Fotowoltaika wygrywa z węglem w środku zimy! Dlaczego tak się dzieje w polskiej energetyce?

• 18 stycznia w południe fotowoltaika wyprodukowała więcej energii niż węgiel kamienny. Instalacje PV osiągnęły ok. 8,1 GW mocy, przy 5,75 GW z elektrowni węglowych.
• Mroźna pogoda sprzyjała słońcu, ale osłabiła wiatr. Wyż baryczny oznaczał bezchmurne niebo i wysoką sprawność paneli, lecz jednocześnie słabszą pracę farm wiatrowych.
• Zimowy rekord OZE uwidacznia największe wyzwanie systemu – brak magazynów energii. Bez nich nadwyżki z dnia nie mogą być wykorzystane w wieczornych szczytach zapotrzebowania.

Ostatnie mroźne dni w Polsce przyniosły zaskakująco dobre wiadomości dla zwolenników odnawialnych źródeł energii. W szczycie produkcji, 18 stycznia w godzinach przedpołudniowych, fotowoltaika dostarczyła więcej energii elektrycznej niż węgiel kamienny. O godzinie 11:45 instalacje PV pracowały z mocą około 8,1 GW, podczas gdy elektrownie na węgiel kamienny – 5,75 GW. Łącznie odnawialne źródła energii osiągnęły w tym momencie około 10,8 GW, niewiele mniej niż paliwa kopalne (11,2 GW). Jak na środek zimy, przy wysokim zapotrzebowaniu na energię, jest to wynik naprawdę imponujący.

Fotowoltaika i energetyka wiatrowa zimą

Paradoksalnie, sprzymierzeńcem fotowoltaiki okazała się… mroźna aura. Silne ochłodzenie w Polsce często wiąże się z obecnością wyżów barycznych. Takie układy pogodowe przynoszą bezchmurne niebo, dużą liczbę godzin słonecznych (jak na tę porę roku) oraz stabilne warunki atmosferyczne. Brak chmur oznacza wyższą generację z paneli PV, a niskie temperatury dodatkowo poprawiają ich sprawność – ogniwa fotowoltaiczne działają efektywniej w chłodnym powietrzu niż podczas letnich upałów. O ile oczywiście nie są przysypane śniegiem. Trzeba też jednak zwrócić uwagę, że słońce jest nisko nad horyzontem, więc ten kąt padania promieni słonecznych często nie jest optymalny. 

Jednocześnie ta sama sytuacja pogodowa tłumaczy słabszą produkcję energii z wiatru. Wyże baryczne to zwykle okresy niskiej różnicy ciśnień, a więc i słabego wiatru. Na wykresie produkcji energii wyraźnie widać, że w momentach największego nasłonecznienia generacja z lądowych farm wiatrowych spada. Z kolei w godzinach nocnych, gdy fotowoltaika nie pracuje, wiatr często się wzmaga, przejmując rolę głównego źródła OZE.

• Zobacz również: Czy samochód może ładować się sam? Prawdziwy potencjał aut elektrycznych z fotowoltaiką

System elektroenergetyczny potrzebuje magazynów energii

To pokazuje, że fotowoltaika i energetyka wiatrowa mogą się wzajemnie uzupełniać. W ciągu dnia, zwłaszcza przy bezchmurnej, mroźnej pogodzie, dominującą rolę odgrywa słońce. Nocą i w okresach większej dynamiki atmosfery wzrasta znaczenie wiatru. Taka komplementarność jest jedną z największych zalet miksu opartego na OZE.

Problemem pozostaje jednak brak wystarczających magazynów energii. Bez nich trudno jest w pełni wykorzystać nadwyżki produkcji z fotowoltaiki w godzinach południowych i przenieść je na wieczorne szczyty zapotrzebowania. Zimowy przykład z połowy stycznia jasno pokazuje, że potencjał OZE w Polsce już dziś jest bardzo duży. Aby jednak mógł on realnie ograniczać rolę paliw kopalnych w każdych warunkach, konieczne są inwestycje w magazynowanie energii oraz elastyczność systemu.

Opracowanie własne na podstawie wykresu Energy Instrat.