A KAP pályázattal kapcsolatos cikksorozatunkban egy rövid kitekintést tettünk az energiapiaci változásokra, majd esettanulmányon keresztül mutatjuk be egy KAP pályázatos fogyasztó optimális napelem és energiatároló méretének meghatározását.

Esettanulmányok az agrár szektorból

Állattartó telepek ellátása megújuló energiával 70%-os állami támogatással - Esettanulmányok a mezőgazdaság és a feldolgozóipar világából.

A KAP (Kiemelt Agrár Politika) pályázatok keretében 70%-os vissza nem térítendő támogatás igényelhető napelemes és energiatárolós beruházásokra ennek köszönhetően fokozott érdeklődés mutatkozik állattartó telepek és mezőgazdasági feldolgozóipari cégek részéről napenergiás és energiatárolós rendszerek iránt.

Annak érdekében, hogy az optimális rendszer méretet megtaláljuk szoftveres számítást kell végeznünk. A szoftverebe táplált bekerülési költség egységárak, energia árak, pénzügyi paraméterek és a 15 perces fogyasztási görbe gazdaságossági optimumát a számítógép kalkulálja, megvizsgálja, hogy mely hardware összetétel esetén lesz a projekt időtartama alatt a lehető legmagasabb a projekt által termelt bevétel és a beruházási összeg kamattal növelt értékének különbsége, nevén nevezve a nettó jelenérték.

Nagyon szívesen belemennék a szoftver működésének részleteibe, mert szerintem az amerikai fejlesztő csapat nagyon komoly értéket tett le az asztalra, de szeretnék az eredmények összefoglalására fókuszálni, így amennyiben többen jelzitek, hogy érdekelnének a részletek abban az esetben egy újabb cikk keretében kifejtem majd a működését. 

3. A modern tehenészet - 800 MWh éves energiafogyasztással 

Sokat változott a világ, egy modern állattartó telepnek jelentős energiaigénye van napjainkban, vizsgáljuk meg az adott tehenészetet. Jelenleg működik egy 220kWp/200 kW-os napelemes rendszer, a tulajdonost elsősorban azt zavarja, hogy a visszwatt rendszer leszabályozza a jelenlegi napelem rendszer működését, szeretné, ha ez az energiahasznosításra kerülne. A telephely jellemző csúcs fogyasztásaira történt a napelem rendszer méretezése, a 200 kW-os rendszer az eredeti energiafogyasztást 24%-kal képes csökkenteni. Ez a méret a napelemes rendszer esetén jellemzően megtérülési idő szempontjából optimális, azonban az éves energia költségük továbbra is közel 80 m Ft, ezt szeretné tovább csökkenteni.   

A 11. ábrán látható az éves fogyasztási görbe, a tehenészet esetében is a nyári időszakban növekszik meg az energia igény, ilyenkor nagy teljesítményű ventilátorokat üzemeltetnek szellőztetés céljából.

A kiépített napelem rendszerhez tartozó okosmérő által rögzített adatoknak köszönhetően a fázisaszimmetriát is tudtuk vizsgálni, hiszen a kiépített visszwattos rendszer a legkisebb fogyasztású fázisra szabályoz vissza, így fázisaszimmetria esetén jelentős veszteség generálódhat. Jelen tehéntartó telep esetében a fogyasztók jellemzően 3 fázisúak, így a szokásosnál kisebb, éves szinten 4000 kWh energia veszteség keletkezett a fázisaszimmetria végett (500e Ft energia költségtöbbletet eredményezett), ennél sok esetben jóval nagyobb veszteségeket szoktunk tapasztalni. Minden esetre 500e Ft-ot tudunk megtakarítani azzal, ha olyan invertert alkalmazunk, ami a fázisaszimmetriát ki tudja kompenzálni, ezért érdemes ilyen megoldásban gondolkodnunk.

Az energiát 98,4 HUF/kWh áron szerzik be, kisfeszültségen csatlakoznak, így jelenleg 20,85 Ft/kWh rendszerhasználati díjat fizetnek, ehhez vettem hozzá 5,5 Ft/kWh KÁT és Prémium költséget, így összesen az energia ára 312 EUR/MWh értékre adódott.

Az első optimalizációt korlátozás nélkül futtattam a 312 EUR/kWh energia ár mellett, támogatás nélkül, így a magas energia ár végett 750 kWp-es napelem rendszer és 900 kWh-s tároló adódott, ezzel 68%-ban biztosítható éves szinten az energia a telephelyen (jelen energia ár esetén pénzügyileg érdemes olyan nagy rendszert telepíteni, hogy a nyári időszakban túltermel, de az őszi, téli időszakban is számottevő termelése van). Éves átlagban 18:00 és 6:00 közötti esti-éjszakai időszakban az energiafogyasztás 900 kWh, így látszik, hogy a 98,4 Ft/kWh energia ár annyira magas, hogy a szoftver akkora rendszert tervez, ami akár alkalmas az éjszakai fogyasztás fedezésére is. Jelen kalkulációnál peremfeltételként a tulajdonos azt kérte, hogy lehetőleg transzformátor csere nélkül hozzuk ki a lehető legtöbbet a rendszerből, nem szeretné az áramszolgáltató a 340 kVA-es transzformátorát lecserélni. Így 300 kW-ra korlátoztuk az inverterek hatásos teljesítményét, és azt vizsgáltuk meg, hogy mekkora tárolóban érdemes gondolkodni 98 Ft/kWh és 72 Ft/kWh energia beszerzési árak mellett, így 358 kWh, illetve 279 kWh tároló kapacitás adódott. 

Milyen hardware elégíti ki a jelen igényeket?

Mivel a telepíthető napelem kapacitást korlátoztuk, és szeretnénk rövidebb megtérülési időt, ezért az újonnan telepítésre kerülő 100kW/150 kWp napelem rendszer mellé 300 kWh körüli tároló kapacitás telepítése javasolt, mindezt célszerű olyan inverterrel megvalósítanunk, mely alkalmas a napelemből közvetlen átadni az egyenáramot az akkumulátornak, illetve képes kiegyenlíteni a korábban említett fázisok közötti aszimmetriát, így 2 db 50 kW-os hibrid inverterrel, és a hozzájuk kapcsolódó 2x 172 kWh, 2 x 143 kWh, illetve 2x108 kWh kapacitású kültéri energiatárolóval folytattam a kalkulációt (kisebb tároló rövidítheti a megtérülési időt), az eredmények a 4. táblázat 4-es, 5-ös, 6-os verzió oszlopban találhatóak.    

Az optimalizáció eredményeként a következő következtetéseket vontam le:

• 70%-os támogatás mellett a legrövidebb megtérülési idő a 286 kWh-s tároló esetében adódik, éves szinten ~1m Ft többlet bevételt generál mint a 215 kWh-s, a 343 kWh-ra történő méret emeléssel a megtérülési idő kis mértékben romlik, és további évi ~750e Ft többlet bevétel generálható, a 70%-os támogatás végett az önerő növekedése mindössze 2 m Ft, így ezen rendszerméret megvalósítása a legcélszerűbb.
• A támogatással az állattartó telep esetében is 1,5 év megtérülési idővel telepíthető az energiatároló és napelem rendszer kombinációja, pedig itt már telepítésre került egy 220 kWp-es rendszer, amivel az optimalizáló szoftver úgy számol, hogy előnyt élvez, az újonnan telepítésre kerülő 150 kWp-es rendszer nagymértékben az akkumulátor töltését végzi, ami a közvetlen elhasználáshoz képest rosszabb megtérülést hoz.

• Az újonnan telepítésre kerülő 150 kWp napelemhez csak 100 kW-nyi inverter társul, ezzel 150%-os az inverterek túlpanelezettsége, azonban a hibrid inverterek alkalmasak egyidejűleg 50 kW-al az akkumulátort tölteni, és 50 kW-nyi energiát a fogyasztók felé kiadni, tehát a hagyományos invertereknél tapasztalható "lecsapás" nem fog jelentkezni, amennyiben van fogyasztás, illetve szabad akkumulátor kapacitás.

Szerző: 2024.09.25 - Molnár Gábor Miklós, Bomo Energy Kft.

Cikksorozatunk következő része : Az ideális fogyasztó - Csibekeltető

Tekintsd meg az ebben a témában készített rövid videónkat: