A KAP pályázattal kapcsolatos cikksorozatunk előző részében részében egy rövid kitekintést tettünk az energiapiaci változásokra, jelen cikkben egy 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. 

2. Az ideális fogyasztó? – a hűtőház

A hűtőház - gondolhatjuk a másik véglet mint a pékség -, nyáron magasabb fogyasztással működik, télen kisebb az igény, nézzük meg a gyakorlatban mit mutatnak az adatok: 

A 8. ábrán látható, hogy június elejével a fogyasztás ugrásszerűen emelkedik, és a magasabb fogyasztás egészen október közepéig kitart, vizsgáljuk meg a fogyasztás napon belüli eloszlását június-október időszakra.

Érdekes, hogy a déli órákban kismértékben visszaesik az energiafogyasztás, egyébként kis eltérés látható a napon belül – valószínűsíthető, hogy a fogyasztók vezérlésével még lehetne optimalizálni, és a déli órák felé eltolni a többlet fogyasztást. Megvizsgálva a 18:00-6:00 közötti nyári időszakot az átlagos teljesítményigény ~1100 kW, ami a 12 óra alatt 13 200 kWh fogyasztást eredményez, ennél nagyobb tárolókapacitásra nincs szükségünk.

A hűtőháznál 2024 évben egy 500 kWp-es napelemrendszer beüzemelésre került, a fogyasztási adatok 2023 éviek, így a számítást úgy kell elvégeznünk, hogy a már üzemelő napelem rendszer által előállított energiát levonjuk a 2023-as fogyasztási adatokból. Ez a megtérülési számainkat rontani fogja, de ez a való helyzet, ebből kell kiindulnunk. A villamos energia szerződést HUPX DAM + kereskedői jutalák áron kötötték, nézzük meg első körben, hogy támogatás nélkül 15 éves projekt élettartamra számolva mekkora rendszerméret adódna – az optimalizáció eredménye a már meglévő 500 kWp napelemen felül további 3494 kWp napelem és 7241 kWh tároló, mely az elmúlt 1 év energia árával kalkulálva 8 millió EUR bevételt fog generálni 15 év alatt, a kalkulált bekerülési költsége 3,2 millió EUR (3. táblázat 1. verzió). Várhatóan éves szinten 2 645 MWh-val fogja csökkenteni a vételezett energia mennyiségét. A helyi adottságok végett korlátoznunk kell a telepíthető napelem kapacitást 3000 kWp-re, miután korlátoztuk és az optimalizációt lefuttatjuk a tároló mérete is csökken 6768 kWh-ra (3. táblázat 2. verzió).

Kitekintés – HUPX DAM vs fix 70 Ft/kWh ár

 A HUPX DAM szerződés esetén az órás energiafogyasztás alapján a súlyozott átlag számításával kapjuk meg az adott fogyasztó átlag energia árát, ez jelen fogyasztó esetében 46,9 Ft/kWh-ra adódik. Érdekességképp lefuttattam az optimalizációt fix 70 Ft/kWh áron, arra voltam kíváncsi, hogy a kedvezőbbnek mondható, de napon belül változó energia árhoz viszonyítva egy állandó, de összességében 50%-kal magasabb energia ár esetén hogyan alakul az ideális tároló mérete 3000 kWp-re korlátozott napelem rendszer mellett, így 5077 kWh adódott, tehát az 50%-kal magasabb átlag energia ár mellett kisebb tároló az ideális. Ennek oka, hogy a HUPX DAM szerződés esetén a gyakorlatban az akkumulátorból akkor vesszük ki az energiát, amikor a vásárlási ár a maximumon van, így maximalizálva a bevételt. Amennyiben a napelem rendszer méretét nem korlátozzuk, a 70 Ft/kWh energiaáron 5600 kWp napelem telepítés és 10900 kWh tároló kapacitás adódik optimumnak, tehát úgy tudjuk a nagyobb nyereséget realizálni, ha az éjszakai energia szükségletünk nagy részét napelemmel nappal előállítjuk, és éjszakára eltároljuk.

Hardware optimalizálása bekerülési költségre és megtérülési időre

Visszatérve a megvalósításra kerülő rendszer kialakításához azt látjuk, hogy 3000 kWp napelemet telepíthetünk maximálisan, és 6700 kWh lenne a szoftver által javasolt tároló mérete az elmúlt egy év HUPX DAM árának esetén, 70Ft/kWh fix ár esetén 5070 kWh. A tároló méretét is korlátoztuk 5000 kWh értékben, hogy az éves kihasználtság javuljon, és a megtérülési idő és a beruházási idő csökkenjen. A gyakorlatban 4 órai fogyasztást fog tudni kiszolgálni (1100 kW-os jellemző nyári terhelés mellett). A számításokat újból lefuttattuk, mind tárolós, mind tároló nélküli változatokra, most már belekalkulálva a 70%-os vissza nem térítendő támogatást, az eredményeket a 3. táblázatban összesítettük.

Az optimalizáció eredményeként a következő következtetéseket vontam le:

• HUPX DAM szerződés esetén a napelemes rendszer megtérülési ideje kitolódik, a tárolós rendszernek nem csak a megtérülési ideje rövidebb, hanem várhatóan 2 m EUR-val nagyobb értéket állít elő a 15 éves időszak alatt, mint önmagában a napelemes rendszer.
• HUPX DAM szerződés esetén a rendszer által helyben előállított energia mennyisége csökken, hiszen negatív energia árak mellett a szoftver azzal számol, hogy a hálózatból vételezzük az energiát a helyi előállítás helyett, akár a tároló töltéséhez is.
• 70%-os támogatás mellett 2 évnél rövidebb megtérülési idővel számolhatunk még a HUPX DAM árak alapján is, míg a tároló várhatóan 20 éves időszakon keresztül, a napelem várhatóan 30 éven keresztül értéket fog előállítani.

Érdekességképpen nézzünk az adatok mélyére, és vizsgáljuk meg 1 nyári hét modellezésének eredményét. 

A 10. ábrán látható, hogy várhatóan a rendszer hogyan fog üzemelni, látszik, hogy az akkumulátor kisütése akkor történik, amikor az energia ára a legmagasabb, illetve látszik, hogy akár nap közben is történik vételezés a hálózatból, amikor egyébként a napelem is termel, sőt az éjszakai alacsony árú órákban is tölti az akkumulátort annak érdekében, hogy a reggeli magasabb árú időszakban az akkumulátor kiegészítse az induló naperőműves termelést. 

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

Cikksorozatunk következő része : A modern tehenészet 800MWh-s éves fogyasztással

Tekintsd meg az ebben a témában készített rövid videónkat: