Obeležili smo 20 let delovanja prve sončne elektrarne v Slovenji, priključene na distribucijsko omrežje.
Agencija za prestrukturiranje energetike (ApE ), Elektro Ljubljana in Kon Tiki Solar smo 23. junija 2001 postavili in priključili prvo sončno elektrarno v Sloveniji. Montaža elektrarne je bila izvedena v enem dnevu, ob petnajsti uri tega dne je bila že poskusno priključena na razdelilno omarico ApE in s tem na javno električno omrežje.
SE ApE 1,1 kW na Litijski cesti 45 v Ljubljani
Ideja je bila postaviti 50 kW sončno elektrarno, vendar zaradi zelo velikih investicijskih stroškov je bila na koncu postavljena elektrarna moči zgolj 1,1 kW, ki služi predvsem v promocijske, demonstracijske, raziskovalne in izobraževalne namene. Pomembna je bila in je še za povečanje rabe obnovljivih virov energije, s poudarkom na možnostih večjega izkoriščanja sončne energije.
Tehnični podatki: Sončno elektrarno sestavljajo generator, razsmernik ter zaščitne in merilne naprave. Generator je sestavljen iz 10 sončnih fotonapetostnih modulov, ki pretvarjajo sončno sevanje v enosmerno električno energijo. Vgrajeni so bili moduli, takratnega najboljšega svetovnega proizvajalca Siemens SM110/24, z izkoristkom 12,6 %. Moč enega modula je bila nominalno 110 W, skupna moč sončnega generatorja, ob polnem sončnem obsevanju, pa 1.100 W. Sočni moduli so nameščeni na kovinski nosilec na strehi. Orientirani so proti jugu in nameščeni pod kotom 30°, kar zagotavlja optimalno proizvodnjo električne energije. Omrežni razsmernik SMA Sunny Boy 1.100 W pretvarja enosmerno energijo v izmenično, s standardno z napetostjo 220 V, ki se avtomatsko sinhronizirana z napetostjo javnega električnega omrežja. Razsmernik vsebuje enoto za zajem in obdelavo podatkov. Podatki se preko posebnega modema prenašajo na osebni računalnik v ApE, kjer se registrirajo vsi obratovalni podatki, diagrami in dogodki ter vrši nadzor nad delovanjem. Razsmernik deluje popolnoma avtomatizirano. Takoj, ko je sončno obsevanje zadostno za paralelno obratovanje z omrežjem, kontrolna enota sproži sinhronizacijo z omrežjem in pošiljanje energije vanj. Navadno je za začetek delovanja dovolj že nekaj W. Razsmernik med delovanjem stalno sledi točki največje moči. Ob znižanju sončnega obsevanja pod določeno vrednost, se odklopi od omrežja in sam ugasne.
Obratovanje
Od začetka obratovanja pa do danes je prišlo dvakrat do prekinitve obratovanja elektrarne. Leta 2006 smo imeli okvaro razsmernika (najbrž zaradi prenapetosti) zaradi česar elektrarna ni obratovala 3 tedne. Kon Tiki Solar je razsmernik zamenjal z novim, stari pa je bil, v skladu z normalno proceduro, vrnjen proizvajalcu SMA. Leta 2010 je za en mesec bilo potrebno izklopiti elektrarno zaradi zamenjave strešne kritine. Tako je 1,1 kW sončna elektrarna proizvedla v prvih 10 letih 9.686 kWh, kar pomeni v povprečju 987 kWh/leto. Leta 2016 je sončna elektrarna ApE, kot prva, po 15 letnem podpornem obdobju, izstopila iz sistema zagotovljenega odkupa po višji ceni. Od leta 2016 sončna elektrarna služi za lastno oskrbo ApE, viški električne energije pa se v skladu s pogodbo, po tržni komercialni ceni, prodajajo dobavitelju električne energije. Po 20 letih je sončna elektrarna torej še vedno v obratovanju, seveda pa po grobi oceni proizvaja približno 25% manj kot na začetku. Za točno oceno bi bilo potrebno narediti ustrezne meritve. Na lokaciji namreč ni meritev sončnega obsevanja, obsevanje pa se preko leta in tudi med leti zelo spreminja, zato detajlne analize relativno zahtevne in drage. Morda bi si prva sončna elektrarna to tudi zaslužila?
Investicija, financiranje in ekonomika obratovanja
Višina investicije sončne elektrarne moči 1,1 kW je znašala približno 2,2 milijona SIT, brez DDV. To je predstavljalo približno 2 milijona SIT na kW instalirane moči (cca. 8.300,00 EUR/kW). Delež 89% investicije so bili stroški opreme (sončni moduli 60%), ostalih 11% pa stroški dela, montaža, preizkus, zagon ter priprava projektne dokumentacije. Elektro Ljubljana je poleg finančne podpore projekta v višini 36% investicije tudi aktivno sodelovala pri določitvi načina priključitve, meritvah eventualnih električnih motenj, izbiri zaščit, določitvi obratovalnih pogojev in meritvah električne energije. Podjetje Kon Tiki Solar je kot prispevek izdelalo projektno dokumentacijo in izvedlo montažo, preizkus in zagon elektrarne. Projekt je z nepovratnimi sredstvi v višini 38% investicije podprlo tudi Ministrstvo za okolje in prostor, Urad za energetiko, na osnovi javnega razpisa za obnovljive vire energije.
V obdobju 20 let so se cene modulov zaradi novih materialov, tehnoloških izboljšav, avtomatizacije ter večjih količin proizvodnje znižale, učinkovitost pretvorbe sončne energije v električno pa se kontinuirano povečuje. Do leta 2011 je cena investicij v sončne elektrarne padla na nivo 2.000 EUR/kW. Leta 2002 je vlada sprejela Sklep o cenah in premijah za odkup električne energije od kvalificiranih proizvajalcev električne energije, z odkupno ceno 28 cent EUR/kWh. Pred tem je veljal Sklep o najvišji ceni odkupa električne energije od malih proizvajalcev, po katerem smo izračunali komercialno dobo vračanja investicije 140 let. S ceno odkupa določeno v letu 2002 je padla vračilna doba naložb na 25 let. V letu 2009 je vlada sprejela Uredbo o podporah električni energiji, proizvedeni iz obnovljivih virov energije, in za sončne elektrarne ceno zvišala na 40 cent EUR/kWh. V nekaj letih je cena sončnih elektrarn hitro padla na nivo 1.000 EUR/kW, cene odkupa so ostale visoke, imeli smo boom izgradnje sončnih elektrarn in v letu 2013 ukinitev podporne sheme za nove objekte. Že zgrajene sončne elektrarne so ohranile pravico do podporne cene, za dobo 15 let od izgradnje. Sončna elektrarna ApE je tako izstopila iz sistema podpor v letu 2016. Naslednje sončne elektrarne v Sloveniji so se začele graditi v letu 2005, boom izgradnje pa je bil v letih 2010 do 2012. Torej v letu 2020 so začele izstopati iz podporne sheme tudi druge sončne elektrarne, vendar bo velika finančna obremenitev podporne sheme še trajala (postopoma se bo zmanjševala) do leta 2028.
Pomen Sončne elektrarne ApE
Pilotni projekt prve sončne elektrarne seveda za povprečnega investitorja nikakor ni bil zanimiv, je pa omogočil pridobitev mnogih informacij in izkušenj na področju rabe sočne energije. Država, investitorji in energetska podjetja so na podlagi izvedenega projekta, pridobili potrebne tehnološke informacije in znanja na področju sončnih naprav: tehnične podatke v zvezi z obratovanjem, možne proizvodnje, vplivih in motnjah za omrežje, delovanje zaščit ter možnost za on-line spremljanje obratovanja itd.
Iz nivoja 1 kW v letu 2001 smo prišli najprej na nivo 1.000 kW, oziroma 1MW. Po podatkih portala http://pv.fe.uni-lj.si smo konec leta 2020 imeli v Sloveniji 265 MW sončnih elektrarn in 106 MW samooskrbnih sončnih elektrarn. To pomeni skupaj 370 MW sončnih elektrarn in letno proizvodnjo na nivoju 370 GWh. Njihova proizvodnja tako predstavlja 3,1% letne porabe električne energije Slovenije. Če bi distribucijska podjetja vgrajevala pametne števce, s komunikacijo podatkov v realnem času, nam teh podatkov ne bi bilo treba ocenjevati, temveč bi bili, agregirani preko spletne platforme na razpolago tako raziskovalcem kot vsem ostalim zainteresiranim.
Podjetje Gen-i napoveduje, da bodo samo oni do leta 2030 postavili za 1.000 MW ali 1 GW sončnih elektrarn. Ali bi lahko kdorkoli leta 2001 napovedal tak razvoj? Iz dosedanjih izkušenj lahko realno napovemo, da bo v letu 2030 delež proizvodnje povečal nad 10% porabe električne energije Slovenije. Do leta 2050 pa se bo zelo verjetno ta delež povzpel na nivo 40% porabe električne energije. Hidroelektrarne bodo prispevale tudi 40% delež, vetrne elektrarne do 10% in ostali obnovljivi viri energije ter fosilni energenti (zemeljski plin in sintetični plini iz OVE) preostali delež.
Ljubljana, 23.6.2020
Franko Nemac
Ape Agencija za prestrukturiranje energetike
