Fotowoltaika w przedsiębiorstwach wodociągowo-kanalizacyjnych

Zapotrzebowanie na energię w przedsiębiorstwach wodociągowo-kanalizacyjnych jest ogromne.

W wielu z nich potrzeby te są częściowo pokrywane energią produkowaną w agregatach kogeneracyjnych na bazie biogazu pozyskiwanego w procesie fermentacji osadów ściekowych. Według danych URE (stan z końca 2014 r.), moc zainstalowana w tych przedsiębiorstwach wynosi ponad 56 MW. Jeszcze do niedawna tak produkowana energia była jedyną zieloną w tego typu zakładach.

W 2013 r. moc zainstalowana w instalacjach fotowoltaicznych w Polsce wynosiła niecałe 2 MW. Rok później wzrosło zainteresowanie fotowoltaiką, co było wynikiem edukacji i proponowanych w pierwszym projekcie ustawy o OZE bardzo korzystnych zapisów dla PV. Według URE, pod koniec 2014 r. mieliśmy już zainstalowanych ponad 21 MW. Fotowoltaika zaciekawiła nie tylko samorządy, prosumentów i zakłady przemysłowe, ale również przedsiębiorstwa wodociągowo-kanalizacyjne, i to nie tylko z powodu chęci bycia eko, ale również ze względów czysto ekonomicznych. Inspiracją dla takich inwestycji była też możliwość uzyskania dofinansowania z różnych źródeł.

Przykłady pracujących instalacji PV

• Szczecin

Zakład Wodociągów i Kanalizacji w Szczecinie, Miejskie Wodociągi i Oczyszczalnia w Grudziądzu oraz Miejskie Wodociągi i Kanalizacja w Kołobrzegu to tylko niektóre z przykładów.

W Szczecinie ZWiK zainteresował się niekonwencjonalnymi źródłami energii z kilku ważnych powodów. ? Potrzebą chwili jest zmniejszanie kosztów funkcjonowania naszej firmy, dla której wydatki na zakup energii elektrycznej stanowią znaczącą pozycję w budżecie. W 2003 r. zużywaliśmy 22,3 tys. MWh energii elektrycznej rocznie, dzisiaj jest to już 34 tys. MWh. Dlatego, nie zmniejszając skali działania, ograniczamy koszty prądu, sami go wytwarzając ? wyjaśnia Beniamin Chochulski, prezes Zarządu, dyrektor generalny ZWIK w Szczecinie.

Na terenie Zakładu Produkcji Wody Miedwie, należącego do szczecińskiego ZWiK, zainstalowano 6119 sztuk paneli fotowoltaicznych. Inwestycję w 10 miesięcy zrealizowało konsorcjum firm Opeus i Ekoinstal. Instalacja będzie produkować rocznie energię elektryczną wartą nawet 600 tys. zł, która zaspokoi ok. 20% zapotrzebowania ZPW Miedwie na prąd.

Projekt bezpośrednio wpływa na poprawę stanu środowiska naturalnego przez zastąpienie energii produkowanej z zasobów nieodnawialnych oraz redukcję emisji gazów cieplarnianych. ? Planowany efekt ekologiczny to zaoszczędzenie rocznie ok. 860 ton węgla i ograniczenie emisji CO₂ o ok. 1300 ton. Planujemy wyprodukować ok. 1 850 000 KWh energii elektrycznej, którą będziemy zużywać przede wszystkim na potrzeby własne, co przy rosnących cenach pozwoli na osiągnięcie wymiernych oszczędności ? dodaje Chochulski.

Koszt wybudowania instalacji to prawie 6,9 mln zł. Uzyskano dofinansowanie z dwóch źródeł: Regionalnego Programu Operacyjnego ? 1,03 mln zł oraz z Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Szczecinie w wysokości 1,85 mln zł. Tym samym wkład własny wyniósł 4,003 mln zł. Przewiduje się, że zwrot kosztów eksploatacji nastąpi po siedmiu latach pracy instalacji.

Szczeciński ZWiK od kilku lat produkuje prąd z biogazu w oczyszczalniach ścieków Pomorzany i Zdroje. Planowane są również budowa elektrowni słonecznej w Żelewie i w Pilchowie, a także zainstalowanie turbiny wytwarzającej energię elektryczną z wody przepływającej przez magistralę miedwiańską. ? Docelowo zamierzamy produkować energię odnawialną, która w 25% zaspokoi roczne zapotrzebowanie całej firmy. Tym samym znacząco zwiększymy nasze energetyczne bezpieczeństwo i zmniejszymy ilość prądu kupowanego z krajowego systemu elektroenergetycznego ? wylicza Chochulski.

• Grudziądz

O wybudowaniu farmy fotowoltaicznej na dachach Stacji Uzdatniania Wody w Grudziądzu zadecydowano ze względu na wysokie zapotrzebowanie energetyczne, związane z eksploatacją tego obiektu. ? Celem inwestycji jest zmniejszenie ilości zakupionej energii elektrycznej zewnętrznej, co w dłuższej perspektywie może przynieść Miejskim Wodociągom i Oczyszczalni w Grudziądzu korzyści ekonomiczne ? wyjaśniła Katarzyna Turowska, inspektor MWiO w Grudziądzu. ? Dodatkowym atutem był fakt, że obiekt kompleksowo zmodernizowano, a infrastruktura elektroenergetyczna jest wyposażona w instalacje monitorujące ? dodała.

Grudziądzka instalacja fotowoltaiczna składa się z 379 modułów o mocy 255 W każdy. Moduły połączone są szeregowo w grupy od 18 do 21 szt. Następnie zespoły łączy się równolegle po trzy i podpina do wejścia inwertera. Sprawność systemu zależy od kilku czynników stałych i zmiennych. Pierwsze to m.in. długość i szerokość geograficzna oraz związane z tym kąt padania promieni słonecznych nad horyzontem i średnie nasłonecznienie roczne. Są to dane niezbędne do przygotowania projektu oraz obliczenia przybliżonego okresu zwrotu inwestycji. Do czynników zmiennych zalicza się rzeczywiste nasłonecznienie, które przy tego typu instalacji mierzy się online i porównuje z charakterystyką prądowo-napięciową modułów fotowoltaicznych, aby ocenić ich sprawność oraz funkcjonowanie instalacji. Ważne jest, aby takie szczegółowe pomiary całej instalacji wykonać w momencie jej uruchomienia i powtarzać przynajmniej raz do roku. W omawianym przypadku pomiar nasłonecznienia, napięcia oraz prądu będzie prowadzony cały czas, aby zbudować modelową instalację, bazując na pełnych informacjach o sprawności w zależności od nasłonecznienia, pochylenia modułów względem horyzontu i temperatury.

Wybudowana na stacji uzdatniania wody farma fotowoltaiczna o łącznej mocy 96 kW pozwoli na pokrycie w niemal 10% zapotrzebowania na energię elektryczną tego obiektu. ? Dodatkowo to doskonała inwestycja, propagująca pozyskiwanie w 100% ekologicznej energii oraz pewna forma zdobywania wiedzy i umiejętności w projektowaniu oraz obsłudze tego typu obiektów, gdyż naszym celem jest zrealizowanie w przyszłości podobnej inwestycji, lecz już na większą skalę, na terenie Zakładu Gospodarki Odpadami w Zakurzewie k. Grudziądza ? wyjaśnia Turowska.

Koszt wykonania przez MWiO instalacji fotowoltaicznej został pokryty ze środków własnych spółki. Przedsiębiorstwo zainwestowało także w inne systemy wykorzystujące odnawialne źródła energii.

• Kołobrzeg

Pierwszym powodem, który skłonił władze Miejskich Wodociągów i Kanalizacji w Kołobrzegu do podjęcia decyzji o budowie instalacji PV, były oczywiście koszty zakupu energii elektrycznej, które w spółce stanowią 8,78% kosztów całkowitych i mają bezpośredni wpływ na cenę wody. Sam wybór ujęcia wody też nie był przypadkowy, bo roczne zużycie Ujęcia Wody w Bogucinie wynosi 1 474 577 kWh (dane z 2013 r.), co kosztuje ok. 502 tys. zł. Drugi równie ważny powód to ekologia.

Na korzyść fotowoltaiki przemawiał także fakt, że w żaden sposób nie oddziałuje ona na otoczenie. Ponadto możliwe było uzyskanie wsparcia z Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Zachodniopomorskiego na lata 2007-2013, oś priorytetowa 4. Infrastruktura ochrony środowiska, działanie 4.1. Energia odnawialna i zarządzanie energią. W tym przypadku wsparcie wyniosło 649 124,99 zł, co stanowiło 75% poniesionych kosztów (865,5 tys. zł).

Instalacja o mocy 186 kWp składa się z 754 paneli fotowoltaicznych, każdy o mocy 250 W. ? Założeniem projektu jest uzyskanie nie mniej niż 179 000 kWh rocznie, co pozwoli zaspokoić 13,4% zapotrzebowania na energię elektryczną Ujęcia Wody Bogucino. Jednak z naszych prognoz wynika, że rezultat powinien być lepszy i uda się pokryć od 16 do 19% potrzeb ? wyjaśnił Paweł Hryciów, prezes MWiK w Kołobrzegu.

? Efekt ekologiczny w tym przypadku jest trudny do określenia, ale zapewne w jakimś stopniu inwestycja wpłynie na środowisko przez zmniejszenie naszego zapotrzebowania na energię wytwarzaną w tradycyjnych elektrowniach węglowych. Natomiast aspekt ekonomiczny jest wymierny dla spółki i będzie miał wpływ na koszt wytworzenia wody. Nie można jednak zakładać, że po wykonaniu tego typu inwestycji ceny zostaną obniżone. Koszty energii stanowią niecałe 9% wszystkich kosztów działalności spółki i sama cena jest uzależniona od wielu czynników, takich jak podatki, wynagrodzenia czy chociażby koszty przesyłu energii ? dodaje Hryciów.

W przyszłości planuje się rozbudowę istniejącej instalacji fotowoltaicznej na Ujęciu Wody w Bogucinie oraz rozważa się budowę nowej (ok. 0,4 MW mocy) na terenie Oczyszczalni Ścieków w Korzyścienku k. Kołobrzegu.

 

Magdalena Lipiecka

 

Artykuł został opublikowany w lipcowo-sierpniowym wydaniu miesięcznika „Czysta Energia”.