Jak solární plot v mlékárně zachycuje energii během odběrové špičky

Sdílejte článek
Jak solární plot v mlékárně zachycuje energii během odběrové špičky

Na farmě Kilmeaden v hrabství Waterford se krávy pasou po obou stranách 150metrového plotu, který vede od severu k jihu po celé délce jednoho z polí Davida Forana.

Nejedná se o obyčejný plot, ale o konfiguraci oboustranných solárních panelů instalovaných vertikálně směrem na východ a západ, které zachycují sluneční energii v době, kdy David dojí. Systém o výkonu 27 kW nainstaloval v roce 2019, přičemž 30 % nákladů pokryla vládní dotace. Úspory energie, které získal tím, že nemusí veškerou elektřinu odebírat ze sítě, mu letos vrátily podíl na investici ve výši 20 000 EUR (480 000 CZK).

Fakta o Kilmeaden Farm:

  • 101 ha (250 akrů) ve vlastnictví, 16 ha (40 akrů) v pronájmu
  • Holštýnsko-fríské plemeno.
  • Dělené blokové chovy.
  • Věk při prvním otelení 24 měsíců.
  • Průměrná roční dojivost je 8000 litrů mléka.
  • Dojírna s 16 jednotkami ve tvaru „sleďové kosti“ (herringbone).
  • Hovězí telata chovaná k prodeji ve věku 18 měsíců.

Vysoké náklady na energie v posledních 18 měsících znamenaly, že doba návratnosti byla kratší než původně plánovaných sedm let. David zvažoval různé možnosti využití obnovitelných zdrojů energie, než se rozhodl pro bifaciální solární panely. Zdálo se mu logické nainstalovat systém, který by odpovídal výrobě energie a elektrickému odběru, říká.

Panely směřující na východ a západ

Jakmile vyjde slunce, dopadá na východní stranu panelu a výkon generovaný panelem se rychle zvyšuje. Když odpoledne dojí, dopadá slunce na západní straně na opačnou stranu.

„Líbí se mi celý koncept – přišlo mi to jako nemyslitelné,“ říká David, který produkuje mléko od 160 krav, přičemž časy dojení obvykle začínají v 7 hodin ráno a v 17 hodin odpoledne.

Gene Hourihane ze společnosti Sunstream Energy Solutions, která systém dodala, říká, že úhel pádu – úhel povrchu panelu ve srovnání se slunečními paprsky – je přímo úměrný pádu slunce dopadajícího na povrch modulu. To znamená, že intenzita světla dopadajícího na modul je vysoká. Při vertikální montáži bifaciálních modulů na speciálně navržený rám, jehož jedna strana směřuje na východ a druhá na západ, má výsledná křivka výkonu dva vrcholy s poklesem v poledne.

Gene říká, že díky tomu jsou tyto moduly vhodné pro mléčné farmy. „Mají velké výkyvy v elektrickém vytížení, zejména ty, které dojí krávy v dávkách ráno a večer, přičemž toto špičkové zatížení je obvykle desetkrát vyšší než polední,“ vysvětluje.

Obvyklý přístup k fotovoltaice (FV) spočívá v instalaci modulů na střechu orientovanou na jih, aby se maximalizovala energie získaná z poledního slunce. Gene však naznačuje, že tento přístup není pro chovatele dojnic, kteří dojí dvakrát denně, ideální, protože špička solární energie a maximální elektrické zatížení farmy se vyskytují v různou dobu.

„V tomto případě se značná část solární energie přelévá do sítě s minimální nebo žádnou hodnotou,“ říká a dodává: „To lze ale překonat přesměrováním přebytečné solární energie do bateriových úložišť. Technologie lithium-iontových baterií – nejoblíbenější forma skladování – je však drahá a její předpokládaná životnost je osm až deset let, než dojde k degradaci výkonu.“

Ekonomika

Ať už se jedná o pozemní nebo střešní, vodní nebo větrný systém, ekonomicky nejvýhodnějším způsobem, jak zaplatit investici do obnovitelných zdrojů energie, je spotřebovávat energii v okamžiku její výroby, tvrdí Gene. Když jsou panely na střeše, dopadá na ně slunce v poledne, kdy krávy nejsou v dojírně, pokud se na farmě nedojí třikrát denně.

„Ano, tuto energii lze uložit do baterie k opětovnému využití, k ohřevu vody na mytí nebo k vybudování ledárny pro večerní dojení k chlazení mléka, ale to je jen přesunutí spotřeby energie. Není to dokonalá souhra,“ říká.

„Každá jednotka, kterou lze spotřebovat přímo, je taková, kterou není třeba nakupovat od dodavatele nebo znamená, že farmář nemusí vynakládat žádné náklady na bateriové úložiště.“

David musel pro panely požádat o stavební povolení, ale říká, že to byla „jen otázka vyplnění formuláře“. V té době pravidla plánování v Irsku umožňovala výjimku, pokud pozemní solární panelové pole pokrývalo plochu 25 m2 nebo méně. Nyní se tento limit zvýšil na 60 m2 nebo méně. Davidův systém nezabírá žádnou jinou plochu pole než plot v délce 150 metrů. Systém si nainstaloval sám pod vedením Gena.

„Každý, kdo umí postavit plot, by byl schopen toto namontovat,“ říká David. Vybral si otevřené pole, aby maximalizoval výhody slunečního záření. „Nemá smysl je umístit na úzké pole o průměru 50 m s velmi vysokými stromy po obou stranách, protože panely budou zastíněny před sluncem,“ říká.

Po obou stranách panelů vede elektrický ohradník, který je chrání před „zvědavými kravami“. Zjistil však, že krávy si jich příliš nevšímají. Systém dává 1200 kWh/kW, což je podle Gena o něco lepší než optimální střešní systém orientovaný na jih. David využívá co nejvíce vyrobené energie, nicméně část elektřiny vyvádí do sítě, protože nemá žádné bateriové úložiště. „Většinu času pracují naplno v době dojení. V zimě v tu dobu nemáme ze slunce žádný užitek, ale ani nepřicházíme o to, co vyrobí, protože to prodáváme do sítě.“

Skladování v bateriích

O bateriovém úložišti by mohl uvažovat, až se technologie zlepší. „Životnost baterie je mnohem kratší než životnost panelů, ale pokud se to ekonomicky vyplatí, mohl bych do baterie investovat později. Bude záležet na technologii a nabízené záruce.“

Gene říká, že tyto panely jsou dražší než střešní varianty a navýšení jejich ceny se pohybuje v rozmezí 30 - 60 %, ale díky tomu, že jsou dvoustranné, jsou také energeticky nejúčinnější.

„Přední strana je silná a zadní slabší, ale i tak může dosáhnout 90 % toho, čeho dosahuje ta přední,“ říká.

Dodává, že na rozdíl od střešních systémů mohou zemědělci kompenzovat náklady tím, že část instalačních prací provedou sami.

Zdroj: www.fwi.co.uk

Přečteno: 1 769x