În 2015, la Conferința Națiunilor Unite privind schimbările climatice de la Paris, părțile au convenit să continue eforturile de limitare a creșterii temperaturii globale cu 1,5°C în comparație cu perioada preindustrială. Pentru a atinge acest obiectiv, trebuie reduse rapid emisiile de gaze cu efect de seră (GES). Acestea provin în principal din utilizarea energiei, de ex. 85% în Germania.
Din fericire, energia eoliană și cea solară sunt abundente și disponibile peste tot. În plus, costurile pentru energia electrică regenerabilă din surse eoliene și fotovoltaice au scăzut în ultimii ani, iar astăzi energia electrică regenerabilă este mai puțin costisitoare decât energia pe bază de combustibili fosili. Din păcate, energia eoliană și cea solară nu sunt disponibile tot timpul. Energia solară înregistrează cicluri distincte zi-noapte și vară-iarnă pentru producția de energie electrică.
Viitoarele sisteme energetice din surse regenerabile necesită o producție ridicată de energie electrică, cu costuri reduse, flexibilitate a liniilor de transport, sisteme de management al cererii, de stocare a energiei și cuplarea sectoarelor energetice.
Producția în exces de energie eoliană și fotovoltaică, respectiv caracteristica de volatilitate a acestor surse regenerabile, ar putea duce la așa-numita „autocanibalizare”, adică la scăderea valorilor de piață în perioadele de producție ridicată de energie electrică. Flexibilitatea prin cuplarea sectorială și politicile adecvate pot reduce efectele autocanibalizării.
Din punct de vedere al orientării modulelor solare, există mai multe posibilități: panourile pot fi mobile (păstrând permanent unghiul optim de incidență a razelor solare) sau fixe. În cazul emisferei nordice, modulele fixe pot fi montate tradițional (orientate către sud și înclinate sub un unghi de 20–35°), pot fi montate în plan orizontal (grad maxim de ocupare a terenului), sau pot fi montate în plan vertical (grad minim de ocupare a terenului), în ultimul caz putând fi orientate fie pe direcția nord-sud (N-S) fie pe direcția est-vest (E-V).
Agua-Caliente, SUA
Dirmingen, Germania
Olam Diego, Merced County, SUA
Vârful tipic al producției de energie electrică pentru modulele solare înclinate spre sud (în cazul emisferei nordice) cu aproximativ 20–35° se înregistrează în jurul amiezii, pe când în cazul modulelor orientate vertical pe direcția est-vest (E-V) se înregistrează două vârfuri ale producției de energie electrică, unul dimineața și altul după-amiaza – contra-ciclic față de cazul parcurilor fotovoltaice orientate spre sud. Acest lucru reduce sarcina rețelelor electrice în perioadele de consum maxim, în special ale celor cu niveluri de tensiune mai scăzute și ușurează racordarea noilor centrale la rețelele existente.
De asemenea, profilul de generare al acestor sisteme (E-V) se potrivește în mod congruent cu variația zilnică a prețului energiei electrice la bursa de energie. Prin urmare, sistemul fotovoltaic orientat E-V beneficiază direct de situația pieței: deoarece prețul energiei electrice este de obicei mai mic la prânz și mai mare dimineața și seara, sistemele care utilizează acest concept înregistrează venituri medii mai mari. În practică, în prezent se obțin profituri de piață cu 5% până la 10% mai mari în comparație cu sistemele fotovoltaice convenționale. Combinat cu profiturile mai mari de pe piața de energie electrică, venitul pe kilowatt de putere instalată a sistemului crește cu până la 25%!
Surse:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666955222000211?via%3Dihub#bib12
https://www.clearwayenergygroup.com/
https://www.erthos.com/
https://www.next2sun.de/
https://ourworldindata.org/
