Informace

Olovo za LiFePo ekonomicky?

Podrobnosti

Kategorie: Hlavní menu

Zveřejněno: 6. 11. 2015 11:52

Napsal RAM

Zobrazeno: 24615

Ekonomika nemusí být nutně jen návratnost. Ono vůbec uvažování pouze v rámci ekonomických kategorií nemusí být v každém oboru to jediné správné, podobně jako nejnižsí vysoutěžená cena ve veřejné soutěži musí být nutně ta nejlepší. Počítat návratnost u systému zálohující energii nemusí být jednoduché, protože ten systém je obvykle součástí většího celku, o jehož návratnosti zpravidla rozhoduje něco docela jiného. To vše nic nemění na tom, že mnohé systémy je třeba zálohovat před výpadky energie v síti. Paradoxní je když je třeba zálohovat elektrárnu, která by tu elektřinu měla vyrábět.

 

Zálohování ve FVE?

Nemusí to být zrovna jaderná elektrárna Temelín, kde je nutné z důvodů jeho bezpečnosti pro některé elektrické okruhy mít zálohu energie pro případ jejího výpadku. I mnohem jednodušší instalace fotovoltaických panelů má monitoring a kamerové systémy s čidly pohybu, které musí být zálohovány. A to je i náš modelový příklad. Sice "jen" modelový, ale velmi reálný. Ceny použité v jednotlivých příkladech se mohou v různých podobných připadech odlišovat dle velikosti, dle výrobce zařízení a dalších specifik. Poměr cen se od těch zde uvedených nebude příliš odlišovat.

"Olovo" versus LiFePo

Dosud k zálohování energie pro kamery a další elektroniku, jež musí fungovat i v případě výpadku na naší modelové FVE sloužila UPS vybavená olověnými akumulátory, jaké se používají například k zálohování počítačových serverů. Olověné akumulátory používané k zálohování UPS (zkratka anglických slov Uninterruptible Power Supply/Source) jsou sice relativně levné, ale tím už asi jejich výhody končí. To že na jednotku hmotnosti se do nich příliš energie nevejde je sice nepříjemné, ale budiž, pro stabilní instalaci se nejaké to místo a únosná podlaha najde. Jejich schopnost dodávat dostatečný proud poměrně velmi výrazně klesá spolu s teplotou. Ani to většinou nemusí být u UPS limitující, serverovny se provozují v klimatizovaných místnostech, takže bez problému. Horší už to bude s využitím UPS s olověnými akumulátory na naší instalaci FVE na poli za městem. Ale i tam je potřeba zálohovat. Zásadní chybou ovšem je, že olověné akumulátory UPS příliš dlouho v takovém prostředí nevydrží fungovat a postupně u nich ubývá využitelná kapacita, takže se zkracuje i doba zálohování. Pokud je delší výpadek proudu, tak jej stejně není možno bez enormního zvýšení nákladů pokrýt. Tady nakonec musí nastoupit ostraha.

Modelový příklad:

Olověné akumulátory

FVE 5MWp má zálohováno zabezpečení a monitoring pomocí UPS s třemi bateriovými boxy 10 kVA. Funguje už pět let, za náročných povětrnostních podmínek, takže ji letos čeká kompletní výměna akumulátorů v UPS zabezpečujících provoz bezpečnostního systému. Tato výměna akumulátorů bude představovat částku zhruba 45 000 Kč. Je ovšem potřeba počítat s touto částkou (zvýšenou o inflaci) každých pět let až do konce činnosti FVE, aby se udržela schopnost bezpečnostního systému elektrárny fungovat p případě výpadku proudu něco přes půl hodiny. Bude to znamenat spolu s nynější výměnou v příštích dvaceti letech náklady 225 000 Kč jen za obyčejné olověné akumulátory.

1. • Výhody:

     • Dostupnost
     • Nižší cena

 

1. • Nevýhody:

     • Rychlé stárnutí doprovázené poklesem kapacity
     • Veliký pokles kapacity při nízké teplotě
     • Vysoká hmotnost

 

Baterie LiFePo článků

Tato varianta je výsledkem zájmu o to, jestli by se výměna baterií každou pětiletku nedala nějak vynechat a snížit tak celkové náklady? Existují takové baterie, které mají takové vlastnosti i předpokládanou životnost. Volba padla na baterii sestavenou z LiFePo (Lithiumželezofosfátových) článků, u nichž se dá předpokládat, že by jich drtivá většina mohla vydržet po celou dobu životnosti elektrárny. Je to sice jen předpoklad, protože rutinní využívání těchto článků není tak dlouhé, ale existují baterie, jejichž součástí jsou články deset let staré a jejich parametry jsou stále vyhovující. Výhodou tohoto řešení, je že existuje řízení každého jednotlivého článku, takže po celou dobu jeho životnosti víme, jak pracoval a jaké jsou jeho vlastnosti. Není tedy třeba měnit celé baterie, jako v případě olověných baterií, ale pouze v případě nouze je možno vyměnit pouze nejslabší článek a celá baterie pokračuje v provozu dál. Vlastnosti LiFePo článků dávají předpoklad, že délka zálohování při stejné kapacitě oproti olověným o něco vzroste, protože jako zdroj napětí jsou poněkud "tvrdší." I přes vyšší pořizovací cenu by dlouhodový provoz zálohování měl být s využitím stávající UPS (pokud by všechny vydržely) cca 120 000 Kč.

1. • Výhody:

     • řízení každého jednotlivého článku
     • po celou dobu životnosti článku víme, jak pracoval a jaké jsou jeho vlastnosti
     • dálkový monitoring baterie
     • je možno vyměnit jen vadný článek
     • dlouhá životnost
     • nižší hmotnost

 

1. • Nevýhody:

     • Vyšší cena

 

Baterie LiFePo článků a hybridní střídač s řízením nabíjení

Poslední a svými užitkovými vlastnostmi nejlepší varianta počítá s delší dobou zálohování energie. Toho je dosaženo doplněním dalšího sofistikovaného elektronického zařízení v ceně cca 90 000 Kč, se sice nákladově přiblížíme variantě č. 1, ale navíc získáme tu možnost že v případě výpadku energie delší než půlhodiny během provozu fotovoltaiky se bezpečnostní okruh připojí na energii vyráběnou fotovoltaickými panely a běží kontinuálně dál za současného nabíjení baterií, což znamená mnohonásobné prodloužení běhu zabezpečení. "Daní" za toto dokonalejší zabezpečení je celková cena ve výši 210 000 Kč.

1. • Výhody:

     • všechny výhody předchozí varianty řešení
     • markantní nárůst doby zálohování využitím elektřiny vyráběné FVE

 

1. • Nevýhody:

     • cena

 

 

Přehled materiálových nákladů v Kč

	2015	2020	2025	2030	2035	Celkem	Pozn.
1	45 000	45 000	45 000	45 000	45 000	225 000	Pravidelná výměna olověných akumulátorů bez započtení inflace
2	120 000					120 000	Pouze nahrazení olověných aku za LiFePo
3	120 000	90 000				210 000	Nahrazení olova LiFePo a instalace pokročilé řídící elektroniky