Potřebujete pro váš bytový dům vyřešit
financování oprav
rekonstrukci kotelny
úspory energií
větrání
registrace
Rekonstrukce a provoz bytových domů
Motto: Nové povinnosti k elektromobilitě a vyúčtování vody a tepla.
Zdroje financí z nových dotací.
středa 3. 11. 2021
Praha
registrace
Nejnavštěvovanější odborný portál
pro stavebnictví a technická zařízení budov
TZB studio
zobrazit program

Návrh fotovoltického zariadenia ako lokálny zdroj pre čistiareň odpadových vôd

Na základě analýzy spotřeby elektrické energie pro činnost ČOV v areálu Volkswagen Slovakia byl navržen optimální výkon fotovolatického systému tak, aby splnil legislativní požadavek dosáhnout vlastní spotřebu fotovoltaicky vyrobené elektrické energie z více než 90 %.


Péče o životní prostředí musí být součástí všech činností (Ilustrativní obrázek: Volkswagen Slovakia, a.s.)

Abstrakt

V tejto štúdii sa rozobral súčasný stav čistiarne odpadových vôd v závode Volkswagen Slovakia, a. s. z pohľadu spotreby elektrickej energie a potenciál na jej optimalizáciu fotovoltickým zariadením. Ďalej, za predloženia metodiky návrhu fotovoltického zariadenia v kontexte platných podmienok lokálneho zdroja obnoviteľných zdrojov energie (Novela Zákona 309/2018) a na základe výsledkov z vykonaných simulácií, sa predstavuje výsledný návrh optimálnych parametrov daného fotovoltického zariadenia z legislatívneho, technického i ekonomického hľadiska. Významný prínos tejto štúdie bolo samotné vypracovanie simulačného programu s názvom PV SIMULATOR, ktorý je použiteľný pri navrhovaní a posudzovaní akéhokoľvek fotovoltického zariadenia. Navrhnuté PV zariadenie je modulárne a prevádzkované ako lokálny zdroj, t.j. bolo by to pripojené do distribučnej siete elektrickej energie. V tomto kontexte, PV zariadenie by malo nominálny výkon 218 kW a by bolo prevádzkované bez batériového systému. Simulovaná produkcia elektrickej energie z fotovoltického zariadenia je 225,5 MWh/rok, pričom 90 % vyprodukovanej elektriny by bola spotrebovaná priamo na ČOV, čím by sa pokrývalo približne 20 % celkovej spotreby el. energie na ČOV. Časť prebytočnej elektrickej energie by bola dodaná do distribučnej siete v rámci podmienok lokálneho zdroja. Táto štúdia bola vykonaná v rámci snahy novej ekologickej stratégie Volkswagenu Zero Impact Factory s víziou výroby áut bez environmentálnych vplyvov. Na druhej strane, implementácia tohto projektu by predstavovala na Slovensku významný míľnik, nakoľko by bola prvou ČOV, ktorá by využívala slnečnú energiu ako lokálny zdroj obnoviteľnej energie na čistenie odpadových vôd. Štúdia bola autorom zrealizovaná v rámci kurzu EUREM 2020/2021.

1. Úvod

Juan José Chávez Fuentes na konferenci
Juan José Chávez Fuentes na konferenci

Spotreba energie je neoddeliteľné bremeno každého výrobného procesu. V posledných rokoch sa dôsledkom nárastu populácie a významného celosvetového rozšírenia priemyselných aktivít kladie vyšší dôraz na udržateľné využitie energie, ktoré zahŕňa tzv. dôkladnejšie monitorovanie spotrieb všetkých foriem energie, optimalizácia spôsobu ich využitia, príp. ich nahradzovanie inými vhodnejšími zdrojmi. V dôsledku rôznych regionálnych i medzinárodných záväzkov dnes prakticky neexistuje krajina, ktorá by nemala vypracovanú energetickú politiku k svojmu naplánovanému hospodárskemu rozvoju v budúcich rokoch. Na Slovensku bol preto dňom 5. 11. 2014 schválený strategický dokument s názvom Energetická politika Slovenskej republiky (ďalej EP SR), ktorý definoval hlavné ciele a priority energetického sektora do roku 2035 s výhľadom na rok 2050. Piliere EP SR sú energetická bezpečnosť, energetická efektívnosť, konkurencieschopnosť krajiny a udržateľná energetika [1].

EP SR nadväzuje na niekoľko dôležitých legislatívnych predpisov, ktoré určia podmienky jej implementácie. Výstavbu a spôsob podpory obnoviteľných zdrojov energie na Slovensku definuje predovšetkým zákon 309/2018 Z.z. o podpore obnoviteľných zdrojov energie (OZE). Tento zákon bol od svojho vzniku niekoľkokrát novelizovaný, pričom významnou zmenou sledujúcou tzv. „stop stav“ je vytvorenie inštitútu tzv. lokálneho zdroja OZE. V tejto práci sa pri návrhu a analýze obnoviteľného zdroja pre ČOV uvažuje aj s podmienkami, ktoré vyplývajú z tohto zákona pre na lokálny zdroj OZE. Lokálny zdroj (LZ) je zariadenie na výrobu elektrickej energie z OZE, ktoré musí spĺňať nasledujúce podmienky [2]:

  1. LZ musí byť pripojený do sústavy na základe zmluvy o pripojení a jeho inštalovaný výkon nesmie presiahnuť 500 kW.
  2. LZ musí vyrábať elektrinu na pokrytie vlastnej spotreby odberného miesta, ktoré musí byť identické s odovzdávacím miestom.
  3. Nominálny výkon LZ je limitovaný výškou maximálnej rezervovanej kapacity odberného miesta.
  4. Maximálna rezervovaná kapacita LZ na dodávku „prebytočnej“ elektriny do distribučnej siete je stanovená na 10 % nominálneho výkonu LZ.
  5. LZ musí spotrebovať minimálne 90 % predpokladanej ročnej výroby elektriny priamo na mieste, kde je vyrobená.

Spoločnosť Volkswagen Slovakia, a. s. zaviedla v roku 2019 ekologickú výrobnú stratégiu s názvom Zero Impact Factory [3], ktorou podnik pokračuje s cestou k CO2-neutralite, efektívnemu využívaniu prírodných zdrojov a trvalo udržateľnému rozvoju. Týmto spôsobom sa podnik zaväzuje dosiahnuť o 45 % nižší environmentálny vplyv kľúčových ukazovateľov (tzv. KPIs) na vyrobené vozidlo do roku 2025 v porovnaní s rokom 2010. Nakoľko sú spotreba energie a vyprodukované emisie CO2 kľúčové KPIs, vyžaduje sa intenzívnejšie využívanie obnoviteľných zdrojov energie v rámci výrobných činností závodu.

Na Slovensku bola spoločnosť Volkswagen Slovakia už niekoľkokrát priekopníkom v aplikácii inovatívnych a efektívnych postupov, ktoré majú za cieľ dokázať ich širšie uplatnenie v praxi, a týmto smerom sa uberá aj naďalej. Z tohto dôvodu bolo v tejto práci hlavnou myšlienkou stať sa prvou čistiarňou odpadových vôd na Slovensku, ktorá by využívala solárnu energiu z lokálneho zdroja na čistenie odpadových vôd.

2. Ciele práce

Ciele tejto štúdie je možné zhrnúť do nasledujúcich bodov:

  • analýza súčasného stavu z pohľadu energetickej náročnosti čistenia odpadových vôd a priestorového potenciálu pre výstavbu fotovoltického zariadenia,
  • návrh a vypracovanie programu PV SIMULATOR pre modelovanie a simuláciu prevádzky fotovoltického zariadenia s rôznymi nominálnymi výkonmi,
  • zistenie optimálnych parametrov fotovoltického zariadenia z legislatívneho technického i ekonomického hľadiska,
  • analýza implementácie fotovoltického zariadenia ako lokálny zdroj pre čistiareň odpadových vôd.

3. Analýza súčasného stavu čistiarne odpadových vôd

3.1 Proces čistenia odpadových vôd v závode Volkswagen Slovakia

V rámci činností bratislavského závodu Volkswagen Slovakia, a. s. vzniká za bežných podmienok významné množstvo odpadovej vody, ktorú môžeme všeobecne rozdeliť podľa jej vlastností do dvoch typov: priemyselná a splašková odpadová voda. Odpadové vody (OV) sú vyvedené na ich finálne spracovanie do závodovej čistiarne odpadových vôd (ČOV VW SK), ktorá je mimo závodu a nachádza sa cca 1,5 km od neho (Obr. 1).

Obr. 1 Pohľad na ČOV VW SK s závodom Volkswagen Slovakia a. s. v pozadí
Obr. 1 Pohľad na ČOV VW SK s závodom Volkswagen Slovakia a. s. v pozadí

Čistiace procesy zahŕňajú rôzne fyzikálne, chemické i biologické postupy, avšak najvýznamnejšiu úlohu hrá biologický aktivačný proces so suspendovanou biomasou. Biologická aktivácia svojimi štyrmi paralelnými aktivačnými linkami je zároveň z energetického hľadiska najnáročnejší proces celej ČOV. V roku 2019 bolo spracovaných celkom 596 944 m3 OV, z čoho 409 214 m3 bolo priemyselných OV a zvyšok splaškové OV [4]. Na obr. 2 sú zobrazené mesačné množstvá vyčistenej vody pre obdobie 2016–2020.

Obr. 2 Mesačné prietoky vyčistenej odpadovej vody na ČOV (2016–2020)
Obr. 2 Mesačné prietoky vyčistenej odpadovej vody na ČOV (2016–2020)
 

3.2 Charakteristiky elektrickej sústavy na ČOV VW SK

Čistiareň odpadových vôd je samostatné odberové miesto závodu Volkswagen Slovakia. ČOV je napájaná z distribučného rozvodu 22 kV pomocou olejového transformátora (z 22 kV na 0,4 KV) s nominálnym výkonom 630 kVA. Maximálna rezervovaná kapacita (MRK) na ČOV je 420 kW. Súčasná rezervovaná mesačná kapacita, resp. technické maximum je 210 kW. ČOV má samostatnú centrálnu rozvodňu, z ktorej sa následne distribuuje elektrická energia po celej čistiarni pomocou sekundárnych rozvodní.

Obr. 3 Ročná spotreba elektrickej energie na ČOV (2016–2019)
Obr. 3 Ročná spotreba elektrickej energie na ČOV (2016–2019)

3.3 Spotreba elektrickej energie na ČOV

Prevádzkový režim ČOV je nepretržitý. Spotreba elektrickej energie ČOV za jeden kalendárny rok predstavuje cca 1 000 MWh. Na obr. 3 je možné vidieť ročnú spotrebu elektrickej energie v období 2016–2019. Z analýzy priebehov nameraných výkonov vyplýva, že v tomto období sa výkon ČOV pohyboval neustále v rozmedzí 80–150 kW. Bolo to až v roku 2020, keď v dôsledku krízy spôsobenej príchodom ochorenia COVID-19 a následnej mimoriadnej odstávky závodu musela prejsť ČOV na režim „stand-by mode“, pričom bola spotreba elektrickej energie rekordovo nízka a dosiahli sa po prvý krát nižšie výkony v rozmedzí 20–60 kW [4].

 

3.4 Voľná plocha pre fotovoltické zariadenie a potenciál jeho zavedenia

V rámci poslednej modernizácie ČOV VW SK (2017–2018) bola pripravená zelená plocha o celkovej výmere a = 3 500 m2 pre plánovanú výstavbu fotovoltickej elektrárne (a). Spolu s voľnou plochou na strechách budovy chemického hospodárstva (b = 570 m2), budovy kalového hospodárstva (c = 240 m2) a budovy mechanického hospodárstva (d = 150 m2), tvorí celkovú dostupnú plochu s výmerou APV = 4 500 m2 pre fotovoltické zariadenia (Obr. 4). Podľa dostupnej informácie od dostupných zdrojov [5] by bol celkový priestorový potenciál na ČOV VW SK pre výstavbu PV zariadenia s nominálnym výkonom 450 kW (PMAX ≈ APV/10).

Obr. 4 Pohľad na ČOV VW SK s vyznačením priestorového potenciálu pre fotovoltiku
Obr. 4 Pohľad na ČOV VW SK s vyznačením priestorového potenciálu pre fotovoltiku

4. Metodika návrhu fotovoltického zariadenia

Obr. 5 Metodika návrhu PV zariadenia
Obr. 5 Metodika návrhu PV zariadenia

V tejto práci sa dimenzovanie fotovoltického zariadenia zrealizovalo pomocou vytvoreného simulačného programu s názvom PV SIMULATOR, ktorý bol nápomocný pri určení optimálnej veľkosti PV zariadenia (t.j. nominálny výkon). Metodika návrhu PV zariadenia bola vypracovaná na základe algoritmu v obr. 5.

4.1 Východiskové podmienky analýzy

Na ČOV boli východiskové podmienky také, ktoré by sa nemali v blízkej budúcnosti výrazne zmeniť. Tieto nemenné veličiny určili limity, ktoré boli zohľadnené v rámci návrhu PV zariadenia. Východiskové podmienky boli lokalita ČOV, dostupná plocha pre PV zariadenia, spotreba elektrickej energie v štvrťhodinových intervaloch (rok 2019), maximálna rezervovaná kapacita (MRK) na ČOV, rezervovaná mesačná kapacita ČOV (technické maximum), maximálna veľkosť lokálneho zdroja OZE, technológia, typ a spôsob inštalácie PV zariadení a súčasné legislatívne podmienky pre využitie PV zariadení na Slovensku.

4.2 Vstupné údaje do modelovania

Vstup do programu sa skladal z dvoch druhov veličín: Nominálne výkony PV zariadenia v kW (nezávislé veličiny), ktoré sú do programu zadané; a súbor údajov zo simulácií vyprodukovanej elektrickej energie daného PV zariadenia pre danú lokalitu (závislé veličiny), ktoré sme získali z programu PVGIS pre príslušné nominálne výkony [6]. Výstupné súbory hodinových údajov slnečného zariadenia v programe PVGIS boli získané na základe nasledujúcich vstupných parametrov:

  • databáza slnečného žiarenia: PVGIS-SARAH
  • súradnice: 48.221300, 17.005180 (DD)
  • nadmorská výška: 146 m
  • technológia PV panelov: Silikónové kryštály
  • typ montáže PV panelov: Fixná
  • sklon: 35°
  • azimut: −6°
  • systémové straty: 14 %

4.3 Grafické výstupy z modelu (simulácie)

Na základe zadania nezávislej veličiny do programu PV SIMULATOR, t.j. nominálny výkon PV zariadenia, model vypracuje nasledovné grafické výstupy: (1) Hodinové výkonové zaťaženia (spotreba el. energie) na ČOV a simulované hodinové výkony PV zariadenia po hodinách a mesiacoch, (2) simulované hodinové výkonové zaťaženia elektrickej energie na ČOV po zavedení PV zariadenia po hodinách a mesiacoch, (3) percento využitia vyrobenej elektrickej energie priamo na ČOV VW SK po dňoch a mesiacoch, (4) denné množstvo prebytočnej elektrickej energie po mesiacoch, (5) počet prekročení maximálnej rezervovanej kapacity lokálneho zdroja v jednom roku, po hodinách a mesiacoch, (6) ročné celkové pokrytie spotreby elektrickej energie na ČOV po zavedení PV zariadenia a (7) distribúcia vypočítaných úspor na ČOV s prevádzkou PV zariadenia po mesiacoch.

4.4 Analýza výstupov z simulácie

Obr. 6 Schéma PV zariadenia ako lokálny zdroj OZE
Obr. 6 Schéma PV zariadenia ako lokálny zdroj OZE

Analýza optimálnosti fotovoltického zariadenia bola uskutočnená pomocou posudzovania výstupných údajov z modelovania v programe PV SIMULATOR pre nominálne výkony PV zariadenia 50, 75, 100, 125, ..., až 500 kW, v rámci podmienok lokálneho zdroja OZE (obr. 6). Analýza výstupov bola následne vykonaná z legislatívneho (najvýhodnejšia veľkosť PV zariadenia v rámci podmienok lokálneho zdroja), technického (najvýhodnejší spôsob pokrytia spotrieb elektrickej energie) i ekonomického hľadiska (najvýhodnejšia doba návratnosti).

5. Výsledky a diskusia

Nakoľko je ČOV VW SK samostatné odberové miesto, nie je za súčasných podmienok lokálneho zdroja možné dodávať prebytočnú elektrickú energiu do závodu. Prebytočnú el. energiu je možné dodať do distribučnej siete za podmienok, že výkon PV zariadenia neprekračuje 10 % maximálnej rezervovanej kapacity lokálneho zdroja a zároveň je 90 % ročného množstva vyprodukovanej elektrickej energie spotrebovaná priamo na mieste výrobcu. V rámci podmienok súčasnej legislatívy, za odovzdanú elektrickú energiu do distribučnej siete nie sú žiaľ žiadne garantované odmeny pre výrobcu ale skôr naopak, pri prekročení maximálnej rezervovanej kapacity LZ (MRKLZ) môže distribučná spoločnosť uložiť výrobcovi pokutu, resp. môže ho úplne odpojiť z distribučnej siete. S cieľom splniť súčasné legislatívne podmienky LZ bol pomocou simulácií zistený maximálny nominálny výkon PV zariadenia vo výške 103 kW, pri ktorom sa ani raz neprekročí MRKLZ.

Na obr. 7 sú zobrazené simulované hodinové výkony daného fotovoltického zariadenia počas jedného roka. Pri nominálnom výkone 103 kW by bola celková produkcia elektrickej energie z PV zariadenia 106,5 MWh/rok, z čoho by sa využívalo 106,5 MWh/rok (99,99 %) priamo v procese čistenia odpadových vôd.

Obr. 7 Výstup zo simulácie pre nominálny výkon 103 kW kde sú znázornené (1) v modrej farbe hodinové výkony na ČOV po mesiacoch a (2) v žltej farbe simulované hodinové výkony PV zariadenia po mesiacoch. Tenké čiary zobrazujú mesačné priemerné hodnoty, hrubé čiary sú priemer za celý rok. Bodkovaná čiara predstavuje celoročný priemerný výkon PV zariadenia v danom čase, pričom (3) čierne čísla sú hodnoty celkovej produkcie elektrickej energie a (4) v červené čísla predstavujú energiu využívanú priamo na ČOV.
Obr. 7 Výstup zo simulácie pre nominálny výkon 103 kW kde sú znázornené (1) v modrej farbe hodinové výkony na ČOV po mesiacoch a (2) v žltej farbe simulované hodinové výkony PV zariadenia po mesiacoch. Tenké čiary zobrazujú mesačné priemerné hodnoty, hrubé čiary sú priemer za celý rok. Bodkovaná čiara predstavuje celoročný priemerný výkon PV zariadenia v danom čase, pričom (3) čierne čísla sú hodnoty celkovej produkcie elektrickej energie a (4) v červené čísla predstavujú energiu využívanú priamo na ČOV.
 

Prvá technická podmienka je, aby navrhnuté PV zariadenie sa mohlo v prípade potreby jednoducho ďalej rozšíriť. Preto sa navrhuje blokovú, resp. modulárnu stavbu, čim by sa umožnilo navýšiť nominálny výkon PV zariadenia v prípade podstatných zmien v legislatíve, LZ, pri prípadnom zjednotení odberových miest v závode alebo pri rozšírení čistiacich procesov na ČOV. Ďalší argument na stavbu modulárneho PV zariadenia je prípadná optimalizácia obslužných činností ČOV počas dennej zmeny alebo v letných mesiacoch (počas najvyššieho prebytku el. energie), čim by sa mohol zmeniť tvar krivky spotreby ČOV a mohol by napodobiť viac krivku produkcie elektrickej energie z PV zariadenia.

Obr. 8 Pokrytie spotreby el. energie na ČOV s 218 kW-fotovoltickým zariadením
Obr. 8 Pokrytie spotreby el. energie na ČOV s 218 kW-fotovoltickým zariadením

Z technického hľadiska bolo navrhnuté PV zariadenie s nominálnym výkonom 218 kW, t.j. výkon pri ktorom na základe simulácií by dochádzalo k 90% priamemu využitiu vyprodukovanej elektrickej energie na ČOV. Prebytočná elektrická energia by sa čiastočne odovzdala do distribučnej siete (maximálne však do 10 % MRKLZ) a zvyšok by sa buď ukladal v batériovom systéme alebo úmyselne zatiaľ nevyužil. Na obr. 8 je zobrazená spotreba el. energie na ČOV spolu so simulovanou produkciou el. energie z PV zariadenia po mesiacoch.

Pre nominálny výkon 218 kW by bola celková ročná produkcia elektrickej energie z PV zariadenia 225,5 MWh, z čoho 202,8 MWh by bolo využívané priamo na ČOV. Prebytočná energia by predstavovala celkom 22,7 MWh/rok. PV zariadenie s takýmto výkonom by dokázalo pokryť zhruba 1/5 ročnej spotreby elektrickej energie. Pri takom systéme sa doporučuje dôkladné monitorovanie výstupného výkonu PV zariadenia pomocou riadiaceho zariadenia, aby sa neustále garantoval súzvuk s platnými legislatívnymi podmienkami lokálneho zdroja a zároveň maximalizoval ekonomický prínos z vyprodukovanej el. energie.

Obr. 9 Výstup zo simulácie pre nominálny výkon 218 kW kde sú znázornené (1) v modrej farbe hodinové výkony na ČOV po mesiacoch a (2) v žltej farbe simulované hodinové výkony PV zariadenia po mesiacoch. Tenké čiary zobrazujú mesačné priemerné hodnoty, hrubé čiary sú priemer za celý rok. Bodkovaná čiara predstavuje celoročný priemerný výkon PV zariadenia v danom čase, pričom (3) čierne čísla sú hodnoty celkovej produkcie elektrickej energie a (4) v červené čísla predstavujú energiu využívanú priamo na ČOV
Obr. 9 Výstup zo simulácie pre nominálny výkon 218 kW kde sú znázornené (1) v modrej farbe hodinové výkony na ČOV po mesiacoch a (2) v žltej farbe simulované hodinové výkony PV zariadenia po mesiacoch. Tenké čiary zobrazujú mesačné priemerné hodnoty, hrubé čiary sú priemer za celý rok. Bodkovaná čiara predstavuje celoročný priemerný výkon PV zariadenia v danom čase, pričom (3) čierne čísla sú hodnoty celkovej produkcie elektrickej energie a (4) v červené čísla predstavujú energiu využívanú priamo na ČOV
 

Bez ohľadu na súčasnú legislatívu by bolo žiadúce, aby celý priestorový potenciál na ČOV bol využitý, pričom všetok prebytok elektrickej energie je bezproblémovo dodaný do distribučnej siete pomocou tzv. agregátora, resp. do závodu. V súčasnosti však, také PV zariadenie by sa nemohlo uviesť do prevádzky v rámci podmienok lokálneho zdroja. Preto za ekonomické optimum bol považovaný taký nominálny výkon, ktorý bezpodmienečne splní legislatívu lokálneho zdroja OZE a zároveň spĺňa technické očakávania. Na základe výsledkov simulácií sa navrhovalo PV zariadenie s nominálnym výkonom 218 kW.

5.1 Zhrnutie parametrov navrhnutého PV zariadenia ako lokálny zdroj OZE

  • PV zariadenie s nominálnym výkonom 218 kW prevádzkované ako lokálny zdroj
  • využitá plocha na ČOV VW SK: približne 2 220 m2
  • odhadovaná ročná spotreba elektrickej energie na ČOV: 1 000 150 kWh/rok
  • vypočítaná ročná produkcia elektrickej energie z PV zariadenia: 225 500 kWh/rok
  • vypočítané množstvo el. energie využívané priamo na ČOV: 202 800 kWh/rok
  • využitie vyprodukovanej el. energie priamo na ČOV: 90 %
  • vypočítaný podiel prebytočnej elektrickej energie dodaný do distribučnej siete alebo úmyselne nevyužitý: 13,3 %
  • vypočítané maximálne úspory v emisiách CO2: 29,8 t/rok
  • bez batériového systému
  • pokrytie celkovej spotreby el. energie na ČOV: 20,3 %
  • očakávané úspory: 23 580 €/rok (obr. 10)
Obr. 10 Distribúcia vypočítaných úspor na ČOV s prevádzkou PV zariadenia ako lokálny zdroj s nominálnym výkonom 218 kW
Obr. 10 Distribúcia vypočítaných úspor na ČOV s prevádzkou PV zariadenia ako lokálny zdroj s nominálnym výkonom 218 kW
 

6. Záver

V rámci činností bratislavského závodu Volkswagen Slovakia, a. s. nepretržite vzniká významné množstvo odpadovej vody. Čistiace procesy zahŕňajú rôzne fyzikálne, chemické i biologické postupy, pričom niektoré sú značne energetické intenzívne. V súčasnosti je na ČOV VW SK priestorový potenciál pre výstavbu PV zariadenia s nominálnym výkonom až 450 kW, čo by pomohlo výrazne optimalizovať spotrebu elektrickej energie. V tejto štúdie sa pomocou vypracovaného simulačného programu navrhuje optimálny nominálny výkon fotovoltického zariadenia z legislatívneho, technického i ekonomického hľadiska. Navrhnuté PV zariadenie je modulárne a prevádzkované ako lokálny zdroj, t.j. je pripojené do distribučnej siete elektrickej energie. PV zariadenie by mal nominálny výkon 218 kW a by bolo prevádzkované bez batériového systému. Simulovaná produkcia elektrickej energie z fotovoltického zariadenia by bola 225,5 MWh/rok, pričom 90 % vyprodukovanej elektriny by bola spotrebovaná priamo na ČOV, čím by sa pokrývalo približne 20 % celkovej spotreby el. energie na ČOV. Časť prebytočnej elektrickej energie by bola dodaná do distribučnej siete v rámci podmienok lokálneho zdroja. Implementáciou tohto projektu by sa zároveň dosiahol významný míľnik v oblasti čistenia odpadových vôd na Slovensku, t.j. ČOV VW SK by sa stala prvou čistiarňou odpadových vôd na Slovensku, ktorá využíva solárnu energiu z lokálneho zdroja na čistenie odpadových vôd.

Literatúra

  1. Energetická politika slovenskej republiky (posledná návšteva 7. 1. 2021): Energetická politika | Energetika | MHSR (gov.sk)
  2. Lokálny zdroj OZE v rámci Novele Zákona č. 309/2018 Z.z., Slovenská asociácia fotovoltického priemyslu a OZE – SAPI (posledná návšteva 7. 1. 2021): Lokálny zdroj | SAPI.sk | Slovenská asociácia fotovoltického priemyslu a OZE
  3. Nová stratégia koncernu Volkswagen AG – Zero Impact Factory, výročná správa 2019, Volkswagen Slovakia (posledná návšteva 7. 1. 2021): Vyrocna_sprava_2019.pdf (volkswagen.sk)
  4. Chávez-Fuentes, JJ., Kozel, B., Kovács, Z., Marková, M. (2020). Prevádzka ČOV v tzv. stand-by mode v dôsledku dlhodobo nízkej zaťaženosti biologického stupňa (v súvislosti s príchodom COVID-19), zborník z konferencie Odpadové vody 2020, AČE SR.
  5. Špecifická hodnota potrebnej plochy voči nominálnemu výkonu PV zariadenia (m2/kWp), EasySun (posledná návšteva 7. 1. 2021): Akú plochu by zaberala navrhovaná fotovoltaická elektráreň (easysun.sk)
  6. Simulácia vyprodukovanej elektrickej energie daného PV zariadenia pre lokalitu ČOV VW SK, Photovoltaic geographical information system – PVGIS (posledná návšteva 7. 1. 2021): JRC Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS) – European Commission (europa.eu)
  7. Chávez-Fuentes, JJ., Liška, M. (2021) Návrh fotovoltického zariadenia ako lokálny zdroj pre čistiareň odpadových vôd. Projektová práca EUREM (European Energy Manager), Bratislava.
Logo: Slovenská společnost pro techniku prostředí
 

Tento článek byl ve formě přednášky součástí konference Energetický manažment 2021, kterou uspořádala Slovenská společnost pro techniku prostředí.

English Synopsis

Based on the analysis of electricity consumption for the operation of the wastewater treatment plant WWTP in the Volkswagen Slovakia complex, the optimal performance of the photovoltaic system was designed to meet the legislative requirement to achieve its own consumption of photovoltaically produced electricity of more than 90%.

 
 
Reklama