Modernizacja po katastrofie. Czy ekstremalna pogoda wymusi masowy repowering farm fotowoltaicznych?

• Repowering po przejściu nawałnicy pozwala zastąpić wysłużone moduły o sprawności rzędu 15% nowoczesnymi ogniwami przekraczającymi 22%, co drastycznie zwiększa produktywność z metra kwadratowego. 
• Coraz większa częstotliwość anomalii pogodowych i ekstremalnych gradobić zmusza inwestorów do wdrażania aktywnych systemów ochrony, aby w ogóle móc ubezpieczyć wielomilionowe aktywa PV.
• Największą zaletą odbudowy farmy w nowym standardzie jest pełne wykorzystanie posiadanych już pozwoleń urzędowych oraz wybudowanej infrastruktury kablowej i transformatorowej. 

Czy anomalie pogodowe mogą przyspieszyć transformację energetyczną i przynieść korzyści inwestorom? Gdy w listopadzie 2023 roku orkan Domingos uderzył w region Landów we Francji, wiatry doszczętnie zniszczyły należącą do firmy Photosol farmę fotowoltaiczną Ychoux 2. Zamiast jednak zwykłego odtworzenia zniszczonej struktury, deweloper zdecydował się na pełny repowering. Wykorzystując nowoczesny sprzęt, podwojono moc zainstalowaną elektrowni, zachowując dokładnie ten sam obrys działki. Cały kompleks po odbudowie osiągnął łączną moc 77 MW. 

Kiedy trzeba decydować się na repowering?

Większość inwestorów planuje modernizację farm dopiero po 10 lub 15 latach, kiedy naturalne starzenie się modułów i falowników zaczyna wyraźnie obniżać rentowność. Zjawisko to, nazywane degradacją, powoduje powolny spadek sprawności ogniw o około 0.5% rocznie. Z czasem starsze podzespoły ulegają też awariom, a brak części zamiennych na rynku zmusza do wymiany całych serii urządzeń. Coraz częściej jednak decyzję o repoweringu przyspieszają nagłe zdarzenia losowe. 

Przykład z Francji pokazuje, że zniszczenie instalacji przez wiatr lub grad otwiera drogę do szybkiego demontażu uszkodzonych konstrukcji i zastąpienia ich komponentami nowej generacji. Starsze moduły miały sprawność na poziomie 15-18%, podczas gdy obecne standardy rynkowe bez problemu przekraczają 22%. Dzięki temu z tej samej powierzchni gruntu można wycisnąć od 20% do nawet 40% więcej energii.

1. Wymuszona modernizacja: Zniszczona przez orkan farma Ychoux 2 we Francji została odbudowana przy użyciu nowoczesnych modułów, co pozwoliło podwoić jej moc bez zajmowania nowej przestrzeni.
2. Klimatyczne zagrożenia: Grad o średnicy piłek tenisowych, huraganowy wiatr oraz degradacja techniczna to główne powody, dla których starsze farmy PV wymagają przedwczesnej wymiany komponentów.
3. Nowy standard ochrony: Nowoczesny repowering to nie tylko zmiana paneli, ale też wdrażanie systemów automatycznego bezpiecznego pozycjonowania trackerów (hail stow) podczas nawałnic.

Jakie zagrożenia czyhają na współczesne farmy?

Transport energetyczny i ubezpieczyciele coraz głośniej mówią o ryzykach klimatycznych, które bezpośrednio zagrażają bezpieczeństwu finansowemu inwestycji PV. Do najważniejszych należą:

• Niszczycielski grad: tradycyjne testy certyfikacyjne sprawdzają odporność na kule gradowe o średnicy 25 mm. Tymczasem w Europie i USA coraz częściej odnotowuje się grad o średnicy przekraczającej 50, a nawet 100 mm. Taki opad generuje gigantyczne mikropęknięcia struktur krzemowych, niewidoczne dla ludzkiego oka, które potrafią obniżyć sprawność instalacji o 30%.
• Huraganowy wiatr: konstrukcje wsporcze projektowane według starych norm nie wytrzymują naporu powietrza podczas nagłych burz. Siła prędkości wiatru potrafi zrywać całe stoły montażowe wraz z panelami.
• Paradoks nowych technologii: aby obniżyć koszty, producenci nowszych paneli często stosują cieńsze szkło frontowe poniżej 3,2 mm i mniejsze ramy, co paradoksalnie czyni je bardziej podatnymi na uszkodzenia mechaniczne w porównaniu do masywnych konstrukcji sprzed dekady.

Jak inwestorzy na świecie radzą sobie z tym problemem?

Przykłady z innych rynków pokazują, że nowoczesna odbudowa i ochrona farm opierają się na zaawansowanej inżynierii i recyklingu. W USA, po gigantycznym gradobiciu, które nawiedziło Teksas i zniszczyło część farmy Fighting Jays, operatorzy sąsiednich instalacji (Cutlass I, II oraz Old 300) udowodnili skuteczność systemów ochrony. Dzięki wdrożeniu procedury "hail stow" – czyli automatycznego obracania ruchomych trackerów pod ostrym kątem do pionu (około 60°) – panele przetrwały uderzenia gigantycznego gradu bez żadnych strat. Pod tym kątem siła uderzenia brył lodu drastycznie spada. 

Z kolei amerykańska firma Solarcycle wdrożyła model ekspresowego repoweringu po przejściu nawałnicy w Nebrasce. Zamiast składować zniszczone panele na wysypiskach, przetworzono je w zaawansowanych zakładach recyklingu, odzyskując do 95% cennych surowców, takich jak srebro, miedź, krzem i aluminium. Co ciekawe, te panele, które przetrwały burzę w nienaruszonym stanie, zostały ponownie wykorzystane do budowy mniejszej instalacji zasilającej sam zakład recyklingu.

• Zobacz również: Ten statek nie płynie na ropie. Amoniak ma być paliwem przyszłości żeglugi

Czy to się opłaca?

Doświadczenia firmy Photosol czy Solarcycle pokazują, że choć nagła awaria pogodowa generuje ogromne przestoje i straty w produkcji energii, to odpowiednio zaplanowany repowering pozwala na skokową optymalizację kosztów. Najdroższe elementy instalacji, czyli dzierżawa gruntu, uzyskane warunki przyłączeniowe, stacje transformatorowe i cała infrastruktura kablowa pozostają na swoim miejscu. Zmiana samych paneli i falowników sprawia, że farma zyskuje “drugie życie” i generuje znacznie większe zyski stając się jednocześnie odporniejszą na przyszłe załamania pogodowe.

Źródła:pv-magazine, cleanenergy associates oraz własne
Zdjęcie główne: solarbuildermag.com