Μπορούν να εγκατασταθούν φωτοβολταϊκά πλαίσια σε δύσβατες περιοχές;

Γράφει ο Βαγγέλης Ιωάννου, ηλεκτρολόγος μηχανικός της Wattcrop.

 

Οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας τα τελευταία χρόνια έχουν εισέλθει δυναμικά στον τομέα Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας καθώς η τεχνολογική τους εξέλιξη κατάφερε να μειώσει σημαντικά τόσο το κόστος, όσο και τον απαιτούμενο χώρο εγκατάστασης τους (m2/MW). Παράλληλα, με την ανάπτυξη των ΑΠΕ  δημιουργήθηκε επίσης η ανάγκη εύρεσης κατάλληλων περιοχών για την ανάπτυξη των έργων.

Ένα σημαντικό κριτήριο που καθορίζει το σημείο ανάπτυξης ενός έργου ΑΠΕ είναι το είδος της τεχνολογίας που πρόκειται να χρησιμοποιηθεί. Για παράδειγμα, ένας από τους βασικότερους παράγοντες που καθορίζει την θέση ανάπτυξης ενός Αιολικού Πάρκου είναι το Αιολικό δυναμικό της περιοχής και αντίστοιχα ενός Φωτοβολταϊκού Πάρκου είναι η ετήσια ηλιακή ενέργεια της περιοχής ανά τετραγωνικό μέτρο. Ωστόσο, άλλοι παράγοντες όπως το ανάγλυφο της προτεινόμενης θέσης, η πρόσβαση στο έργο, η απόσταση από το πλησιέστερο πιθανό σημείο διασύνδεσης κ.α. δύναται να επιδρούν και να καθιστούν την ανάπτυξη του έργου κοστοβόρα έως και αδύνατη.

 

Μεθοδολογία εύρεσης κατάλληλων περιοχών ανάπτυξης:

Για την ελαχιστοποίηση του παράγοντα αβεβαιότητας όσον αφορά την καταλληλόλητα μιας περιοχής για την ανάπτυξη Φωτοβολταϊκού Πάρκου λόγω του δύσβατου ανάγλυφου της, έχουν αναπτυχθεί διάφορα λογισμικά σχεδιασμού. Η μεθοδολογία που αναλύεται παρακάτω ακολουθείται μετά την αυτοψία της προτεινόμενης περιοχής ως εξής:

3D Αεροφωτογράφιση της Περιοχής και Επεξεργασία Δεδομένων: 

Aρχικά, διεξάγονται προγραμματισμένες πτήσεις με Drone πάνω από την περιοχή ενδιαφέροντος και συλλέγονται εναέρια Γεωγραφικά Δεδομένα ολόκληρης της περιοχής. Επίσης, γίνεται η χρήση GPS-RTK ως σταθερά σημεία ελέγχου πάνω στην περιοχή για την εξασφάλιση μεγαλύτερης ακρίβειας πιο κοντά στην πραγματικότητα. Με τον τρόπο αυτό λαμβάνεται μια ακριβής αποτύπωση του ανάγλυφου της περιοχής όπου κατά την μοντελοποίηση θα μας προσφέρει:

  • Μείωση των πιθανών σκιάσεων
  • Υψηλότερη απόδοση του έργου
  • Ακριβή υπολογισμό των έργων διαμόρφωσης της περιοχής (Επιχώσεων και Αποχώσεων)
  • Ακριβές ύψος πασσάλων                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         

 

Μετά την συλλογή των δεδομένων, ακολουθεί η επεξεργασία τους με σκοπό την δημιουργία κατάλληλων αρχείων για τον σχεδιασμό του έργου. Οι πληροφορίες που μπορεί να αποδώσει η επεξεργασία εξάγονται σε 3D DWG αρχείο και είναι οι εξής:

  • Ισοϋψείς Καμπύλες
  • Βλάστηση
  • Λίμνες, Ποτάμια, Ρέματα
  • Δρόμοι και Πίστες
  • Ηλεκτρικά Καλώδια
  • Κτίρια και Κατασκευές
  • Άλλα εμπόδια που μπορεί να αποτελούν πιθανή πηγή σκιάσεων

 

Εισαγωγή των παραπάνω δεδομένων στο αντίστοιχο λογισμικό σχεδιασμού και Δημιουργία «πλέγματος εδάφους» (Terrain Mesh)

Ένας πολύ σημαντικός παράγοντας για την ακριβή μοντελοποίηση των Φωτοβολταικών Σταθμών είναι η εισαγωγή και δημιουργία του ανάγλυφου της περιοχής στο λογισμικό σχεδίασης. Τα δεδομένα της τοπογραφίας αφού επεξεργαστούν εισάγονται στο λογισμικό και έπειτα ελέγχεται η καταλληλόλητα των ισοϋψών. Έπειτα δημιουργείται το «Πλέγμα του Εδάφους» (Ανάγλυφο) όπως απεικονίζεται στην παρακάτω εικόνα. Το λογισμικό απεικονίζει χρωματικά το ανάγλυφο του εδάφους αντιστοιχίζοντας σε κάθε εύρος κλίσεων ένα χρώμα, ενώ αν στην τοπογραφία υπάρχουν σημεία που προκαλούν σκιάσεις όπως δέντρα, κτίρια κ.τ.λ ή τμήματα που δεν επιτρέπεται η επέμβαση όπως ρέματα, τότε αυτά ορίζονται κατάλληλα στο μοντέλο.

 

Παραμετροποίηση Πάρκου

Για την μοντελοποίηση του σταθμού ο σχεδιαστής θέτει τις παραμέτρους και τους περιορισμούς βάση των οποίων θα αναπτυχθεί το μοντέλο. Τέτοιου είδους παράμετροι είναι η τοποθεσία του Σταθμού, οι διαστάσεις των Φωτοβολταϊκών Πλαισίων, οι βάσεις στήριξης, ο προσανατολισμός, η κλίση τοποθέτησης των Φωτοβολταϊκών καθορίζοντας το εύρος κλίσεων σε περίπτωση υψομετρικών διαφορών μεταξύ σειρών, αποστάσεις μεταξύ των σειρών καθορίζοντας το εύρος κλίσεων σε περίπτωση υψομετρικών διαφορών μεταξύ σειρών, διαστάσεις διαδρόμων κ.α. Το λογισμικό ανάλογα με την τοποθεσία του Σταθμού εμφανίζει τις προτεινόμενες παραμέτρους για ελαχιστοποίηση σκιάσεων και κατά την μοντελοποίηση προσαρμόζει την τοποθέτηση των πλαισίων λαμβάνοντας υπόψιν τόσο τις παραμέτρους όσο και το ανάγλυφο της περιοχής.

 

 Σχεδιασμός Φωτοβολταϊκών Πλαισίων μόνο σε περιοχές με κλίσεις που ορίζει ο χρήστης

Σε έναν χώρο εγκατάστασης Φωτοβολταϊκών πλαισίων με δυσμενές ανάγλυφο δύναται να υπάρχουν κλίσεις στις οποίες δεν είναι εφικτή η εγκατάσταση των πλαισίων. Ειδικότερα, σε ένα  Φωτοβολταϊκά πάρκο ο σχεδιαστής ορίζει:

  1. Τμήματα με κατάλληλες κλίσεις για ανάπτυξη Φωτοβολταικού Πάρκου δίχως απαίτηση σημαντικών έργων διαμόρφωσης εδάφους
  2. Τμήματα με κλίσεις εδάφους τα οποία προαπαιτούν έργα για την διαμόρφωση και εξυγίανση τους. Το όρια των κλίσεων που καθιστούν μια έκταση κατάλληλη για εγκατάσταση Φωτοβολταϊκού πάρκου ύστερα από επέμβαση επιλέγονται με βάση τεχνικά και οικονομικά κριτήρια.
  3. Τέλος, τα τμήματα εκείνα στα οποία δεν είναι εφικτή η εγκατάσταση Φωτοβολταϊκών Πλαισίων είτε για τεχνικούς είτε για οικονομικούς λόγους.

Ορίζοντας τις επιθυμητές κλίσεις, το λογισμικό αρχικά τοποθετεί τα πλαίσια μόνο στην περιοχή ενδιαφέροντος (περίπτωση 1&2) και στην συνέχεια υπολογίζει τα απαιτούμενα έργα διαμόρφωσης του εδάφους εξάγοντας τα κυβικά μέτρα επιχώσεων και αποχώσεων καθώς και τα σημεία επέμβασης. Με τον τρόπο αυτό ο σχεδιαστής έχει ακριβή εικόνα των έργων εξυγίανσης που απαιτούνται για την εγκατάσταση του Σταθμού.

 

  Τοποθέτηση του Απαιτούμενου Εξοπλισμού (Οικίσκων Διασύνδεσης, Μετασχηματιστών, Αντιστροφέων κ.τ.λ) και υπολογισμός Απαιτούμενης Εσωτερικής Καλωδίωσης (DC, AC LV, AC MV)

Με βάση την ισχύ του Σταθμού στο έργο τοποθετείται ο απαιτούμενος εξοπλισμός στα κατάλληλα σημεία ώστε να πραγματοποιηθεί η καλωδίωση του με το ελάχιστο δυνατό κόστος. Στο σημείο αυτό ορίζονται οι στοιχειοσειρές, χαντάκια, όδευση, θέσεις Αντιστροφέων και Μ/Σ κ.τ.λ. Έπειτα, το λογισμικό τοποθετεί την καλωδίωση με βάση τους περιορισμούς και τις θέσεις του εξοπλισμού που ορίστηκαν και εξάγονται τα εξής:

  • Ακριβής αριθμός στοιχειοσειρών ανά αντιστροφέα και μήκος καλωδίωσης
  • Ακριβής αριθμός αντριστροφέων ανά μετασχηματιστή και μήκος καλωδίωσης
  • Διασύνδεση Μ/Σ με το δίκτυο και μήκος καλωδίωσης
  • Μήκος Χαντακιών
  • Μήκος Περίφραξη

 

 

 

 

 

  Προσομοίωση παραγωγής και Απόδοσης του Μοντέλου:

Τέλος, η έκθεση της ενεργειακής απόδοσης του Φωτοβολταικού Σταθμού γίνεται με βάση την σχεδίαση του εξάγεται επίσης με κατάλληλα λογισμικά . Η έκθεση αυτή περιλαμβάνει πλήρη αποτύπωση του εξοπλισμού και των παραμέτρων του σταθμού, το ηλιακό δυναμικό της εκάστοτε περιοχής ανάπτυξης, το διάγραμμα απωλειών του ανά κατηγορία, την ετήσια και μηνιαία παραγωγή του, καθώς επίσης και την απόδοση του.

 

Όπως αντιλαμβανόμαστε η εγκατάσταση ενός φωτοβολταϊκού πάρκου δεν είναι μια απλή διαδικασία, ειδικά όταν πρόκειται για περιοχές με δύσβατο ανάγλυφο.

Οι εξειδικευμένες γνώσεις και η εμπειρία κρίνουν την επιτυχία ενός ηλιακού πάρκου.

Στη Wattcrop διαθέτουμε και τις γνώσεις και την εμπειρία που χρειάζονται.

Για οποιαδήποτε απορία σας, το προσωπικό μας θα χαρεί να σας εξυπηρετήσει.