Koniec ze zgadywaniem, gdzie w Polsce słońce świeci najmocniej. Atlas Energetyki Solarnej pozwala na szybką ocenę potencjału produkcji energii z instalacji fotowoltaicznych.
Aż trudno w to uwierzyć, ale nasza dotychczasowa wiedza o potencjale solarnym nad Wisłą przypominała próbę oceny jakości powietrza w całym województwie na podstawie jednego czujnika.
Jak zauważa dr hab. inż. Jakub Jurasz, profesor z Wydziału Inżynierii Środowiska Politechniki Wrocławskiej, dotychczas trzeba było polegać na pomiarach punktowych z zaledwie 26 stacji radiacyjnych sieci IMGW-PIB oraz kilku placówek naukowych. Brakowało nam pełnego, przestrzennego obrazu sytuacji.
Atlas Energetyki Solarnej, stworzony we współpracy wrocławskiej uczelni z ekspertami Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej, całkowicie zmienia reguły gry. Narzędzie powstało w ramach grantu Opus Narodowego Centrum Nauki, a przy okazji prac nad nim, prof. Jurasz rozwija fascynujące i niezwykle na czasie pojęcie suszy energetycznej.
Pozwala ono badać, jak zmieniające się warunki pogodowe i klimatyczne potrafią nagle odciąć nas od prądu z odnawialnych źródeł. AES-PL to wreszcie spójny metodycznie fundament, bez którego trudno marzyć o sprawiedliwej i opłacalnej ekonomicznie transformacji.
Kosmiczne dane i 350 tys. obserwacji w jednym punkcie
Aby stworzyć tak precyzyjne narzędzie, naukowcy nie mogli polegać wyłącznie na termometrach i stacjach naziemnych. Sięgnięto po zaawansowane dane satelitarne z całej ostatniej dekady – dokładnie od początku 2015 r. aż do sylwestra 2024 r. To jednak nie wszystko, bo imponuje sama szczegółowość analizy.
System przetrawił informacje w gęstej siatce o rozdzielczości zaledwie trzech kilometrów, zbierając próbki w piętnastominutowych interwałach. W praktyce oznacza to, iż dla wszystkich pojedynczego punktu na mapie Polski przeanalizowano ponad 350 tys. obserwacji.
Efekt? Możemy teraz z chirurgiczną precyzją, w skali godzinowej, dobowej i miesięcznej, prognozować uzyski z fotowoltaiki dla konkretnej lokalizacji. To absolutny game changer dla wszystkich, kto planuje instalację PV i musi dokładnie policzyć stopę zwrotu.
Więcej na Spider’s Web:
Gdzie w Polsce słońce zarabia najlepiej? Jest pewien paradoks
Jeśli zastanawiacie się, czy Polska w ogóle nadaje się do masowej produkcji energii ze słońca, odpowiedź brzmi: zdecydowanie tak. Z analizy ostatniej dekady wynika, iż w niczym nie ustępujemy na tym polu Niemcom, choć oczywiście musimy liczyć się ze zmiennością sezonową.
Analiza ostatnich dziesięciu lat potwierdza, iż Polska jest krajem o satysfakcjonujących warunkach nasłonecznienia i nie odbiegamy na tym polu od Niemiec, choć z wyraźną zmiennością sezonową i w rocznikach. Teoretycznie moglibyśmy produkować więcej energii, ale warto pamiętać, iż wraz ze wzrostem nasłonecznienia rośnie też temperatura pracy modułów, co przekłada się niestety na spadek ich sprawności. Musimy to uwzględniać w naszych modelach – wyjaśnia prof. Jurasz.
Co ciekawe, na mapie kraju rysują się wyraźni faworyci. Najlepsze warunki do łapania promieni słonecznych oferuje ściana południowo-wschodnia, ze szczególnym uwzględnieniem województwa lubelskiego, a także południowe rubieże opolskiego.
To, co jest istotne i zostało wskazane w analizie, to zmienność przestrzenna dla fotowoltaiki w skali kraju, która wynosi około 10 proc. To ważna informacja dla inwestorów, bo chociaż różnice przestrzenne nie są drastyczne, to w skali dużych projektów mogą znacząco przełożyć się na efektywność danej instalacji.
Oczywiście niebagatelną rolę odgrywa tutaj również kwestia dystrybucji zasobów, bliskości dużych odbiorców energii elektrycznej lub dostępna infrastruktura i moce sieci przesyłowych/dystrybucyjnych.
– Warto też pamiętać, iż chociaż województwo lubelskie ma świetne nasłonecznienie, to dysponuje również glebami najwyższej jakości. Trudno sobie wyobrazić budowanie gigantycznych farm fotowoltaicznych na takich terenach, dlatego konieczne jest szukanie kompromisów, na przykład wykorzystując tereny o niższej klasie gleb (V i VI) lub integrując panele z architekturą – zaznacza naukowiec.
Atlas będzie aktualizowany
Użytkownicy Atlasu mogą również porównać dziewięć wariantów konfiguracji, które odpowiadają najczęściej stosowanym ustawieniom paneli. Okazuje się, iż kąt nachylenia 30-35 stopni i orientacja południowa nie zawsze będzie najlepszym rozwiązaniem.
Zdarzają się sytuacje, iż na przykład w słoneczne dni fotowoltaika produkuje tak dużo energii, iż ceny na rynku stają się ujemne szczególnie w szczycie nasłonecznienia. W związku z tym instalacje skierowane na południowy zachód lub systemy wertykalne wschód-zachód mogą być wówczas bardziej opłacalne. Generują one więcej energii rano lub po południu, gdy zapotrzebowanie jest największe, a ceny energii wyższe – tłumaczy prof. Jurasz.
Atlas ma być w przyszłości aktualizowany i rozbudowywany o nowe funkcjonalności związane z próbą wytypowania lokalizacji, w których warunki nasłonecznienia cechują się jak najmniejszą zmiennością w czasie, a co za tym idzie, produkcja energii jest bardziej stabilna.
Chcemy również dopracować wersję powiązaną bezpośrednio z prognozami produkcji energii elektrycznej dostępnymi dla przeciętnego odbiorcy. Chodzi o to, żeby można było sprawdzić prognozowane nasłonecznienie i oszacować produkcję energii z fotowoltaiki z przynajmniej jednodniowym wyprzedzeniem – zapowiada naukowiec.
Cyfrowa wersja Atlasu jest dostępna na stronie Laboratorium Modelowania Meteorologicznego IMGW.
