. Međutim, tokom letnjih dana, kada temperatura vazduha dostigne 35 °C ili 40 °C, temperatura samog panela može premašiti 60 °C, pa čak i 70 °C. U takvim uslovima dolazi do pada napona u ćelijama i smanjenja ukupne proizvodnje.

Kod savremenih fotonaponskih modula, temperaturni koeficijent snage najčešće iznosi između -0,3% i -0,4% po stepenu Celzijusa iznad referentne temperature. To znači da tokom veoma toplih dana trenutna izlazna snaga može biti manja za 10 do 15 procenata u odnosu na idealne temperaturne uslove.

S druge strane, upravo tokom tih dana i dalje postoji visok nivo sunčevog zračenja, pa ukupna dnevna proizvodnja ostaje značajna. Zato možemo reći da solarne elektrane i dalje ostvaruju veoma dobre rezultate tokom leta, ali ne zahvaljujući visokim temperaturama, već intenzitetu sunčevog zračenja.

U FOKUSU:

• Vrednost zgrade ne završava se njenom izgradnjom: Kako se menja facility menadžment u Srbiji
• Više trgovanja, više fleksibilnosti – novi pravac MEMO-a
• Energetska tranzicija kao razvojna šansa Crne Gore

Kada projektujete solarnu elektranu za područje koje će sve češće biti izloženo toplotnim talasima, na koje parametre posebno obraćate pažnju? Da li se projektovanje solarnih elektrana danas razlikuje u odnosu na period kada ekstremne temperature nisu bile toliko česte?

– Da, projektovanje se danas značajno razlikuje u odnosu na period od pre deset ili petnaest godina. Klimatski podaci koji se koriste za analizu lokacije više ne podrazumevaju samo istorijske proseke, već i procenu sve učestalijih ekstremnih vremenskih događaja.

Prilikom projektovanja posebnu pažnju posvećujemo temperaturnim profilima lokacije, izboru modula sa povoljnijim temperaturnim koeficijentima, odgovarajućem razmaku između redova panela i obezbeđivanju dobre prirodne ventilacije koja doprinosi njihovom hlađenju.

Takođe, pažljivo se dimenzionišu invertori, trafostanice, kablovski sistemi i druga oprema čiji rad može biti osetljiv na visoke temperature. Sve češće se analiziraju i scenariji koji uključuju dugotrajne toplotne talase kako bi elektrana zadržala planirane performanse tokom čitavog životnog veka.

Drugim rečima, klimatska otpornost postala je jedan od važnih kriterijuma u savremenom projektovanju energetskih objekata.

Sve veći broj velikih solarnih elektrana kombinuje se sa baterijskim skladištima energije (BESS). Kako se baterijski sistemi ponašaju tokom dugotrajnih perioda visokih temperatura i koliko toplota može da utiče na njihove performanse, raspoloživi kapacitet i životni vek?

– Baterijska skladišta energije predstavljaju ključnu tehnologiju za dalji razvoj obnovljivih izvora energije, ali su istovremeno veoma osetljiva na temperaturne uslove rada.

Visoke temperature mogu kratkoročno povećati elektrohemijsku aktivnost u baterijskim ćelijama, ali dugoročno ubrzavaju njihovo starenje i degradaciju. Ukoliko baterije duže vreme rade na temperaturama koje su znatno iznad projektovanih vrednosti, može doći do smanjenja raspoloživog kapaciteta, bržeg gubitka performansi i skraćenja životnog veka sistema.

Zbog toga savremeni BESS sistemi imaju napredne sisteme upravljanja i aktivnog hlađenja koji održavaju temperaturu unutar optimalnog opsega rada. U velikim projektima danas se značajna pažnja posvećuje upravo termalnom menadžmentu, jer on direktno utiče na ekonomsku isplativost i dugoročnu pouzdanost investicije.

Možemo reći da uspešan rad baterijskog sistema tokom ekstremno toplih perioda u velikoj meri zavisi od kvaliteta projekta, sistema hlađenja i načina upravljanja baterijama.

Jug Srbije je među najsunčanijim delovima naše zemlje. Kakav je, iz perspektive projektanta, potencijal juga Srbije za razvoj velikih solarnih elektrana i šta su danas najveće prednosti, a šta ograničenja tog područja?

– Jug Srbije svakako predstavlja jedno od najperspektivnijih područja za razvoj velikih solarnih elektrana. Ovaj region raspolaže veoma povoljnim nivoom sunčevog zračenja u poređenju sa većim delom zemlje, što direktno utiče na veću godišnju proizvodnju električne energije i bolju ekonomsku opravdanost projekata.

Potrebno je pomenuti i određena ograničenja za razvoj solarnih elektrana na jugu Srbije. Za ovaj deo zemlje karakteristična je izražena usitnjenost parcela, što često predstavlja značajan izazov u ranim fazama razvoja projekata. Proces otkupa ili objedinjavanja zemljišta može biti dugotrajan i administrativno zahtevan, posebno kada je potrebno rešavati imovinsko-pravne odnose sa većim brojem vlasnika. Pored toga, pribavljanje neophodne dokumentacije i ispunjavanje svih regulatornih zahteva često zahtevaju dodatno vreme i resurse. Ipak, uz kvalitetnu pripremu projekta i dobru saradnju sa lokalnim zajednicama, ovi izazovi se mogu uspešno prevazići i ne umanjuju činjenicu da jug Srbije predstavlja jedno od najperspektivnijih područja za razvoj solarne energije u regionu.

Međutim, najveći izazovi danas nisu povezani sa razvojem projekta i izgradnjom, već pre svega sa mogućnostima priključenja na elektroenergetsku mrežu. Kao i u mnogim evropskim zemljama, razvoj obnovljivih izvora sve češće zavisi od raspoloživosti mrežnih kapaciteta, mogućnosti balansiranja sistema i brzine realizacije potrebnih infrastrukturnih ulaganja.

Upravo zato budući razvoj neće zavisiti samo od broja novih solarnih elektrana, već i od paralelnog razvoja prenosne i distributivne mreže, kao i sistema za skladištenje energije.

MT-KOMEX realizuje više projekata na jugu Srbije. Koji su najznačajniji projekti koje trenutno razvijate na tom području?

– MT-KOMEX kontinuirano razvija i realizuje projekte iz oblasti solarne energije širom Srbije, tako da i jug zemlje ima svoje mesto kao region sa veoma povoljnim nivoom sunčevog zračenja.

Trenutno radimo na razvoju više projekata solarnih elektrana i baterijskih skladišta energije. Naš fokus nije samo na izgradnji proizvodnih kapaciteta, već i na integraciji savremenih tehnoloških rešenja koja obuhvataju napredne sisteme upravljanja, mogućnosti skladištenja energije i optimizaciju priključenja na elektroenergetsku mrežu.

Posebnu pažnju posvećujemo projektima koji mogu doprineti energetskoj tranziciji Srbije i povećanju udela obnovljivih izvora energije, uz visok nivo tehničke pouzdanosti i usklađenost sa najvišim standardima struke.

Intervju vodila: Milena Maglovski

Intervju je objavljen u Magazinu Energetskog portala ODRŽIVA GRADNJA