Fotowoltaika: rynek przyszłości

Fotowoltaika, zwana też w skrócie PV (od ang. photovoltaics), nie jest jeszcze popularnym źródłem energii w naszym kraju. Produkowany przez panele słoneczne prąd stanowi jedynie 0,5 proc. całej mocy krajowego systemu energetycznego. Moc systemów fotowoltaicznych przypadająca na jednego mieszkańca to w Polsce 0,6 W, podczas gdy w Niemczech 474,1 W.

Trudno więc się dziwić, że energetyka słoneczna nie jest obiektem specjalnego zainteresowania branży IT. Z drugiej strony w ostatnim czasie obserwuje się w naszym kraju duży wzrost zainteresowania inwestycjami w instalacje fotowoltaiczne. Łączna moc wytwarzanej w ten sposób energii wzrosła ze 100 MW w 2015 r. do 200 MW w roku 2016.

Inwestycje w systemy PV wynikają nie tylko z kalkulacji ekonomicznych. Równie ważnym czynnikiem decydującym o budowie instalacji fotowoltaicznych okazuje się obawa o brak dostępu do prądu. Zapotrzebowanie na energię elektryczną rośnie, a tradycyjny, krajowy system energetyczny staje się coraz bardziej niewydolny. Przewiduje się, że w okresie letnich upałów nie będzie w stanie zaspokoić całego zapotrzebowania na energię.

Coraz bardziej oczywiste jest więc, że każdy powinien starać się zadbać o bezpieczeństwo energetyczne we własnym zakresie. Fotowoltaika dobrze się do tego nadaje, m.in. z powodu dużej akceptacji społecznej w porównaniu z innymi źródłami energii odnawialnej (OZE).

Kontrola nad wszystkimi panelami

Z ofertą dla właścicieli kilku instalacji fotowoltaicznych integratorzy spektakularnego biznesu raczej nie zrobią. Gdy jednak wytwórca prądu będzie miał ich kilkadziesiąt czy kilkaset, pole do popisu dla branży IT będzie spore. Duzi przedsiębiorcy będą zmuszeni do sięgnięcia po automatykę i informatykę. Inaczej zarządzanie pracą ich urządzeń stanie się nieefektywne.

Mali inwestorzy korzystają dzisiaj zazwyczaj z dostępu do informacji o działaniu swoich paneli za pomocą aplikacji dostarczanej przez producenta inwertera. To urządzenie, które zamienia prąd stały na zmienny. Aplikacja udostępnia jednocześnie, przez smartfon czy komputer, dane o pracy łańcuchów ogniw, m.in. o ewentualnych nieprawidłowościach lub błędach. Pokazuje również na bieżąco rzeczywiste parametry produkcji prądu.

Do odczytu danych z licznika potrzebna jest już jednak inna aplikacja. Do sterowania pracą stacji transformatorowej zainstalowanej na terenie elektrowni fotowoltaicznej używa się programu SCADA. Do tego również potrzebne jest osobne oprogramowanie.

– Idealnie by było połączyć te wszystkie narzędzia w jednym rozwiązaniu. Tak, żeby właściciel instalacji nie musiał się przełączać z aplikacji na aplikację w zależności od potrzeb, lecz miał dostęp do wszystkich danych i funkcji w jednym miejscu – mówi Marcin Pajewski, mł. kierownik Działu Techniczno-Projektowego w Polskim Stowarzyszeniu Energetyki Słonecznej (PSES).

Z poziomu jednego systemu wygodnie byłoby również monitorować działanie inwerterów w wielu instalacjach. Taki program powinien umożliwiać zdalne zarządzanie pracą wszystkich urządzeń. W przypadku wytwórców dysponujących farmami paneli fotowoltaicznych byłoby to rozwiązanie ze wszech miar użyteczne.

– Wyeliminowałoby konieczność śledzenia każdego obiektu z osobna. Monitorowaniem i obsługą całości przedsięwzięcia mogłaby się zająć jedna osoba – podkreśla Marcin Pajewski, dodając, że obniżyłoby to koszty zarządzania całym procesem produkcji, wykorzystania i sprzedaży energii.

Z czasem można by też pomyśleć o uzupełnieniu tych systemów o narzędzia analityczne. Na podstawie otrzymywanych z instalacji danych mogłyby one przewidywać ewentualne awarie czy przerwy w pracy ogniw. W połączeniu ze stacjami pogodowymi umożliwiałyby szacowanie okresów największej wydajności posiadanych instalacji.

– Szansą dla polskich firm informatycznych może być przejęcie obsługi urządzeń, dla których kończy się czas gwarancji – zwraca uwagę Marek Wąsowski, dyrektor biura Konsorcjum Smart Power Grids Polska.

Każdy producent fotowoltaiki wyposaża swoje produkty we własne narzędzia do ich obsługi. Po okresie gwarancyjnym użytkownicy nie muszą już korzystać z rozwiązań informatycznych oferowanych przez zagranicznych dostawców. To dobra okazja do wejścia dla polskich firm z własnymi produktami. To również szansa dla polskich integratorów na zaproponowanie własnych rozwiązań.

Prąd w najlepszej cenie

Dla odbiorcy i użytkownika prądu z paneli słonecznych przydatne będzie zintegrowanie narzędzi do zarządzania działaniem instalacji z systemami smart home. Pomoże to w optymalizacji zużycia energii, a w konsekwencji spowoduje obniżenie opłat za prąd.

Inteligentny system zarządzania energią może podpowiadać właścicielowi domu lub firmy, kiedy powinien włączyć pralkę, maszynę rolniczą czy prasę przemysłową, by stawki za prąd były dla niego najbardziej korzystne. Proces ten mógłby być dodatkowo zautomatyzowany. Przy zdefiniowanych wcześniej parametrach system sam włączałby lub wyłączał odpowiednie urządzenia w domu, biurze czy zakładzie.

Dla użytkownika instalacji fotowoltaicznych byłoby to rozwiązanie skuteczniejsze niż sterowanie „ręczne”. Śledzenie non stop aplikacji z danymi i zastanawianie się, kiedy najlepiej wykorzystać prąd produkowany przez ogniwa, jest czasochłonne i nieefektywne. Jeżeli inwestycja w panele fotowoltaiczne ma być rzeczywiście opłacalna, to proces zagospodarowania wytwarzanego prądu musi w końcu ulec automatyzacji.

– W przypadku instalacji montowanych przez właścicieli domów lub firm najbardziej opłacalne jest jak największe zużycie wytwarzanej energii na potrzeby własne – zwraca uwagę Aneta Więcka, główny specjalista ds. energetyki słonecznej w Instytucie Energetyki Odnawialnej.

Lepiej wykorzystać całość wyprodukowanej energii na miejscu, niż oddawać ją do sieci. Znajomość profili dobowo-godzinowych i sezonowych poboru prądu przez domowe i firmowe odbiorniki energii oraz możliwości produkcyjnych zależnych od pogody prosumenckich źródeł energii nabiera w takiej sytuacji kluczowego znaczenia.

W firmach systemy zarządzania zużyciem energii mogą być ponadto zintegrowane z oprogramowaniem biznesowym. Dodatkowe obniżki opłat za prąd można osiągnąć, korelując plany produkcyjne przedsiębiorstwa z okresami najefektywniejszej, czyli najtańszej, produkcji energii elektrycznej.

Między wytwórcą a dystrybutorem

Szansa dla integratorów pojawia się również na styku wytwórców lokalnych oraz dystrybutorów energii i operatorów sieci przesyłowych. Brakuje chociażby systemów umożliwiających pełną współpracę właścicieli instalacji fotowoltaicznych z operatorami sieci w sytuacjach kryzysowych. Potrzebne będą rozwiązania pozwalające na stosowanie elastycznych zasad dostaw i odbioru energii z różnorodnych źródeł. Mogą być do tego użyte analizy Big Data.

Do zagospodarowania jest także segment systemów do łączenia lokalnych instalacji fotowoltaicznych różnych właścicieli i inwestorów w klastry lub farmy. Kolejne wyzwanie stanowi połączenie tych zespołów z odbiorcami energii i operatorami sieci elektroenergetycznych.

Sami operatorzy potrzebują zintegrowanych informacji o funkcjonowaniu swoich sieci. Informacje te są dzisiaj rozproszone w wielu miejscach: w systemach pomiarowych, systemach informacji przestrzennej GIS czy systemach sterujących SCADA. Ich integracja pozwoliłaby lepiej zarządzać wykorzystaniem posiadanej infrastruktury, jak też dostosować wyposażenie i działanie sieci do rzeczywistej sytuacji na rynku wytwórców i odbiorców prądu.

Łącząc dane o potrzebach użytkowników z wiedzą o możliwościach wytwórców, łatwiej byłoby podejmować decyzje o inwestycjach w automatykę czy zabezpieczenia sieci w miejscach największego nasycenia efektywnie funkcjonującymi instalacjami lokalnymi. Dzięki temu można by zapewnić lepsze warunki współpracy lokalnych wytwórców z całą siecią, a w rezultacie efektywniej zarządzać zużyciem energii.

Dostosowane do możliwości

Warunkiem sięgnięcia po narzędzia informatyczne przez właścicieli instalacji fotowoltaicznych jest przystępna cena. W opinii środowisk związanych z OZE systemy IT są dzisiaj dla większości wytwórców „zielonej energii” za drogie.

– Wykorzystanie IT do zarządzania instalacjami fotowoltaicznymi wciąż jeszcze wiąże się z dużymi kosztami. Zainteresowanie narzędziami informatycznymi ze strony takich wytwórców energii jest jeszcze małe, ale w niektórych niszach szybko rośnie – ocenia Aneta Więcka z Instytutu Energetyki Odnawialnej.

Oferta systemu zintegrowanego, który miałby szansę na sukces rynkowy, musiałaby być dostosowana do aktualnych możliwości finansowych inwestorów. Na dostępne dzisiaj rozwiązania mogą sobie pozwolić tylko więksi wytwórcy.

Ekonomicznie uzasadnione musi być też zastosowanie systemów inteligentnych do zarządzania zużyciem energii w domach lub firmach. Właściciele instalacji fotowoltaicznych zdecydują się na zakup oprogramowania optymalizującego wykorzystanie mocy wytwórczych ogniw tylko pod warunkiem, że faktycznie uzyskają dodatkowe oszczędności na opłatach za prąd. Na razie nie jest to jeszcze wcale oczywiste i wiele osób woli obsługiwać panele fotowoltaiczne ręcznie lub poprzez proste aplikacje na smartfonie, które umożliwiają tylko włączanie i wyłączanie ogniw. Biznes mogliby więc zrobić integratorzy, którzy byliby w stanie zaproponować rozwiązania niedrogie i zarazem rzeczywiście efektywne.

Rozwój rynku IT dla fotowoltaiki w naszym kraju nastąpi po zapewnieniu warunków opłacalności produkcji energii ze źródeł odnawialnych. Wtedy dopiero będzie można myśleć o inwestowaniu w rozwiązania informatyczne służące optymalizacji produkcji i wykorzystania prądu z paneli słonecznych.

– Jeszcze przez kilka lat podstawą dla rozwoju fotowoltaiki pozostanie odpowiednia regulacja rynku. Od przyjętych przepisów zależy w dużej mierze opłacalność produkcji energii, a w ślad za tym zainteresowanie inwestycjami w rozwój tego rodzaju źródeł prądu oraz zapotrzebowanie na optymalizację systemów i rozwiązania teleinformatyczne – mówi Aneta Więcka.

Obecnie trwają u nas prace nad projektem nowelizacji ustawy o odnawialnych źródłach energii. Przyjęte rozwiązania prawne muszą być także przyjazne dla prosumentów, czyli tych, którzy są jednocześnie producentami i konsumentami wytwarzanej przez siebie energii. Przy sprzyjających warunkach coraz więcej gospodarstw domowych, firm i instytucji publicznych będzie się decydowało na inwestowanie w instalacje fotowoltaiczne. W ślad za tym będą szły zamówienia na narzędzia informatyczne.