Cable pooling w Polsce ma potencjał nawet 25 GWp! PV + PV, czy to ma sens?

Cable pooling, znany w Polsce pod pojęciem hybrydowych instalacji OZE może być receptą na liczne odmowy wydania warunków przyłączenia dla nowych instalacji OZE. Rozwiązanie to pozwala na polepszenie wydajności przyłącza i lepsze wykorzystanie infrastruktury sieciowej. O potencjał cable poolingu w Polsce zapytaliśmy Szymona Witoszka - Dyrektora Rozwoju w ONDE SA. Ile gigawatów fotowoltaiki mogą przyjąć przyłącza farm wiatrowych?

Zdjęcie autora: Jakub Król

Jakub Król

Redaktor GLOBENERGIA

W sieci zaczyna brakować miejsca dla OZE

Dynamiczny rozwój odnawialnych źródeł energii uwidocznił problemy z przepustowością sieci. Możliwość przyłączenia nowych źródeł OZE do sieci jest ograniczona i już w tym momencie dochodzimy do etapu, w którym dla odnawialnych źródeł energii zaczyna brakować miejsca. Z branży docierają do nas głosy, że zapewnienie mocy przyłączeniowej na potrzeby budowy instalacji OZE staje się obecnie jednym z najtrudniejszych etapów administracyjnych realizacji takich projektów. Problemem jest to, że moce przyłączeniowe są wykorzystywane w sposób niepełny, czemu może zaradzić właśnie stosowanie cable poolingu. 

Problem nie występuje tylko w Polsce

Jak zauważył Jakub Jacyszyn z Instytutu Polityki Energetycznej (IPE) w swoim opracowaniu “Hybrydowe instalacje OZE, czyli cable pooling w polskim wydaniu”, z takimi przeszkodami mierzą się też Niderlandy. Właśnie tam dużym zainteresowaniem branży cieszy się cable pooling. Jakub Jacyszyn wskazuje, że Holederscy deweloperzy określają potencjał cable poolingu w tym kraju na 5-6 GW do 2023 r. W innych opracowaniach potencjał ten jest określany na 2-4 GW. A jaki potencjał ma współdzielenie przyłączy w Polsce?

Potencjał cable poolingu w Polsce

Potencjał cable poolingu w Polsce pomógł nam ocenić Szymon Witoszek - Dyrektor Rozwoju w ONDE SA. Zdaniem Szymona Witoszka możemy śmiało zakładać, że potencjał polskiego rynku cable poolingu jest niemal dwukrotnie większy niż we wspomnianych wyżej Niderlandach.

“Biorąc pod uwagę dane ARE na kwiecień 2022[1], można mówić o potencjale poolingu PV na poziomie 6,0-6,5 GWp. Biorąc jednak poprawkę na moce umowne farm wiatrowych przyłączonych do KSE na koniec maja 2022[2] w wielkości 8,4 GW, można go określić nawet na 6,5-7,5 GWp.” - komentuje Szymon Witoszek - Dyrektor Rozwoju w ONDE SA.

Szymon Witoszek zaznaczył, że oszacowany potencjał dotyczy poolingu instalacji fotowoltaicznych (pooling PV) do istniejących farm wiatrowych. Ekspert wyjaśnił także, że szacując potencjał poolingu PV zakłada się współczynnik korekty, który wynika z ujemnej korelacji dla uśrednionych profili generacji źródeł.

Powyżej widzimy rozbieżność, między danymi ARE i PSE dotyczącymi mocy farm wiatrowych w Polsce. PSE dysponuje bardziej aktualnymi danymi ze względu na to, że uwzględnia projekty na rozruchu technologicznym. ARE, podobnie jak URE uwzględnia wyłącznie te projekty, które uzyskały koncesję na wytwarzanie energii elektrycznej (WEE).

Niezrealizowane farmy wiatrowe i wielkoskalowe elektrownie PV

Potencjał poolingu w Polsce nie musi jednak się kończyć na poziomie 7,5 GWp. Szymon Witoszek zwraca uwagę na to, że potencjał ten zwiększają niezrealizowane jeszcze inwestycje. Chodzi tutaj o inwestycje, które mają już ważne warunki przyłączenia lub podpisane umowy przyłączeniowe - w szczególności są to morskie farmy wiatrowe i wielkoskalowe elektrownie PV. 

“Szacując zgrubnie ich moce przyłączeniowe na poziomie 20 GW, potencjał dla poolingu zwiększa się do około 22-25 GWp.” - dodaje Szymon Witoszek, ONDE SA.

Zwiększenie dostępności mocy przyłączeniowej do sieci przesyłowej w sposób inny niż zastosowanie cable poolingu to proces kosztowny i czasochłonny. Cable pooling pozwala praktycznie na podwojenie istniejących i aktualnie planowanych mocy do przyłączenia przy niewielkich nakładach inwestycyjnych. “Jest zatem o co walczyć.” - komentuje Szymon Witoszek.

Stosunek mocy PV do mocy farm wiatrowych w cable poolingu

Dyrektora Rozwoju w ONDE SA. zapytaliśmy także o to, jaki jest optymalny stosunek mocy PV do mocy elektrowni wiatrowych w instalacjach hybrydowych. W opracowaniu Jakuba Jacyszyna, dotyczącym hybrydowych instalacji OZE, możemy przeczytać, że w układzie cable pooling do farmy wiatrowej można dodatkowo zainstalować od 50 do 100 proc. jej mocy w postaci farmy fotowoltaicznej[3].

Nie ma jednej, uniwersalnej wartości stosunku mocy PV od mocy farmy wiatrowej dla wszystkich przypadków. Jak wyjaśnia Szymon Witoszek, kluczowym parametrem dla inwestorów decydujących się na budowę instalacji OZE jest stopa zwrotu z inwestycji. Właśnie ten parametr będzie determinował optymalny stosunek mocy PV do mocy farm wiatrowych. W określaniu optymalnego stosunku mocy należy również uwzględnić akceptowalny poziom strat wynikający z wymuszonej pracy poniżej teoretycznie osiągalnego maksimum. Łączna chwilowa moc instalacji współdzielących przyłącze nie może przekraczać mocy przyłączeniowej. Jak zaznacza Szymon Witoszek, straty wynikają ze stosunku mocy obu źródeł oraz stopnia korelacji ich profili generacji. 

“Jeśli interesuje nas krótki okres zwrotu, tolerujemy mniejsze straty, jeśli dłuższy - tolerujemy większe.” - komentuje Szymon Witoszek.

Ekspert zaznacza również, że farmy wiatrowe i fotowoltaiczne mogą dość istotnie różnić się profilem generacji. W związku z tym, ekspert rekomenduje przeprowadzenie studium wykonalności dla konkretnej lokalizacji. W przeciwieństwie do farm fotowoltaicznych, farmy wiatrowe mogą istotnie różnić się profilami pomiędzy sobą. Istotne znaczenie ma tutaj ich lokalizacja, a także typ zastosowanych turbin. Jak tłumaczy Szymon Witoszek z ONDE, analizując opłacalność cable poolingu należy przeprowadzić analizy danych historycznych dla obiektu istniejącego oraz symulacje dla nowego.

Ekspert zaznacza, że w analizie uwzględnia się różne warianty ekspozycji instalacji fotowoltaicznej (np. instalacja w orientacji wschód-zachód lub na południe). Kolejnym krokiem jest wyznaczenie charakterystyki strat lub uzysków znormalizowanych na MW dla różnych proporcji mocy fotowoltaiki i elektrowni wiatrowej. Jak zaznacza ekspert ONDE, finalnym etapem jest analiza przepływów finansowych. Podsumowując, każdy przypadek współdzielenia przyłącza i “dołożenia” farmy fotowoltaicznej do istniejącej farmy wiatrowej należy rozpatrywać indywidualnie, a odpowiednia proporcja mocy obu źródeł jest wyznaczana dla warunków optymalnych pod kątem finansowym.

PV + PV, czy to ma sens?

Współdzielenie przyłącza przez farmę wiatrową i instalację PV jest sensowne, ze względu na to, że oba te źródła mają inne profile generacji energii. Analogicznie, słuszne wydaje się być połączenie dwóch instalacji PV razem z magazynem energii. A kiedy połączenie dwóch farm PV bez magazynu będzie uzasadnione? Czy instalacje te muszą mieć inną orientację, żeby to się opłacało?

Jak wyjaśnia ekspert z ONDE, w cable poolingu chodzi również o możliwość współdzielenia infrastruktury przez dwóch i więcej wytwórców (odrębne spółki celowe). Dwie instalacje PV mogą mieć możliwość lepszego wykorzystania mocy przyłączeniowej. W przypadku instalacji PV dochodzi do takiej sytuacji, że moc umowna jest istotnie wyższa niż moc osiągalna netto przyłączonej instalacji. 

“W Polsce często mamy do czynienia z sytuacją, gdy moc przyłączeniowa jest równa mocy zainstalowanej elektrycznej (DC), podczas gdy moc osiągalna netto w punkcie przyłączenia jest o 20%-30% niższa. Cable pooling w praktyce może oznaczać również overcapacity (optymalizacja wymiarowania DC/AC).” - komentuje Szymon Witoszek - Dyrektor Rozwoju w ONDE SA.

Oznacza to, że część mocy przyłączeniowej może być “marnowana” ze względu na niższą moc osiągalną netto w punkcie przyłączenia względem mocy przyłączeniowej. Natomiast współdzielenie mocy przyłączeniowej z kolejną instalacją pozwolą na wyższy stopień jej wykorzystania kosztem ewentualnych strat, które wynikają z ograniczenia mocy do poziomu mocy przyłączeniowej w momencie maksymalnej generacji z PV.

Jak zaznacza Szymon Witoszek, pooling PV + magazyn daje większe możliwości rozbudowy. Takie rozwiązanie pozwala na lepsze zarządzanie energią , której z przyczyn technicznych nie można wprowadzić do sieci dystrybucyjnej lub przesyłowej.

Wiele opracowań naukowych na temat cable poolingu zakłada taki dobór połączonych instalacji, aby straty powstałe w wyniku ograniczenia mocy w stosunku do mocy przyłącza były jak najmniejsze. Jak wskazuje Szymon Witoszek, w świetle obecnych problemów z dostępnością mocy przyłączeniowych należy rozważać również warianty, w których moc przyłączeniowa jest wykorzystywana w wyższym stopniu, kosztem większych strat.

[1]“INFORMACJA STATYSTYCZNA O ENERGII ELEKTRYCZNEJ - Agencja Rynku Energii S.A.”

[2]”Informacja o dostępności mocy przyłączeniowej do sieci przesyłowej - Polskie Sieci Elektroenergetyczne”

[3]”Hybrydowe instalacje OZE, czyli cable pooling w polskim wydaniu - komentarz Instytutu Polityki Energetycznej“

Zobacz również