uvod
Ovo pitanje postvatio sam dvema aktuelnim platformam za veštačku inteligenciju
Najpre Google Bard
“Prema studiji Sekretarijata Energetske zajednice, Srbiji bi bilo potrebno oko 100 miliona solarnih panela da zameni sve svoje termoelektrane na ugalj. Studija je otkrila da solarni paneli mogu da proizvedu dovoljno električne energije da zadovolje trenutnu potražnju za električnom energijom u Srbiji i da je cena solarne energije sada konkurentna ceni energije na ugalj.td,..”
Bard dalje obrazlaže opšte pojmove nevažno za naše pitanje.
Pitao sami chat GPT evo šta on misli
“Nažalost, nemam pristup najnovijim podacima nakon septembra 2021, pa ne mogu dati tačan odgovor na vaše pitanje za aktuelno stanje u Srbiji 2023. godine. Potrebno je imati pristup najnovijim statistikama i podacima o potrošnji energije, proizvodnji električne energije, korišćenju solarnih panela i drugim relevantnim informacijama kako bi se izračunalo koliko solarnih panela bi bilo potrebno da zameni termoelektrane.”
I pošto nisam zadovoljan ponuđenim odgovorima, krenuo sam u dalju analizu…
Termoelektrane Srbije i njihov kapacitet
Za analizu ćemo koristit godišnjak EPS a za 2022 godinu. Ukupna snaga svih šest termoelektrana u Srbiji iznosi 4079 MW i ako se tu doaju 3 elektane toplane u Vojvodini to ukupno iznosi 4376 MW.
Ukupna proizvodnja termoelektrana i toplana iznosila je u 2022 godini 22152 Gwh ( Giga Wat časova)
Na sledećoj tabeli i deijagramu to se jasno vidi .
| no | Elektrana | Snaga [MW] | Proizvodnja [Gwh] | Koeficijent |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Nikola Tesla 1 | 1622 | 7824 | 4.82 |
| 2 | Nikola Tesla 2 | 1220 | 6584 | 5.40 |
| 3 | Kolubara | 216 | 309 | 1.43 |
| 4 | Morava | 108 | 560 | 5.19 |
| 5 | Kostolac A | 281 | 1784 | 6.35 |
| 6 | Kostolac B | 632 | 4338 | 6.86 |
| 7 | TO Novi Sad | 208 | 686 | 3.30 |
| 8 | TO Zrenjanin | 75 | 67 | 0.89 |
| 9 | TO Sr. Mitrovica | 14 | 0 |
Kako bi napravili neku komparaciju efikasnosti termo elektrana uvešćemo koeficijent efikasnosti koji je jednak godišnjoj proizvodnji podeljeno sa instalisanom snagom elektrane.
Kao što se iz tabele može primetiti najefikasnija termo elektrana je Kostolac2 sa koeficijentom efikasnosti od 6..86 a u najgorem stanju je Kolubara sa koeficijentom 1.43.
Proračun ukupnog potrebnog broja solarnih panela aplikacijom SPAC
Sada ćemo uz pomoć aplikacije SPAC pokušati da izračunama koliko je solarnih panela zaista potrebno da bi proizveli ovoliku energiju.
Pretpostavka je da je solarni panel ( PV modul) je idealno postavljen prema jugu pod
idealnim uglom od 39 stepeni za Beograd i okolinu koji preporučuju neki teoretičari. Testiraćemo solarne panele različitih snaga. Unos parametara u aplikacju SPAC za Evropu
Unos parametara …. šta su parametri …..
Grad : Beograd – Srbija
Nagib : 39 stepeni
Orijentacija 0 stepeni – okrenut tačno ka jugu
Opcija postavljanja: ; na zemlji ( Ground) mreža m = 1 n = 1 ( ukupno 1 panel)
Analiziraćemo dva tipa panela
Canadian Solar CS3N-405 snaga 395 W, trenutna cena 290 $
ZNShine ZXM7 snage 540 W.
Da bi sa ovim solarnim panelom nadomestili svu proizvodnju termoelektrana u Srbiji
podelićemo ukupnu proizvodnju svih termoelektrana Srbije sa proizvodnjom 1 panela izračunatom aplikacijom SPAC i dobićemo teoretske rezultate prikazane u sledećoj tabeli
| mesec | Canadian Solar CS3M (395W) | ZN Shine ZXM7 (540W) |
|---|---|---|
| Januar | 11.87 | 16.18 |
| Februar | 18.37 | 25.04 |
| Mart | 29.84 | 40.68 |
| April | 36.73 | 50.07 |
| Maj | 41.03 | 55.94 |
| Jun | 44.57 | 60.76 |
| Jul | 49.18 | 67.05 |
| Avgust | 49.28 | 67.19 |
| Septembar | 37.44 | 51.05 |
| Oktobar | 28.76 | 39.21 |
| Novembar | 15,48 | 21.11 |
| Decembar | 9.36 | 12.77 |
| UKUPNO | 59,562,797 | 43,687,999 |
| Investicija | 1.72 milijarda $ |
Ukupna investicija za prvi tip panela iznosi oko 1.7 milijardi dolara
Kolika je to površina ?
Proizvodnji i stabilnost energetskog sistema
Naravno ovo su samo teoretski rezultati dobijeni prostom matematičkom računicom. Glavni problem je neravnomernost proizvodnje i potrošnje = stabilnost sistema. Kao što može logično predpostaviti a i vidi se iz tabele 2 proizvodnja u zimskim mesecima je mala i nedovoljna da pokrije potrošnju, dok je u letnjim mesecima naročito oko podneva prevelika tako da ne znamo šta bi sa proizvedemom strujom. O problemu sa prekomernom proizvodnjom struje možete pročitati ovde.
Invertori - dodatni troškovi
Sledeće dodatne investicije su invertori i baterije. U solarne panele, invertore i ostalu prateću infrastrukturu solarne elektrane ulaže investitor. Invertori su sledeća bitna stavka i njihov izbor zavisi od dimenzija solarne elektrane.
Grubom aproksimacijom broj invertora možemo izračunati na sledeći način.
( U sledećoj tabeli dati su primeri 3 vrste invertora poređanih po snazi.)
| Invertori | Huawei SUN2000-10KTL-M0 | Solar Edge SE33.3K | Growatt MID 50KTL3-X2 |
|---|---|---|---|
| snaga invertora [W] | 14800 | 50000 | 75000 |
| Cena $ | 1690 | 2497 | 2962 |
| Broj invertora | 1594022 | 471830 | 314554 |
| ukupna cena [$] | 2,693,896,491 | 1,178,160,487 | 931,707,746 |
Iz tabele se može videti da cena invertora varira. Najisplatljiviji su naravno veliki industrijski invertori, ali ne moraju sve solarne elektrane imati veliki kapacitet ( veliki broj panela). Tako da možemo računati sa
prosečnom cenom investicija u invertore 1 601 000 000 $.
Kada se saberu ukupne investicije u panele i invertore dobija se suma od 3 328 000 000 $,
Toliko bi koštalo suspstitucija svih termoelektrana u Srbiji samo solarnim panelima i
invertorima. Ostali troškovi ( zemljište, kablovi, ormari, radovi) nisu uzeti u obzir.
Baterije i skladištenje
Sasvim je sigurno da će u budućnosti svako domaćinstvo morati da investira u baterije za sosptveno napajanje (potrebe) – kada solarni paneli ne rade. Velika je verovatnoća da će skupe litijum jonske baterije biti u kućnoj varijanti zamenje natrijum jonskim baterijama koje su teže i većih gabarita ali to ne igra važnu ulogu u kućnim instalacija,a. Rok trajanja baterija je 6000 ciklusa ( standard)
odnosno oko 12 godina.
I za kraj
Ovo je bila prosta matematika. Aplikacija SPAC se pokazala korisna i jednostavna za ovu kalkulaciju. Ovo nije studija, već samo demonstracija mogućnosti aplikacije.
Još uvek nisu rešeni problemi sa stabilnošču proizvodnje odnosno sa neravnomernom proizvodnjom i potrošnjom. To je po mom mišljenju za sada najveći izazov za naše (i svetske) inžinjere. U svakom
slučaju termo elektrana i toplana se nećemo otarasiti tako lako bar ne u zimskim mesecima, jer je proizvodnja solarne energije 3.6 puta veća u Julu nego u Decembru.