Wpływ zmienności czasowej wytwarzania energii na opłacalność instalacji

elektrycznej z instalacji PV przeanalizowano dane pozyskane z instalacji doświadczalnej Wydziału Energetyki i Paliw Akademii Górniczo-Hutniczej.

przepływy finansowe [zł]

149

Rys. 83. Produkcja energii elektrycznej w instalacji PV versus możliwe zużycie własne, na podstawie danych instalacji doświadczalnej Akademii Górniczo-Hutniczej oraz profilu standardowego dla grupy

taryfowej G innogy Stoen Operator (opracowanie własne, 2014)

Ciekawostką instalacji doświadczalnej krakowskiej uczelni jest rozmieszczenie paneli PV. Jedna część skierowana jest na wschód (3 kW), a druga w kierunku zachodnim (3 kW). Takie rozmieszczenie pozwala na zwiększenie zużycia własnego produkowanej energii elektrycznej. Dane produkcyjne elektrowni PV zostały porównane z danymi profilu standardowego dla gospodarstw domowych z grupy taryfowej G (profil standardowy innogy Stoen Operator). Na Rys. 83 odzwierciedlono losowo wybrane dni w okresie styczeń–sierpień. Profil standardowy został przeliczony w modelu dla zużycia energii w skali roku wynoszącego 3 000 kWh oraz 5 000 kWh. Wartości sumaryczne dla całej doby nie są odpowiednią miarą zużycia własnego. Są to dane uśrednione dla całej doby i nie odzwierciedlają one faktycznych przepływów energii. W tym celu konieczne są dane godzinowe zarówno dla zużycia, jak i produkcji energii elektrycznej.

W kolejnym etapie bardziej szczegółowo przeanalizowano dane godzinowe dla wybranego tygodnia stycznia oraz lipca, czyli dwóch skrajnych miesięcy dla produktywności elektrowni słonecznej.

[k

W

]

150

Rys. 84. Zużycie własne versus produkcja PV w miesiącu styczniu (opracowanie własne na podstawie danych RWE/innogy Polska, 2014)

Na powyższym Rys. 84 przeanalizowano dane dla 3 kW w PV oraz profilu standardowego grupy taryfowej G, sprowadzonego do poziomu 5 000 kWh/a zużycia własnego. Zarówno dane źródłowe instalacji AGH, jak również innogy Polska potwierdzają, że w przykładowym tygodniu stycznia cała energia byłaby wykorzystana na potrzeby własne.

W okresie letnim generacja z PV jest już istotnie wyższa niż zimą. Poniżej przedstawiono symulację dla przykładowego tygodnia lipca.

Rys. 85. Zużycie własne versus produkcja PV w miesiącu lipcu (opracowanie własne na podstawie danych RWE/innogy Polska, 2014)

Na schemacie lipca pojawiają się nowe wartości przedstawiające wprowadzanie nadwyżek energii do lokalnej sieci (zielone słupki). W całym miesiącu produkcja plasuje się na poziomie 397 kWh, przy zapotrzebowaniu gospodarstwa domowego wynoszącym 300 kWh. W sytuacji braku uwzględnienia dokładnych profili godzinowych możliwe byłoby stwierdzenie, że w lipcu stosunkowo niewielka instalacja PV, licząca 3 kW, pokrywa całkowicie zapotrzebowanie gospodarstwa domowego na energię elektryczną. Ponadto 97 kWh odsprzedawane jest do sieci. Analizując jednak dokładne dane dobowo-godzinowe w lipcu okazuje się, że zużytych zostaje nie 300

[h] [kW]

[h] [kW]

151

kWh, lecz 160 kWh. Odsprzedaż energii, której przede wszystkim w godzinach południowych jest nadmiar, wynosi 237 kWh. W tym przypadku okazuje się, że więcej jest energii odsprzedawanej niż zużywanej.

Takie zjawisko z punktu widzenia makro dla całego systemu elektroenergetycznego może okazać się dość korzystne. Powodem tego jest stale rosnące zastosowanie urządzeń klimatyzacyjnych oraz coraz częściej występujące problemy z produkcją energii podczas wysokich temperatur. Wiąże się to między innymi z niskim poziomem wód śródlądowych, które ograniczają możliwości chłodzenia jednostek wytwórczych pracujących w układzie kondensacyjnym, wykorzystujących otwarty układ chłodzenia (na przykład Elektrownia Połaniec lub Elektrownia Kozienice). Przykładem takiego zjawiska są ograniczenia systemowe, które wystąpiły w okresie 10–31 sierpnia 2015 roku.

Uwzględniając produkcję przykładowej jednostki PV o mocy 3 kW w skali roku, otrzymuje się następujące dane:

• całkowite zużycie energii elektrycznej przez gospodarstwo domowe: 5 000 kWh; • produkcja PV: 2 869 kWh;

• zużycie własne: 1 618 kWh; • odsprzedaż do sieci: 1 251 kWh.

Oznacza to, że w skali całego roku 56% energii zużywane jest na potrzeby własne, a 44% odsprzedawane do sieci. Oddawane 44% może stanowić wręcz pozytywny efekt dla całego systemu elektroenergetycznego.

Dla instalacji, która działa na zasadach komercyjnych (bez feed-in, opustów, dofinansowania) przy zużyciu własnym 50% oraz odsprzedaży generowanej nadwyżki do lokalnej sieci po 100% ceny hurtowej, zwrot z kapitału waha się w zależności od stawki VAT nałożonej na inwestycję w zakresie od 2,57% (przy stawce VAT = 23%) do 3,89% (przy stawce VAT = 8%). Dla wyżej wspomnianych 56% zużycia własnego jest to 3,25–4,62% w zależności od podatku VAT.

152

Tabela 50. Zwrot z inwestycji instalacji PV przy braku zastosowania taryfy feed-in, bez net meteringu, bez wsparcia inwestycyjnego (opracowanie własne, 2016)

System bez taryfy feed-in, bez net meteringu, bez wsparcia inwestycyjnego IRR Wsparcie Zużycie

własne Gospodarstwo domowe 23% VAT Gospodarstwo domowe 8% VAT 0% 30% 0,06% 1,24% 0% 50% 2,57% 3,89% 0% 56% 3,25% 4,62% 0% 70% 4,76% 6,24% 0% 100% 7,73% 9,47%

Prawa majątkowe Nie nie

VAT do CAPEX Tak tak

CIT/PIT Nie nie

Przy usłudze budowlanej opodatkowanej VAT wynoszącym 8% wygenerowane 4,62% plasuje się powyżej lokaty bankowej. Nawet bez żadnego dofinansowania oraz korzyści wynikających z net meteringu w formie opustu jest to poziom zbliżony do rentowności z inwestycji w mieszkanie przeznaczone pod wynajem, którego zwrot kształtował się w Warszawie oraz Łodzi, według wyliczeń dziennika „Puls Biznesu” („Puls Biznesu”, 2014) na mniej więcej 4,6% netto (przy zastosowaniu 8,5% podatku ryczałtowego od przychodów z wynajmu). Wspomniane 5,62% są raczej dolną granicą zwrotu, ponieważ można spodziewać się jakiejś formy wsparcia w postaci opustu lub dopłat inwestycyjnych.

Poniżej przedstawiono zestawienie różnych scenariuszy zużycia własnego dla poszczególnych rozmiarów instalacji oraz rocznego zużycia energii elektrycznej. Jak powyżej, oddana do sieci energia rozliczana jest według stawek rynku hurtowego.

Tabela 51. Poziom zużycia własnego oraz spodziewana rentowność projektu PV przy zużyciu własnym wynoszącym 3 000 kWh/a (opracowanie własne, 2016)

Zużycie en. Moc instalacji Produk-cja PV Konsum pcja Odsprze daż Zakup z sieci Konsum pcja Odsprze

daż ^{Rentowność % z 8% VAT} [kWh] [kW] [kWh] [kWh] [kWh] [kWh] % % ^{Dofinansowanie} 0% Dofinansowanie 40% z 19% PIT 3000 1 956 760 197 2240 79% 21% 7,23% 12,55% 3000 2 1913 1005 908 1995 53% 47% 4,25% 8,62% 3000 3 2869 1119 1751 1881 39% 61% 2,48% 6,37% 3000 5 4782 1221 3561 1779 26% 74% 0,65% 4,13%

153

Tabela 52. Poziom zużycia własnego oraz spodziewana rentowność projektu PV przy zużyciu własnym wynoszącym 5 000 kWh/a (opracowanie własne, 2016)

Zużycie en. Moc instalacji Produk-cja PV Konsum pcja Odsprze daż Zakup z sieci Konsum pcja Odsprze

daż ^{Rentowność % z 8% VAT} [kWh] [kW] [kWh] [kWh] [kWh] [kWh] % % ^{Dofinansowanie} 0% Dofinansowanie 40% z 19% PIT 5000 1 956 911 45 4089 95% 5% 8,94% 14,91% 5000 2 1913 1384 529 3616 72% 28% 6,46% 11,54% 5000 3 2869 1618 1251 3382 56% 44% 4,62% 9,08% 5000 5 4782 1864 2918 3136 39% 61% 2,48% 6,37%

Jak pokazują powyższe przykłady, przy braku możliwości bilansowania energii (na przykład w skali półrocznej) oraz braku zastosowania magazynu energii w celu maksymalizacji zużycia własnego instalacja PV nie powinna być przewymiarowana. W przypadku gospodarstwa domowego zużywającego 3 000 kWh w skali roku (na przykład dom w zabudowie szeregowej) produkcja energii z instalacji 1 kW byłaby wykorzystana na poziomie 79%. Przy 2 kW byłoby to 53% oraz przy 3 kW 39%. Natomiast stosując 5 kW, zużycie własne kształtowałoby się zaledwie na poziomie 26%. Symulując zużycie przykładowego domu jednorodzinnego (5 000 kWh/rok), produkcja z 1 KW zostałaby wykorzystana na poziomie 95%, 2 kWh stanowiłyby 72%, a 3 kW 56%. Przy 5 kW spodziewane zużycie kształtuje się w okolicach 39%.

W przypadku wspomnianego domu w zabudowie szeregowej zużywającego 3 000 kWh oraz braku wsparcia inwestycyjnego instalacja PV osiąga rentowność od 0,65% do 7,23%. Patrząc przez pryzmat inwestora, jedynie mała instalacja o mocy 2 kW generująca zwrot 4,25% wydaje się w miarę atrakcyjna. Należy pamiętać, że jest to jednak stosunkowo mała jednostka. Przy mocy 3 kW rentowność spada już do poziomu 2,48%, co z punktu widzenia inwestycyjnego, odnoszącego się do lokaty bankowej, jest już mało atrakcyjne. W opcji 5 000 kWh i przy braku wsparcia zwrot kształtuje się między 2,48% a 8,94%. Dla 2 kW zwrot plasuje się na poziomie 6,46%, dla 3 kW jest to 4,62%, natomiast przy 5 kW spada on do 2,48%.

154