Економічна ефективність сонячної електростанції в індивідуальному домогосподарстві за різних сценаріїв динаміки “зеленого” тарифу

Abstract

“Зелений” тариф – спеціальна ціна, за якою купують електричну енергію, вироблену відновлюваними джерелами енергії – гідроелектростанціями, сонячними, вітровими установками. Підприємства і домогосподарства, які виробляють електроенергію за “зеленим” тарифом, продають її на ринок значно дорожче, ніж традиційні виробники теплової або атомної енергетики. У роботі проаналізовано законодавчі та нормативні акти щодо “зеленого” тарифу в Україні та проблеми їх виконання. Зокрема, розглянуто застосування сонячних електричних станцій (СЕС) в індивідуальних домогосподарствах. На основі електронної інформаційної бази погодинних регіональних метеорологічних даних у м. Львові, сформованої в середовищі Microsoft Excel, проведено розрахунок середньомісячного погодинного притоку питомої потужності сумарної сонячної радіації, що падає на стаціонарно розміщені й оптимально орієнтовані фотоелектричні панелі (ФЕП), та визначено потужність електричної енергії на їх виході. За результатами аналізу інформації з різних джерел визначено динаміку вартостей основних комплектуючих для індивідуальних СЕС, а також наведено аналіз динаміки та прогноз тарифу на електричну енергію для населення в Україні. На основі аналізу ситуації на енергоринку України розглянуто два можливі сценарії динаміки “зеленого” тарифу на електроенергію, генеровану в індивідуальних господарствах з сонячної енергії, – оптимістичний і песимістичний. Для кожного з цих сценаріїв на основі розробленої методики для СЕС потужністю 30 кВт, встановлених у 2015 р. та 2021 р. в досліджуваному типовому варіанті домогосподарства, визначено їх економічну ефективність і термін окупності. Проведені дослідження показали, що на термін окупності СЕС найбільше впливає рік її встановлення: СЕС, які встановлюються пізніше, мають значно коротший термін окупності, що пов’язано зі стрімким зниженням вартості ФЕП. Розглянуті варіанти сценаріїв динаміки “зеленого” тарифу показали, що за оптимістичного сценарію можна отримати на 30–40 % більший прибуток від експлуатації СЕС порівняно з песимістичним сценарієм, незалежно від року встановлення СЕС.“Green” tariff – a special price at which electricity produced from renewable energy sources - hydroelectric power plants, photovoltaic, wind turbines is purchased. Businesses and households that produce electricity at a “green” tariff sell it on the market much more expensively than traditional producers of thermal or nuclear energy. The paper analyzes the legislation and regulations on “green” tariff in Ukraine and the problems of their implementation. In particular, attention is paid to the use of solar power plants (SPP) in individual households. Based on the electronic information database of hourly regional meteorological data in Lviv generated in Microsoft Excel, the calculation of the average monthly hourly inflow of specific power of total solar radiation, which falls on stationary and optimally oriented photovoltaic panels, was conducted, and the power at their output was determined. Based on the results of the analysis of information from various sources, the dynamics of the costs of the main components for individual SPP was determined, as well as the analysis of the dynamics and forecast of the electricity tariff for the population in Ukraine were conducted. Based on the analysis of situation on the energy market of Ukraine, two possible scenarios of the dynamics of the “green” tariff for electricity generated in individual farms from solar energy are considered – optimistic and pessimistic. For each of these scenarios, based on the developed methodology, for SPP with a capacity of 30 kW, installed in 2015 and 2021 in the studied typical version of household, their economic efficiency and payback period were determined. Studies have shown that the payback period of SPP is most affected by the year of its installation: SPP that are installed later have a much shorter payback period, which is associated with a sharp decline in the cost of photovoltaic panels. The considered variants of scenarios of dynamics of “green” tariff have shown that under the optimistic scenario it is possible to receive on 30–40 % more profit from operation of SPP in comparison with the pessimistic scenario, irrespective of year of SPP installation.