Eine Forschergruppe hat eine technisch-wirtschaftliche Analyse von drei Modernisierungsstrategien für ein bestehendes Photovoltaikkraftwerk im Südosten Spaniens durchgeführt. Sie fanden heraus, dass der höchste Produktionswert pro installierter Leistung erzielt wird, wenn sowohl die Module als auch die Wechselrichter ausgetauscht werden.
Von pv magazine Spanien
Eine Gruppe von Wissenschaftlern der spanischen Universität von Castilla-La Mancha hat eine technisch-wirtschaftliche Analyse von drei Modernisierungsstrategien in einem in Betrieb befindlichen Photovoltaikkraftwerk im Südosten Spaniens durchgeführt. Die Studie „Umbau eines Photovoltaikkraftwerks: Technische und wirtschaftliche Analyse verschiedener Alternativen für einen spanischen Fall“ ist verfügbar im Journal für sauberere Produktion.
Die Nennleistung der untersuchten Solaranlage beträgt 100 kW, was der Leistung des Wechselrichters entspricht. Die in den Solarmodulen installierte Spitzenleistung beträgt 111 kWp und die Anlage produziert jährlich 170 MWh.
Die Forscher untersuchten mehrere Sanierungsszenarien. Im ersten werden die Solarmodule durch neuere, effizientere ersetzt. Im Sanierungsszenario 1-1, die in den Paneelen installierte Maximalleistung bleibt erhalten, während im zweiten, Modernisierungsszenario 1-2, die in den Paneelen installierte Maximalleistung auf einen Wert ansteigt, bei dem die Überlastverluste weniger als 3 % betragen.
Beim Modernisierungsszenario 2 werden die Wechselrichter ausgetauscht, die Module jedoch nicht, so dass die Niederspannungsseite (LV) bei 400 V verbleibt. Dies reduziere die Anzahl der möglichen Wechselrichtermodelle, die installiert werden können, sagen die Forscher.
Im Modernisierungsszenario 3 wurden sowohl die Solarmodule als auch die Wechselrichter ausgetauscht. In diesem Fall werden der Wechselrichter Ingeteam Ingecon Sun 100TL mit 100 kW und die Solar-Photovoltaikmodule LONGi LR5-54 HTH 440 M mit jeweils 440 Wp verwendet. Wie in den anderen Szenarien wurden insgesamt 280 Module berücksichtigt und die Überlastverluste überschreiten 3 % nicht. Die Konfiguration des Photovoltaikfelds besteht aus 20 in Reihe geschalteten Paneelen und 14 Strängen, wie im Fall von Szenario 2-2.
Die Forscher fanden heraus, dass sich die jährliche Energieproduktion der Anlage auf 1 MWh erhöht, wenn die 1-197-Umbaustrategie durchgeführt wird und die alten Module durch neue ersetzt werden, während die installierte Leistung des Solarfelds gleich bleibt. Im Szenario 218-1 steigt dieser Wert auf 2 MWh.
Im Modernisierungsszenario 2, bei dem lediglich der alte 100 kW-Wechselrichter durch einen moderneren ersetzt wird, beträgt die jährliche Energieproduktion der Anlage 174 MWh.
Der höchste Wert der jährlichen Energieproduktion von 223 MWh wird im Modernisierungsszenario 3 erreicht. In diesem Fall erhöht sich auch die in den Panels installierte Spitzenleistung auf bis zu 123 kWp, wie in Szenario 1-2.
Die ersten Ergebnisse legen nahe, dass die letztgenannte Strategie die technisch sinnvollste ist. Um dies zu bestätigen, analysierten die Forscher den Produktionswert in Bezug auf die Effizienz, d. h. in welchen Szenarien die höchsten Produktionswerte pro Watt installierter Paneele erzielt werden. Der höchste Produktionswert pro installierter Leistung wird auch im Modernisierungsszenario 3 mit 1.715 kWh/kWp erzielt.
Unterdessen bestätigte die Wirtschaftlichkeitsanalyse, dass das Sanierungsszenario 3 hinsichtlich der Projektrentabilität günstiger ist, mit einer Rendite von 12.09 % – deutlich mehr als die gewichteten durchschnittlichen Kapitalkosten – und einer Amortisationszeit von weniger als zehn Jahren. Dieses Szenario weist auch die besten Ergebnisse in Bezug auf die Stromgestehungskosten auf, mit einem Wert von 43.47 €/MWh.
Als ungünstigste wurden Szenario 2 und Szenario 1-1 angesehen, mit niedrigen Kapitalrenditen zwischen 2.20 % und 4.53 %, Amortisationszeiten von mehr als 10 Jahren und LCoE-Werten von 72.32 €/MWh für Szenario 1-1 und 175.67 €/MWh für Szenario 2.
pv Magazin hat eine Reihe technischer Artikel zum Thema Modernisierung veröffentlicht, mit technischen Erkenntnissen von Kiwa-PI Berlin und einer Analyse der damit verbundenen Herausforderungen und Risiken:
- Wann lohnt sich ein Umbau? – Teil I
- Wie lohnt sich ein Revamping? Technische, finanzielle und rechtliche Auswirkungen – Teil II
- Wie viel lohnt sich ein Umbau? Zwischen 5 und 15 % – Teil III
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