Energetyka słoneczna. Nasłonecznienie i praktyczna efektywność mikroinstalacji fotowoltaicznych na terenie Polski

Energetyka słoneczna. Nasłonecznienie i praktyczna efektywność mikroinstalacji fotowoltaicznych na terenie Polski

rok wydania: 2023, wydanie drugie
ISBN: 978-83-8102-765-6
ilość stron: 126
format: 16,5x23,5 cm
oprawa: miękka

Opis

W grudniu 2019 r. Komisja Europejska zaprezentowała założenia Europejskiego Zielonego Ładu, który skupia się na działaniach dążących do bardziej efektywnego wykorzystywania zasobów, a także zmniejszaniu poziomu generowanych zanieczyszczeń do środowiska naturalnego. Głównym jego założeniem jest, aby w całej Unii Europejskiej do 2050 r. osiągnąć zerowy poziom emisji gazów cieplarnianych. Nasz kraj również musi dostosować się do wymagań przedstawionego programu, a jedną z głównych dziedzin wymagających poprawy jest energetyka. Polska natomiast zalicza się do krajów, w których udział ekologicznego wytwarzania energii jest jednym z niższych w całej Unii Europejskiej, dlatego też działania muszą być podejmowane jak najszybciej oraz z jak największym możliwym skutkiem ekonomicznym. W Polsce energia oparta na paliwach kopalnych do końca 2018 r. odpowiadała za 85,3% ogółu wytwarzanej energii, a tylko 14,7% wytwarzano ze źródeł ekologicznych i odnawialnych, co powoduje, iż Polska zajmuje jedno z ostatnich miejsc wśród krajów europejskich. Zmiany, jakie muszą nastąpić w najbliższych dekadach, powinny przyczynić się do odwrócenia tego udziału, a tym samym przyspieszenia rozwoju i wykorzystania ekologicznych źródeł energii. Jednym z takich źródeł jest energia słoneczna, będąca głównym tematem niniejszej publikacji.

W monografii Autor przedstawia przekrojową analizę rozkładu energii słonecznej w Polsce, opartą na danych klimatycznych. W analizach zwrócono uwagę na szereg czynników determinujących ilość promieniowania słonecznego docierającego do różnych lokalizacji, takich jak ukształtowanie terenu, warunki klimatyczne czy zachmurzenie. Wykorzystane dane klimatyczne, pochodzące z obserwacji 41 stacji pogodowych, pozwalają zaprognozować rzeczywiste, średnioroczne wartości energii słonecznej docierające do różnych regionów Polski. Publikacja stanowi wstęp do oszacowania opłacalności inwestycji w małe i mikroinstalacje do pozyskiwania energii elektrycznej, a w szczególności opłacalność inwestycji dla inwestorów indywidualnych (prosumentów) z różnych lokalizacji geograficznych Polski.

Spis treści

Wstęp / 9

Rozdział 1
Problematyka analizy promieniowania energii słonecznej / 13
1.1. Znaczenie badania nasłonecznienia w ujęciu teoretycznym / 13
1.2. Rodzaje nasłonecznienia / 16
1.2.1. Nasłonecznienie teoretyczne i sposoby jego obliczenia / 16
1.2.2. Nasłonecznienie rzeczywiste / 20
1.3. Wybrane aspekty analizy nasłonecznienia w praktyce / 22
1.3.1. Analizy nasłonecznienia / 23
1.3.2. Przegląd komercyjnych programów do analiz nasłonecznienia z uwzględnieniem zacieniania / 27
1.3.3. Przegląd aplikacji i serwisów internetowych do analiz nasłonecznienia bez uwzględnienia aspektu zacieniania / 29
1.4. Uwarunkowania określające poziom energii słonecznej w danej lokalizacji / 30
1.4.1. Uwarunkowania geograficzne / 31
1.4.2. Uwarunkowania regionalne / 34
1.4.3. Uwarunkowania lokalne / 34

Rozdział 2
Praktyczne wykorzystanie energii słonecznej / 37
2.1. Metody pozyskiwania energii słonecznej / 37
2.1.1. Konwersja fototermiczna / 37
2.1.2. Konwersja fotowoltaiczna / 39
2.1.3. Technologie będące w fazie badań / 41
2.2. Rozwój energetyki słonecznej / 42
2.2.1. Produkcja energii elektrycznej ze źródeł fotowoltaicznych na świecie / 42
2.2.2. Produkcja energii elektrycznej ze źródeł fotowoltaicznych w Polsce / 45
2.2.3. System podłączenia instalacji fotowoltaicznych on-grid i off-grid / 47

Rozdział 3
Możliwości finansowania instalacji solarnych / 49
3.1. Inwestycje w farmy fotowoltaiczne / 49
3.2. Inwestycje w małe i mikroinstalacje fotowoltaiczne do pozyskiwania energii słonecznej / 51
3.3. Regulacje prosumentów od 2022 roku / 52

Rozdział 4
Lokalizacja największych farm fotowoltaicznych w Polsce / 55

Rozdział 5
Analiza i ocena nasłonecznienia potencjalnych lokalizacji inwestycji fotowoltaicznych na obszarze Polski / 59
5.1. Dobór danych do analizy / 59
5.2. Metodyka analizy z wykorzystaniem danych meteorologicznych / 63
5.3. Wyniki badań nasłonecznienia rzeczywistego terenu Polski w układzie rocznym / 66
5.4. Wyniki badań nasłonecznienia rzeczywistego terenu Polski w układzie miesięcznym / 69
5.5. Dyskusja otrzymanych wyników / 74

Rozdział 6
Analiza ekonomiczna inwestycji w mikroinstalacje fotowoltaiczne / 83
6.1. Struktura kosztów mikroinstalacji fotowoltaicznej / 84
6.2. Metodyka analizy produkcji energii elektrycznej / 86
6.3. Wyniki rocznej analizy pracy instalacji fotowoltaicznej pochylonej pod optymalnym kątem i azymutem dla wybranych loka-lizacji / 87
6.4. Analiza ekonomiczna instalacji PV dla lokalizacji Hel, Chojnice oraz Studzienna w wariancie systemu upustów / 92
6.5. Analiza ekonomiczna instalacji PV dla lokalizacji Hel, Chojnice oraz Studzienna w wariancie systemu net-billing / 97
6.6. Dyskusja wyników analizy ekonomicznej instalacji fotowoltaicznej w rozpatrywanych lokalizacjach / 99
6.7. Jednostkowy koszt wytworzenia energii elektrycznej z mikroinstalacji fotowoltaicznej dla obszaru Polski / 105
6.8. Aspekt ekologiczny instalacji fotowoltaicznej / 107
6.9. Wskaźnik NPV w ocenie przedsięwzięcia inwestycji w mikroinstalację fotowoltaiczną / 108

Zakończenie / 111
Bibliografia / 115
Spis rysunków / 123
Spis tabel / 125