Analiza przyłączenia do sieci elektrowni wiatrowej



Podobne dokumenty
ZAŁĄCZNIK A DO WNIOSKU

Edmund Wach. Bałtycka Agencja Poszanowania Energii

WSPÓŁCZYNNIK WYKORZYSTANIA MOCY I PRODUKTYWNOŚĆ RÓŻNYCH MODELI TURBIN WIATROWYCH DOSTĘPNYCH NA POLSKIM RYNKU

Procedury przyłączeniowe obowiązujące w PGE Dystrybucja S.A. związane z przyłączaniem rozproszonych źródeł energii elektrycznej

Wybrane zagadnienia pracy rozproszonych źródeł energii w SEE (J. Paska)

POLITECHNIKA ŚLĄSKA. Analiza przyłączenia do sieci elektrowni fotowoltaicznej

Wpływ mikroinstalacji na pracę sieci elektroenergetycznej

Farma elektrowni wiatrowych składa się z zespołu wież, na których umieszczone są turbiny generujące energię elektryczną.

MMB Drives 40 Elektrownie wiatrowe

OCENA EFEKTYWNOŚCI PROJEKTU FARMY WIATROWEJ PRZY POMOCY MODELU DWUMIANOWEGO. dr Tomasz Łukaszewski mgr Wojciech Głoćko

PROJEKTOWANIE SIECI WEWNĘTRZNEJ FARM WIATROWYCH

OCENA WPŁYWU PRACY FARMY WIATROWEJ NA PARAMETRY JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ

OCENA JAKOŚCI DOSTAWY ENERGII ELEKTRYCZNEJ

Energetyczne projekty wiatrowe

PGE Dystrybucja S.A. Oddział Białystok

Pomiary i automatyka w sieciach elektroenergetycznych laboratorium

Algorytm obliczania charakterystycznych wielkości prądu przy zwarciu trójfazowym (wg PN-EN :2002)

Pomiary i automatyka w sieciach elektroenergetycznych laboratorium

ANALIZA ZMIANY PARAMETRÓW TURBIN FARMY WIATROWEJ PRZYŁĄCZANEJ DO SIECI DYSTRYBUCYJNEJ

Wpływ wybranych czynników na inwestycje w energetyce wiatrowej

INTEGRATOR MIKROINSTALACJI ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII ZYGMUNT MACIEJEWSKI. Wiejskie sieci energetyczne i mikrosieci. Warszawa, Olsztyn 2014

ELEKTROWNIE WIATROWE W SYSTEMIE ELEKTROENERGETYCZNYM. MICHAŁ ZEŃCZAK ZUT WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

Wykorzystanie farm wiatrowych do operatywnej regulacji parametrów stanów pracy sieci dystrybucyjnej 110 kv

WNIOSEK o określenie warunków przyłączenia farmy wiatrowej do sieci elektroenergetycznej Operatora Systemu Dystrybucyjnego (OSD)

WNIOSEK O OKREŚLENIE WARUNKÓW PRZYŁĄCZENIA DO SIECI DYSTRYBUCYJNEJ ZEC W KOŃSKICH DLA WYTWÓRCÓW

Wpływ instrumentów wsparcia na opłacalność małej elektrowni wiatrowej

Mała przydomowa ELEKTROWNIA WIATROWA SWIND 6000

Załącznik nr 5. do Umowy nr ND-D/W/ /. z dnia o świadczenie usług. dystrybucji. zawartej pomiędzy. RWE Stoen Operator Sp. z o.o.

MMB Drives 40 Elektrownie wiatrowe

Generacja rozproszona źródłem strat w sieci SN

Obciążenia nieliniowe w sieciach rozdzielczych i ich skutki

CZĘŚĆ DRUGA Obliczanie rozpływu prądów, spadków napięć, strat napięcia, współczynnika mocy

Objaśnienia do formularza G-10.7

*Woda biały węgiel. Kazimierz Herlender, Politechnika Wrocławska

Procedura przyłączania mikroinstalacji

GENERACJA ROZPROSZONA W SYSTEMIE ELEKTROENERGETYCZNYM

ANALIZA OPŁACALNOŚCI BUDOWY FARMY WIATROWEJ O MOCY 40 MW. Autor: Rafał Pesta. ( Rynek Energii nr 1/2009) 1. WSTĘP

Wniosek: Odpowiedź: Wniosek: Odpowiedź: Wniosek: Odpowiedź:

Projekty wiatrowe realizowane w ramach energetyki rozproszonej

OCENA PARAMETRÓW JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ DOSTARCZANEJ ODBIORCOM WIEJSKIM NA PODSTAWIE WYNIKÓW BADAŃ

Praktyczne aspekty współpracy magazynu energii i OZE w obszarze LOB wydzielonym z KSE

Ocena ekonomiczna inwestycji w małe elektrownie wiatrowe

Gdansk Possesse, France Tel (0)

SZCZEGÓŁOWE WYMAGANIA TECHNICZNE DLA JEDNOSTEK WYTWÓRCZYCH PRZYŁĄCZANYCH DO SIECI ROZDZIELCZEJ

MAŁA PRZYDOMOWA ELEKTROWNIA WIATROWA SWIND 3200

TECHNICZNE I EKONOMICZNE ASPEKTY ROZWOJU ENERGETYKI WIATROWEJ W POLSCE

WNIOSEK O OKREŚLENIE WARUNKÓW PRZYŁĄCZENIA FARMY WIATROWEJ DO SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ ZAKŁADÓW CHEMICZNYCH POLICE SA W POLICACH

XXXIV OOwEE - Kraków 2011 Grupa Elektryczna

Analiza finansowa inwestycji w dyfuzorową turbinę wiatrową SWT o mocy znamionowej do 10 kw

STANDARDY TECHNICZNE I BEZPIECZEŃSTWA PRACY SIECI DYSTRYBUCYJNEJ w Jednostce Budżetowej ENERGETYKA UNIEJÓW

Farma Wiatrowa Bogoria Sp. z o.o. Zestawienie odpowiedzi na pytania do SIWZ, które wpłynęły do prowadzącego postępowanie

ELEKTROWNIA WIATROWA TOMASZÓW MAZOWIECKI ZAWADA I

ZAŁĄCZNIK NR 5. do Umowy nr ND-D/W/ /. z dnia o świadczenie usług. dystrybucji. zawartej pomiędzy. innogy Stoen Operator Sp. z o.o.

LOKALIZACJA ŹRÓDEŁ GENERACJI ROZPROSZONEJ W SIECI ŚREDNIEGO NAPIĘCIA

Temat: Analiza pracy transformatora: stan jałowy, obciążenia i zwarcia.

Moce interwencyjne we współczesnym systemie elektroenergetycznym Wojciech Włodarczak Wartsila Polska Sp. z o.o.

Henryk Klein OPA-LABOR Sp. Z o.o. Tel h.klein@opalabor.pl

Przyłączenie elektrowni wiatrowych do sieci energetycznej w kontekście uregulowań IRiESD

Sulechów, 18 Listopad 2011 r. Podłączenie do sieci elektroenergetycznych jako główna bariera w rozwoju odnawialnych źródeł energii w Polsce

Projekty dofinansowane

INSTYTUT ENERGETYKI JEDNOSTKA BADAWCZO - ROZWOJOWA ODDZIAŁ GDAŃSK

Warunki przyłączenia nr RD5/RP/22/7364/2013 dla podmiotu V grupy przyłączeniowej do sieci dystrybucyjnej o napięciu znamionowym 0,4 kv

WPŁYW PRODUKCJI ENERGII ELEKTRYCZNEJ W ŹRÓDŁACH OPALANYCH WĘGLEM BRUNATNYM NA STABILIZACJĘ CENY ENERGII DLA ODBIORCÓW KOŃCOWYCH

f r = s*f s Rys. 1 Schemat układu maszyny dwustronnie zasilanej R S T P r Generator MDZ Transformator dopasowujący Przekształtnik wirnikowy

Przychody z produkcji energii w instalacji PV w świetle nowego prawa

PROPOZYCJE TEMATÓW PRAC DYPLOMOWYCH INŻYNIERSKICH NA ROK AKADEMICKI 2011/2012

FŁT - Kraśnik S.A. - Wniosek o określenie warunków przyłączenia do sieci elektroenergetycznej dla wytwórców ( ) ...

Przemienniki częstotliwości i ich wpływ na jakość energii elektrycznej w przedsiębiorstwie wod.-kan.

Elektroenergetyka Electric Power Industry. Elektrotechnika I stopień ogólnoakademicki. stacjonarne

Procedura przyłączania wytwórców

Analiza opłacalności projektów fotowoltaicznych

7.3 Ocena zagrożenia elektromagnetycznym promieniowaniem niejonizującym

Obliczanie oraz analiza potrzeb w rejonowej sieci średniego i niskiego napięcia.

Elektroenergetyka Electric Power Industry. Elektrotechnika I stopień ogólnoakademicki. niestacjonarne

Projekt sterowania turbiną i gondolą elektrowni wiatrowej na farmie wiatrowej

Kolejny kolor - białe certyfikaty. Od energii odnawialnej do zrównoważonego rozwoju energetycznego.

Problematyka mocy biernej w instalacjach oświetlenia drogowego. Roman Sikora, Przemysław Markiewicz

Współpraca energetyki konwencjonalnej z energetyką obywatelską. Perspektywa Operatora Systemu Dystrybucyjnego

Problemy przyłączania do sieci elektroenergetycznej odnawialnych źródeł energii małej mocy

Mała energetyka wiatrowa

Rządowy program wsparcia energetyki wiatrowej w Polsce. Energetyka wiatrowa (onshore) w Polsce i w Niemczech r.

GOLICE WIND FARM SP. Z O.O. UL. SIENNA 86/ WARSAW

Podnoszenie sprawności rozdziału energii elektrycznej w sieciach niskiego i średniego napięcia. Generacja rozproszona

Lokalne systemy energetyczne

Opis techniczny. 1. Przepisy i normy. 2. Zakres opracowania. 3. Zasilanie.


ELASTYCZNY SYSTEM PRZETWARZANIA I PRZEKSZTAŁCANIA ENERGII MAŁEJ MOCY DLA MASOWEGO WYKORZYSTANIA W GOSPODARCE ENERGETYCZNEJ KRAJU

RAPORT O JAKOŚCI ENERGII

Pomiar strat I 2 t oraz U 2 t w licznikach produkcji ZEUP POZYTON

Zestawienie wartości dostępnej mocy przyłączeniowej źródeł w sieci innogy Stoen Operator o napięciu znamionowym powyżej 1 kv

G MINISTERSTWO GOSPODARKI, plac Trzech Krzyży 3/5, Warszawa. Agencja Rynku Energii S.A. Portal sprawozdawczy ARE

VAWT KLUCZEM DO ROZWOJU MIKROGENERACJI ROZPROSZONEJ

OZE -ENERGETYKA WIATROWAW POLSCE. Północno Zachodniego Oddziału Terenowego Urzędu Regulacji Energetyki w Szczecinie

Taryfa dla obrotu energii elektrycznej

Wpływ EKO-dyrektywy na parametry i konstrukcję transformatorów

Transformatory SN/nn z podobciążeniowymi przełącznikami zaczepów - doświadczenia praktyczne i możliwości zastosowania

Podstawowe informacje na temat zasad przyłączania farm wiatrowych do sieci elektroenergetycznej Z.Ch. Police S.A.

Wymagania edukacyjne dla uczniów kl. IV f TE ZS Nr 1 w Olkuszu

Transkrypt:

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY INSTYTUT ELEKTROENERGETYKI I STEROWANIA UKŁADÓW Generacja Rozproszona w Systemie Elektroenergetycznym Analiza przyłączenia do sieci elektrowni wiatrowej Projekt wykonali: Prowadzący: 1. Aleksander Jeleń dr hab. inż. Maksymilian Przygrodzki 2. Adrian Przybycin 3. Maciej Pubrat 4. Igor Skotniczy 5. Kamil Warian Gliwice, styczeń 2015 r.

1. WSTĘP 1.1 Cel Celem niniejszej pracy jest przeprowadzenie analizy technicznej przyłączenia do sieci elektrowni wiatrowej o mocy zainstalowanej 1 MW (4 250 kw). 1.2 Zakres projektu Źródło zostanie poddane szerokiej analizie mającej na celu przybliżenie kosztów związanych z budową czy eksploatacją. Wszystkie kryteria, które mają być wzięte pod uwagę są następujące: Charakterystyka źródła i sposób przyłączenia do sieci dystrybucyjnej, Rozpływy mocy w stanach normalnych i awaryjnych, Wpływ źródła na profil napięcia w sieci w stanach normalnych i awaryjnych, Wpływ źródła na straty mocy w sieci dystrybucyjnej, Analiza poziomu prądów zwarciowych, Analiza wpływu źródła na jakość energii elektrycznej, Możliwości produkcji energii elektrycznej przez źródło, Analiza efektywności inwestycji, Analiza wrażliwości. 1.3 Schemat sieci elektroenergetycznej Rysunek 1 przedstawia schemat sieci elektroenergetycznej, do której zostanie podłączona elektrownia wiatrowa. Dane, które posłużyły do obliczeń w programie Power World znajdują się w tabelach (Tab. 1, Tab. 2, Tab. 3). Rys.1 Schemat sieci elektroenergetycznej

Moc zwarciowa systemu wynosi, a jego napięcie. Tab.1 Moce odbiorcze w poszczególnych węzłach Moce odbierane w węzłach, MVA 2 3 4 5 6 7 9 10 2+j0,8 1,5+j1 1+j0,4 1+j0,2 1+j0,2 1,5+j0,4 1+j0,4 2+j0,4 S rt, MVA P krt, kw u krt, % tr, kv/kv 16 180 12 115/16,5 Gałąź Długość, km Przekrój, mm 2 I dd, A 1-2 2 70 235 2-3 4 70 235 3-4 3 50 170 4-5 3 95 290 1-6 7 50 170 6-7 4 50 170 1-8 6 50 235 8-9 7 70 235 8-10 5 70 170 Tab.2 Dane transformatora Tab.3 Dane gałęziowe linii 2. Realizacja projektu 2.1 Charakterystyka źródła i sposób przyłączenia do sieci dystrybucyjnej W projekcie wykorzystano cztery turbiny typu Wind Technik Nord WTN250 wyprodukowane w Niemczech. Techniczne parametry oraz poglądowy wygląd użytego tam generatora pokazane są w tabeli poniżej. Typ Moc Prędkość obrotowa Napięcie Częstotliwość Tab.4 Parametry generatora Asynchroniczny 250 kw 1515 obr/min 400V 50Hz

Rys. 2 Zależność produkowanej mocy od prędkości wiatru dla turbiny WTN250 Rys. 3 Przekrój gondoli turbiny WTN250

Rys. 4 Wygląd turbiny razem z wieżą Każda turbina została wyposażona w swój indywidualny transformator nn/sn firmy FT Żychlin typu TOd 250/15s, którego parametry zestawiono w tabeli poniżej. Tab.5 Parametry transformatora TOd 250/15s Moc 250 kva Napięcie strony górnej 15,75 kv Napięcie strony dolnej 400/420 V Regulacja napięcia +2,5-5x2,5 / ±3x2,5 Układ połączeń Dyn5 Napięcie zwarcia 4,5% Straty jałowe 425 W Straty obciążeniowe 3250 W Masa całkowita 1165 kg

Lokalizacja farmy wiatrowej została wybrana na podstawie mapy zasobów energetycznych wiatru w Polsce w miejscu panowania wybitnie korzystnych warunków wiatrowych. Rys. 5 Strefy energetyczne wiatru w Polsce Dodatkowo na trafność analizy w istotny sposób wpływają wykonane pomiary wiatru, szorstkość wytypowanego terenu i wysokość usytuowania gondoli. Wydłużenie okresu pomiaru do 2-3 lat pozwala zniwelować ryzyko m.in. błędnych założeń wietrzności i w konsekwencji produkcyjności. Farma wiatrowa została zlokalizowana w pobliżu miejscowości Łeba przy Jeziorze Łebskim.

Rys. 6 Dokładna lokalizacja farmy wiatrowej Turbiny zostały rozmieszczone w rogach kwadratu o boku 200m. Połączenie pomiędzy każdym transformatorem a GPZ-tem zostało zrealizowane za pomocą linii kablowych SN. Rys. 7 Sposób przyłączenia turbin do sieci

2.2 Rozpływ mocy w stanach normalnych i awaryjnych Rysunki 8 i 9 przedstawiają sieć pracującą w warunkach normalnych. Rys.8 Rozpływ mocy bez przyłączonego źródła wiatrowego Rys. 9 Rozpływ mocy z przyłączonym źródłem wiatrowym generującym moc znamionową 1MW

Rysunki 10,11 i 12 przedstawiają rozpływy mocy w stanach awaryjnych, przy wyłączeniu poszczególnych linii. Rys. 10 Rozpływ mocy w stanie awaryjnym wyłączenie odbioru 4 i 5 Rys.11 Rozpływ mocy w stanie awaryjnym wyłączenie odbioru 6 i 7

Rys. 12 Rozpływ mocy w stanie awaryjnym wyłączenie odbioru 4,5,6 i 7 2.3 Wpływ źródła na profil napięcia w sieci w stanach normalnych i awaryjnych Dodanie do struktury sieci nowego źródła, czego konsekwencją jest inny rozpływ mocy, powoduję zmianę napięć węzłowych. Zmiany te zostały zestawiony w tabeli 6 oraz na rysunku 13. Tab. 6 Napięcia w węzłach sieci Napięcie w węźle, kv Nr węzła Przed przyłączeniem Po przyłączeniu 1 16,47 16,49 2 16,05 16,06 3 15,49 15,5 4 15,2 15,21 5 15,12 15,13 6 15,07 15,69 7 15,41 15,42 8 15,64 16,44 9 15,37 16,18 10 15,31 16,12

Rys.13 Wykres poziomów napięć w poszczególnych węzłach przed i po podłączeniu turbin Po przyłączeniu turbin do sieci napięcia w węzłach (oprócz węzła 7) rosną. 2.4 Wpływ źródła na straty mocy w sieci dystrybucyjnej Oprócz zmiany poziomu napięć nowy rozpływ mocy skutkuje innymi stratami mocy. Jak widać na rysunku 14 przesyłowe straty mocy maleją wraz ze wzrostem generowanej mocy w turbinach wiatrowych. Rys. 14 Wpływ farmy wiatrowej na straty mocy w sieci

2.5 Analiza poziomu prądów zwarciowych Dane do wykonania obliczeń zwarciowych zestawione są w rozdziale 1.3. W obliczeniach zwarciowych pominięto impedancję generatorów turbin. Schemat zastępczy do obliczeń zwarciowych w miejscu przyłączenia turbin (węzeł 8) pokazany jest na rysunku 8. Rys. 15 Schemat zastępczy do obliczeń zwarciowych w miejscu przyłączenia turbin W celu obliczenia prądów zwarcia w innych węzłach należy uwzględnić zmiany długość i przekroju linii. Parametry zastępcze schematu: Impedancja systemu: Ponieważ rozważane zwarcie występuje na innym napięciu, należy przeliczyć impedancje systemu przez przekładnię transformatora. Impedancja transformatora 1:

Linia: Rezystancja jednostkowa (na 1km długości) ma wartość: Całkowita rezystancja: gdzie: - konduktywność aluminium, 33 MS/m, przekrój linii, - długość linii. Reaktancja jednostkowa linii została przyjęta zgodnie z literaturą na poziomie 0,4 Ω/km. Reaktancja całkowita: Impedancja zastępcza jest sumą impedancji składowych. Prąd zwarciowy początkowy (od systemu): Schemat zastępczy do obliczeń zwarciowych z uwzględnieniem jednej turbiny przedstawiony jest na rysunku 9.

Rys. 16 Schemat zastępczy do obliczeń zwarciowych w miejscu przyłączenia trubin z ich uwzględnieniem Impedancja transformatora 2: Dane do obliczeń zestawione są w tablicy 5. Prąd zwarciowy (od jednej turbiny): Prąd zwarciowy od całej elektrowni wiatrowej jest czterokrotnie większy. Wszystkie prądy zwarciowe zostały pokazane w tabeli 7, a graficznie przedstawione na rysunku 17.

Zwarcie w węźle Prąd zwarciowy od systemu, ka Tab.7 Zestawienie prądów zwarciowych Prąd zwarciowy od elektrowni wiatrowej, ka Suma prądów zwarcia, ka 1 3,84 0,61 4,46 2 2,60 0,57 3,17 3 1,58 0,50 2,08 4 1,16 0,45 1,61 5 0,98 0,42 1,40 6 1,26 0,46 1,72 7 0,91 0,41 1,32 8 1,39 0,85 2,25 9 0,87 0,62 1,49 10 0,97 0,68 1,65 Rys.17. Porównanie prądów zwarcia przed i po dołączeniu turbin

Analiza wpływu źródła na jakość energii elektrycznej Moc zwarciowa Moc zwarciowa w miejscu przyłączenia jednostek wytwórczych do sieci dystrybucyjnej powinna być przynajmniej 20 razy większa od ich mocy przyłączeniowych czyli: gdzie: S k8 moc zwarciowa w miejscu przyłączenia jednostki wytwórczej (węzeł 8) S rg moc przyłączeniowa I k3 początkowy prąd zwarcia w miejscu przyłączenia U N napięcie znamionowe sieci Częstotliwość Warunek spełniony Zgodnie z normą częstotliwość sieciowa powinna mieścić się w przedziale od 49,5 Hz do 50, 5 Hz przez 99,5% roku oraz od 47 Hz do 52 Hz przez cały czas. Dla elektrowni wiatrowych przyłączanej do sieci dystrybucyjnej, w każdym tygodniu, 95% ze zbioru 10-minutowych średnich wartości skutecznych napięcia zasilającego powinno mieścić się w przedziale odchyleń +5% napięcia znamionowego. W przypadku turbin wiatrowych wymagania dotyczące częstotliwości muszą być spełnione nie tylko ze względu na odbiory w sieci elektroenergetycznej, a także ze względu na wymagania mechaniczne stawiane przez same turbiny wiatrowe. Napięcie Przyłączanie turbin do sieci może powodować zmiany napięć wynikające ze zmian rozpływu mocy. Nierównomierna siła wiatru również przekłada się na zmiany produkowanej mocy, a w konsekwencji na napięcia w węzłach. Wskaźnik długookresowego migotania światła Zastosowane turbiny są niewielkiej mocy, dlatego narażone są na zakłócenia napięciowe, powodujące efekt migotania światła. Zjawisko może być potęgowane przez niekorzystne warunki wietrzne jakimi są np. silne podmuchy podczas burzy lub znacznie zmieniające się prędkości wiatru w stosunkowo krótkich przedziałach czasu. Czynniki te powodują, że turbiny wiatrowe często zmieniają swoje parametry mechaniczne takie jak ustawienie względem kierunku wiatru czy przełożenie przekładni. Każda zmiana konfiguracji wspomnianych parametrów wpływa w pewnym

stopniu na kształt napięcia wyjściowego, w efekcie czego mogą występować przekroczenia długookresowego współczynnika migotania światła. Wyższe harmoniczne Współczynnik THD (uwzględniając wszystkie harmoniczne do rzędu 40) nie może przekroczyć dla sieci o napięciu znamionowym powyżej 1kV i poniżej 30kV: Z uwagi na małą moc zastosowanych urządzeń energoelektronicznych przyjęto, że nasz układ nie przekracza dopuszczalnej wartości wytwarzanych harmonicznych. 2.6 Możliwości produkcji energii elektrycznej przez źródło Analizę produkcji przeprowadzono w oparciu o średnią prędkość wiatru w okolicy miejsca zainstalowania turbin i wynosi ona według komercyjnego atlasu Anemos ok. 8 m/s. Moc produkowana przez turbinę przy tej prędkości zgodnie z charakterystyką rys. 2 wynosi około 91,1 kw. Wytwarzana przez całą elektrownie w ciągu roku energia wynosi: 2.7 Analiza efektywności inwestycji W strukturze kosztów inwestycyjnych koszt zdominowany jest przez zakup urządzeń (turbin wiatrowych i transformatorów). Koszt jednej turbiny to według producenta 630 tys. dolarów co przy aktualnym kursie tej waluty (3,63 PLN/USD z dnia 07.01.2015) wynosi 2 268 000 zł. Sumaryczny koszt czterech turbin wynosi 9 072 000 zł co stanowi 75% wartości inwestycji. Stawki kosztów przygotowania oraz kosztów prac projektowych związanych z dokumentacją techniczną zostały przyjęte z dolnego zakresu cen rynkowych na poziomie 200 000 PLN/1MW. Przedział w jakim dzisiaj znajduje się koszt takiego nakładu wynosi od 180 000 PLN do 260 000 PLN/1 MW mocy projektowanej farmy wiatrowej. Stanowi to ok. 2% wartości inwestycji. Nakłady na wykonanie niezbędnej infrastruktury drogowej wraz z robotami towarzyszącymi, robót ziemnych oraz robót fundamentowych zostały przyjęte na podstawie zapadłych kosztów podobnej infrastruktury. Koszty prac związanych z fundamentowaniem zostały przyjęte dla typowych warunków gruntowo - wodnych bez konieczności wymiany gruntu oraz stabilizacji podłoża. Przyjęto posadowienie bezpośrednie. Nie rozważano wariantu z posadowieniem pośrednim fundamentów turbin. Z racji wykorzystywania często terenów rolnych z gruntami o niskiej nośności należy adaptować projekt fundamentowania na warunki miejscowe. Koszty przyłączenia do sieci energetycznej oraz koszty wewnętrznej sieci energetycznej, instalacji elektrycznej oraz telekomunikacyjnej przyjęto na podstawie

średnich kosztów infrastruktury energetycznej, które zaistniały w podobnych projektach na terenie Polski. Profesjonalne prowadzenie procesu doboru wykonawców i dostawców zmniejsza ryzyko odchyleń od harmonogramu na etapie budowy i powinno być zlecone podmiotom posiadającym możliwości techniczne oraz organizacyjne do zarządzania projektem realizacji farmy wiatrowej. Tab.8 Zestawienie nakładów inwestycyjnych na farmę wiatrową o mocy 1 MW Rodzaj nakładów Wartość, PLN Koszt prac projektowych i przygotowawczych 200 000,00 Koszt infrastruktury drogowej 200 000,00 Koszt robót ziemnych i fundamentowych 280 000.00 Koszy przyłączenia do sieci oraz koszty wew. sieci energetycznych 900 000,00 Koszt turbin wiatrowych i transformatorów 10 515 100,00 Razem 12 096 000,00 2,31% 7,45% Koszt turbin wiatrowych i transformatorów 1,65% 1,65% Koszt prac projektowych i przygotowawczych Koszt infrastruktury drogowej 87% Koszt robót ziemnych i fundamentowych Koszy przyłączenia do sieci oraz koszty wew. sieci energetycznych Rys.18. Procentowe zestawienie kosztów inwestycyjnych

Koszty eksploatacyjne Koszty eksploatacyjne pojawiają się w pierwszym roku pracy farmy wiatrowej. Zostały oszacowane na podstawie kosztów eksploatacyjnych i serwisowych farm wiatrowych o podobnej mocy (1 MW). W strukturze kosztów eksploatacyjnych, w przypadku mniejszych, pojedynczych turbin wiatrowych znacznie większe znaczenie niż w przypadku dużych farm wiatrowych mają składniki związane z zarządzaniem bieżącą pracą instalacji oraz kosztami ubezpieczenia. Koszty bilansowania energii wzrastają wraz z jej ceną. W strukturze kosztów eksploatacyjnych dominują koszty serwisu urządzeń. Czynności eksploatacyjne w zakresie energetycznym są wydane przez operatora sieci inwestorowi jako instrukcja ruchu i eksploatacji, która stanowi integralną część umowy przyłączeniowej. Instrukcja ta pozwala przewidzieć ilość cyklicznych czynności związanych z utrzymaniem ruchu farmy wiatrowej. Koszty związane z serwisowaniem turbin po okresie gwarancji zostały uwzględnione i uśrednione w stosunku rocznym. Tab.9 Zestawienie kosztów eksploatacyjnych na farmę wiatrową o mocy 1 MW Rodzaj nakładów Wartość, PLN Podatek od nieruchomości 25 000,00 Bilansowanie energii 9 000,00 Ubezpieczenie 60 000.00 Obsługa 45 000,00 Eksploatacja i Serwis 98 000,00 Razem 237 000,00 10,55% 3,79% 41,35% Podatek od nieruchomosci 19,00% 25,31% Bilansowanie energii Ubezpieczenie Obsługa Eksploatacja i Serwis Rys.19. Procentowe zestawienie kosztów eksploatacyjnych

Przychody Farma wiatrowa uzyskuje przychody z tytułu sprzedaży energii elektrycznej oraz z tytułu sprzedaży świadectw pochodzenia, zwanych potocznie zielonymi certyfikatami. Produkcja energii jest w funkcji wielu zmiennych m.in. warunków wiatrowych, warunków handlowych zawartych w umowie przyłączeniowej i sprzedażowej oraz cen energii elektrycznej. Całkowity koszt inwestycyjny - 12 096 tys. zł. Roczny przychód z warunku sprzedaży energii elektrycznej i zielonych certyfikatów Przychody roczne związane ze sprzedażą energii elektrycznej: gdzie: EE - zysk ze sprzedaży energii elektrycznej, k - współczynnik uwzględniający straty po stronie producenta, przyjęto 0,9, A - ilość wyprodukowanej energii elektrycznej w ciągu roku, c - cena za 1 MWh energii elektrycznej, przyjęto 350 zł. Przychody roczne związane ze sprzedażą zielonych certyfikatów: gdzie: ZC - zysk ze sprzedaży zielonych certyfikatów, x - cena zielonego certyfikatu, za 1 MWh, przyjęto 180 zł. Zatem sumując obie te wartości otrzymujemy roczny dochód na poziomie 1 578 357 zł. Przyjęta cena energii elektrycznej 350 PLN/MWh (na rok 2013) oraz cena zielonego certyfikatu wynosząca 180 PLN/MWh oznacza zwrot nakładów inwestycyjnych bez wliczania kosztów eksploatacji po 7 latach i 8 miesiącach od zakończenia inwestycji przy rocznym zysku 1 578 357 zł. Realizacja zadania inwestycyjnego, takiego jak farma wiatrowa, obarczona jest ryzykiem, w tym związanym z ponoszeniem kosztów w stosunkowo długim procesie inwestycyjnym, trwającym średnio od 3 do 51at. Zakładamy, że podane ceny utrzymają się przez określony okres 10 lat od zakończenia inwestycji na stałym poziomie. Rok 2016 jest rokiem zakończenia budowy farmy wiatrowej. Omawiany przypadek nie zakłada wsparcia ze środków unijnych. Na rys. 20 został przedstawiony bilans kosztów inwestycji na przestrzeni lat. W bilansie tym uwzględniono stałe koszta eksploatacyjne, które pojawiają się w pierwszym roku pracy farmy wiatrowej przez co zwrot nakładów inwestycyjnych następuje po 9 latach od zakończenia inwestycji.

Rys.20. Bilans kosztów inwestycji na przestrzeni lat 2.8 Analiza wrażliwości Przy Analizie wrażliwości wzięto pod uwagę jak zmiany cen sprzedaży energii elektrycznej i zielonych certyfikatów oraz kosztów inwestycyjnych wpłyną na opłacalność inwestycji. Na przedstawionych wykresach kolorem zielonym zaznaczono początkową wartość, natomiast czerwonym, wartość po modyfikacji. Zmiana ceny energii elektrycznej spadek o 20% z ceny 350 zł/mwh do 280 zł/mwh ma niewielki wpływ na opłacalność przedsięwzięcia.

wzrost o 20% z ceny 350 zł/mwh do 420 zł/mwh, zmiana ta już ma dość duże znaczenie jeśli chodzi o opłacalność inwestycji. Rezygnacja z dochodów z zielonych certyfikatów

Wzrost kosztów inwestycyjnych o 100% Podwojenie kosztów inwestycji tak samo jak brak dochodów z zielonych certyfikatów znacznie wydłuża nam czas zwrotu nakładów inwestycyjnych. Wskazuje to na to, że zielone certyfikaty w znacznym stopniu poprawiają opłacalność przedsięwzięcia.

3. Podsumowanie Inwestycja w lądową farmę wiatrową na skutek wpisania strategii produkcji energii z OZE w długofalową politykę globalną, politykę Unii Europejskiej, posiada aktualnie dogodne warunki strategiczne. Pomimo wysokich kosztów inwestycyjnych, aktualne panujące regulacje prawne i inne bodźce ekonomiczne stwarzają możliwość osiągnięcia zadowalającej stopy zwrotu. Dzieje się tak głównie za sprawą obowiązku zapewnienia pierwszeństwa przesyłu oraz zakupu wyprodukowanej energii pochodzącej z elektrowni wiatrowych. Wybór zagranicznego producenta turbin determinuję podjęcie ryzyka związanego z kursem walut. W tym przypadku walutą rozliczeniową u dostawcy turbin jest dolar. Ważnym czynnikiem przy prowadzeniu inwestycji jest również sposób finansowania. W przypadku braku inwestora strategicznego, należy liczyć się z ryzykiem wzrostu kosztu kredytu. Analiza ekonomiczna przeprowadzona dla przyłączenia farmy wiatrowej do sieci pokazała, że rentowność inwestycji ustala okres zwrotu poniesionych kosztów na ok. 8 lat od momentu zakończenia prac. W rozważaniach uwzględniono aktualne rozwiązanie w postaci sprzedaży zielonych certyfikatów, których cena będzie corocznie waloryzowana o wskaźniki inflacyjne oraz inne czynniki określające opłacalność inwestycji w OZE. Aktualnie panujące trendy w energetyce, wykreowane przez politykę energetyczną Unii Europejskiej pozwalają pozytywnie oceniać przyszłość energetyki wiatrowej. Należy spodziewać się wzrostu liczby inwestycji w elektrownie wiatrowe.

LITERATURA [1] Wind Technik Nord: WTN250: Turbine Summary. [2] Katalog Fabryki Transformatorów w Żychlinie Sp. z o.o.: Transformatory rozdzielcze trójfazowe olejowe, wkładka katalogowa nr 61f. [3] PN-74/E-05002 Obliczanie prądów zwarciowych w sieciach trójfazowych prądu przemiennego. [4] PN-90/E-05025 Obliczanie skutków prądów zwarciowych. [5] http://py.wgsr.uw.edu.pl/ [6] http://ioze.pl [7] http://bip.mg.gov.pl [8] http://www.cire.pl