Milyen hatással lennének a vertikális naperőművek az európai hálózatra?

A napelemes kapacitások gyors bővülése miatt egyre gyakrabban fordul elő, hogy a déli órákban nagyon alacsony vagy negatív árak alakulnak ki az árampiacon, ezért növekszik az energiatárolók iránti kereslet, mivel akkumulátorok segítségével el lehet tolni az energia betáplálását olyan időszakokra, amikor magasabbak az áramárak. Az akkumulátorok persze jelentősen megnövelik a naperőművek beruházási költségeit, ám létezik egy másik, sokkal olcsóbb megoldás is a termelés időbeli eltolására: a napelemek dőlésszögének és tájolásának megváltoztatása. Nem véletlen, hogy az utóbbi években megnövekedett a kelet-nyugati tájolású, gyakran függőlegesen telepített napelemek népszerűsége.

Egy nemzetközi kutatócsoport most azt is megvizsgálta, hogy a vertikális naperőművek milyen hatással lennének az európai energiapiacra, és megállapította, hogy a kelet-nyugati tájolású függőleges panelek jelentős szerepet játszhatnak abban, hogy 2040-re kiegyensúlyozottabb kontinentális energiarendszer jöjjön létre.

A kutatók szerint a vertikális telepítésű naperőművek nagyobb arányú elterjedése elősegíti a napenergia részarányának és értékének növekedését, a zsinóráram árának csökkentését és a szomszédos országok közötti energiakereskedelem élénkítését.

A kutatócsoport tanulmányában kifejtette, hogy a kelet-nyugati tájolású függőleges panelek meghosszabbítják a rendszer termelési idejét, kiterjesztve azt a reggeli és esti órákra, vagyis azokra az időszakokra, amikor a fogyasztók számára nagyobb értéket képvisel az energia. „Az ilyen elrendezés jellemzően 30%-ot termel a déli időszak 3 órájában, szemben a déli tájolású napelemekkel, amelyek a termelésük közel 70%-át a déli órákban állítják elő” – hangsúlyozta a tanulmány. „A függőleges, kétoldalú rendszerek előnyben részesítése csökkenti a napenergia-termelés csúcsait és nagyobb óraszámot lefedő termelési profilt biztosít, ami segíti a napelemes termelés magasabb piaci értékének megőrzését.”

Az elemzés alapja az Európai Villamosenergia-piaci Modell (EPMM) volt, egy több piacra kiterjedő ágazati egyensúlyi modell, amely az európai villamosenergia-nagykereskedelmi piacokat szimulálja a Villamosenergia-átviteli Rendszerüzemeltetők Európai Hálózatához (Entso-E) csatlakozó 27 országban.

A modellezés során figyelembe vették a fosszilis erőművek indítási és leállítási költségeit, a termelési költségeket és a megújuló energia leszabályozását. A vizsgálat kiterjedt mind a hagyományos, mind a megújuló alapú termelésre, valamint az energiatárolásra.

A modellezéssel elemzett öt hipotetikus forgatókönyvben a napenergia várhatóan 2040-re 649 GW és 1178 GW közötti kapacitást ér el a jelenlegi 268 GW-ról. Az alapesetben azonban nem feltételeztek függőleges telepítéseket, míg a legmerészebb forgatókönyvben a vertikális telepítés 50%-os részesedést ér el.

A modell eredményei végül azt mutatták, hogy a napenergia felhasználása 2040-ben akár 6 százalékkal is magasabb lehet, amennyiben kelet-nyugati tájolást is alkalmazunk a hagyományos déli tájolás mellett, ennek eredőjeként pedig kevesebb földgázt kell az erőművekben elégetnünk, az így elért megtakarítás akár a 10 százalékot is meghaladhatja.

Minden oszlop alatt az első százalékos érték a hagyományos módon, a második százalékos érték pedig a függőlegesen telepített napelemek arányát mutatja. Forrás: Impacts of large-scale deployment of vertical bifacial photovoltaics on European electricity market dynamics

Az elemzés azt is kimutatta, hogy a több függőleges panel jelentősen alacsonyabb áramárakat eredményezhet az alacsonyabb rendszerköltségeknek, a kevesebb leszabályozásnak és a drága fosszilis energiahordozók kiváltásának köszönhetően.

„Hosszabb távon az európai villamosenergia-rendszer mind gazdaságilag, mind környezetvédelmi szempontból fenntarthatóbbá válik” – állapították meg a kutatók. „A jövőbeli rendszert alacsonyabb CO₂-kibocsátás és az importált fosszilis tüzelőanyagoktól való függőség csökkenése jellemzi, és gazdasági szempontból is fenntarthatóbb lesz, amit a rendszer összköltségének csökkenése és a nagykereskedelmi villamosenergia-árak mérséklődése jellemez.”

A kutatás eredményei az „Impacts of large-scale deployment of large-scale of vertical bifacial photovoltaics on European electricity market dynamics” című tanulmányban olvashatók, amely a közelmúltban jelent meg a Nature című szaklapban. A kutatócsoportban a magyarországi Regionális Energiapolitikai Kutatóközpont szakemberei is részt vettek.

dr. Papp László (Sol Invictus)

Technológiai elemző, és a Villanyautosok.hu csapatának megújuló energiákkal, energiatárolással, illetve piaci trendekkel foglalkozó szakértője. Célja, hogy minél többek számára tegye egyértelművé, hogy a fenntartható jövő gazdaságilag is a legracionálisabb választás.