Φωτοβολταϊκό σύστημα για 100% αυτοκατανάλωση

Οι ερευνητές από το Ινστιτούτο  Especializado de Estudios Superiores Loyola (IEESL) έχουν αναδείξει μια νέα μεθοδολογία για τον προσδιορισμό μεγέθους συστημάτων φωτοβολταϊκών σε ταράτσες σε αγορές χωρίς net metering ή τροφοδοτικά τιμολόγια, όπου όλη η παραγόμενη ενέργεια από την ηλιακή εγκατάσταση πρέπει να καταναλώνεται αυτοδύναμα.

Στη μελέτη με τίτλο “Μέτρηση φωτοβολταϊκών συστημάτων για αυτοκατανάλωση χωρίς πλεονάσματα μέσω επιτόπιων μετρήσεων: Περίπτωση της Δομινικανής Δημοκρατίας,” που δημοσιεύθηκε στο *Renewable Energy*, η ερευνητική ομάδα εξήγησε ότι η καινοτόμος προσέγγιση τους απευθύνεται σε μικρού μεγέθους συστήματα φωτοβολταϊκά για 100% αυτοκατανάλωση χωρίς σύστημα αντιρίψης. Σε αυτά τα συστήματα, η παραγωγή δεν μπορεί να ξεπεράσει τη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας ενός νοικοκυριού, καθώς δεν υπάρχει μηχανισμός που να εμποδίζει την έγχυση στην ηλεκτρική γραμμή.

Αυτά τα συστήματα απαιτούν εκτίμηση του ετήσιου ωριαίου προφίλ και της ελάχιστης απαιτούμενης ισχύος, καθώς και τη χρήση ενός μετρητή ηλιακής ακτινοβολίας και ενός αναλυτή ηλεκτρικού δικτύου. “Η σημασία της προτεινόμενης μεθοδολογίας έγκειται κυρίως στο γεγονός ότι το κεφαλαιουχικό κόστος του φωτοβολταϊκού συστήματος χωρίς σύστημα αντιρίψης είναι χαμηλότερο σε σύγκριση με ένα σύστημα που διαθέτει τέτοιο σύστημα και με συμβατικά συστήματα καθαρής μέτρησης,” εξήγησαν οι ερευνητές. Χρησιμοποίησαν, ειδικότερα, έναν μετρητή ηλιακής ακτινοβολίας Fluke IRR1-SOL για να μετρήσουν την ακτινοβολία και τη θερμοκρασία και τον αναλυτή δικτύου Fluke 1378, ο οποίος χρησιμοποιείται συνήθως για βιομηχανικές απαιτήσεις όπου το ρεύμα κυμαίνεται από δεκάδες έως εκατοντάδες αμπέρ. Η μοντελοποίηση πραγματοποιείται σε ένα υπολογιστικό φύλλο Excel για την μηνιαία παραγωγή ενέργειας του φωτοβολταϊκού συστήματος για 25 χρόνια, λαμβάνοντας υπόψη τις απώλειες από την αποδοτικότητα των φωτοβολταϊκών πάνελ.

“Στο βήμα της ανάλυσης αυτοκατανάλωσης φωτοβολταϊκού , υπολογίζονται η παραγόμενη ενέργεια, οι  εκπομπές CO2 που έχουν αποφευχθεί, η ενεργειακή ζήτηση από το ηλεκτρικό δίκτυο, ο ρυθμός αυτοκατανάλωσης και αυτονομίας,” τόνισαν οι ακαδημαϊκοί. “Επιπλέον, στο τελευταίο βήμα, πραγματοποιείται ανάλυση της οικονομικής βιωσιμότητας της εγκατάστασης, χρησιμοποιώντας την μέθοδο καθαρής παρούσας αξίας (NPV), τον ρυθμό απόδοσης της επένδυσης (IRR) και το χρόνο αποπληρωμής (PBT) ως δείκτες για την περίπτωση μελέτης.”

Η ομάδα δοκίμασε την προσέγγιση μέσω μιας μελέτης περίπτωσης στην επαρχία Σαν Κριστόμπαλ, στη νότια περιοχή της χώρας. Η ανάλυση εξετάζει ένα νοικοκυριό με δύο ενήλικες και τρία παιδιά και την εγκατάσταση ενός συστήματος φωτοβολταϊκού 1 kW με γωνία κλίσης 20 μοιρών, με την ετήσια παραγωγή ενέργειας να εκτιμάται σε 1,578.5 kWh από τον υπολογιστή PVwatts. Καθώς η προτεινόμενη μέθοδος επιδιώκει να προσδιορίσει τη μέγιστη ισχύ εναλλασσόμενου ρεύματος που μπορεί να παράγει ένα φωτοβολταϊκό πάνελ, οι ακαδημαϊκοί πρότειναν έναν διορθωτικό παράγοντα για να εκτιμήσουν τη μέγιστη ισχύ εξόδου κατά τη διάρκεια του έτους. “Σε αυτή την περίπτωση, ο διορθωτικός παράγοντας ήταν 1.044, με τον οποίο η μέγιστη ισχύς εξόδου για το έτος προέκυψε 131.5 W από 150 W,” διευκρίνισαν.

Διαπίστωσαν επίσης ότι το σύστημα 1 kW χωρίς αντιρίψη ήταν κερδοφόρο, με τον χρόνο αποπληρωμής του να είναι 4.57 χρόνια. Ο ρυθμός επένδυσης βρέθηκε στο 23.4% και ο ρυθμός αυτονομίας εκτιμήθηκε στο 5.0%. “Η ανάπτυξη αυτού του τύπου αυτοκατανάλωσης δεν είναι βιώσιμη για πελάτες με κατανάλωση λιγότερη από 252 kWh/μήνα,” προειδοποίησαν, σημειώνοντας ότι το επιλεγμένο νοικοκυριό είχε μέση ζήτηση 394 kWh/μήνα.