top of page
  • תמונת הסופר/תSoltell Admin

היבטים טכניים וחוזיים של מדדי זמינות עבור מערכות פוטו-וולטאיות

עודכן: 10 באוק׳ 2023

קיימות מספר שיטות להערכת ביצועים של מערכות סולאריות פוטו-וולטאיות למטרות פיננסיות ותפעוליות. בנוסף למדדי הביצועים המוכרים יותר כגון יחס ביצועים (Performance Ratio) ומידול התפוקה הצפויה (Expected Yield), יש להכיר גם בחשיבות של זמינות טכנית (Technical Availability) וזמינות חוזית (Contractual Availability) למטרות אלו. למעשה, מדדים של זמינות יכולים להיות מדויקים יותר בכדי לקבוע את ביצועי מערכת פוטו-וולטאית ולאפשר השוואה של מערכות בקנה מידה זהה. עם זאת, חישוב מדדי זמינות הוא עסק מורכב וחברות העוסקות בתחום חייבות להיות מודעות למורכבות הזו ולדרישות הטכניות בכדי לגרום לזה לעבוד. בסקירה זו אנו הולכים להרחיב בנוגע ליתרונות של מדדי הזמינות למדידת ביצועים, ובהתאם נסביר על הסיבוכים הטכניים הנלווים.

תרשים סכמטי של מדדי זמינות למערכת פוטו-וולטאית
תרשים זרימה של חישוב זמינות - מזמינות גולמית לזמינות חוזית (מעבדיה לאומית סאנדיה, ארה"ב, 2015)

ראשית, הבא נדבר על יחס הביצועים PR שהוזכר לעיל ומידול התפוקה הצפויה EY - מדדי ביצועים המקובלים בתחום הפוטו-וולטאי ברחבי העולם המפותח וגם בישראל. יחס הביצועים PR שמותנה בהתקנת חומרה הנו מדד המתאים יותר לתחום השדות הסולאריים ולקנה מידה תעשייתי, בעוד שמידול התפוקה הצפויה EY רלוונטי לסולארי בקנה מידה מסחרי קטן ובינוני. הערכת מדד PR דורשת תחנת מזג אוויר מכוילת באתר ומודל ביצועים מתמטי סביר כדי לתת דיוק של 10-15% בטווח הזמן היומי ודיוק של 5-10% בטווח הזמן החודשי. גרסה מדויקת יותר של ה-PR - המכונה יחס הביצועים המותאם טמפרטורה (T-adjusted PR) יכול לתת תוצאה טובה יותר, ומאפשר דיוק הערכת ביצועים של 5-10% בטווח הזמן היומי ודיוק מרשים של 2-5% בטווח הזמן החודשי. מידול תפוקה צפויה EY מסתמך על מודל ביצועים מתמטי יחד עם ממוצעי מדידת מזג אוויר היסטוריים אזוריים - בארץ נפוץ לבצע מודל כזה בעזרת תוכנת PVSYST, אך קיימות גם חלופות דוגמת PVSOL האירופאית ותכנת PVWATTS האמריקאית. שיטת מידול תפוקה צפויה EY אינה יכולה לתת תוצאה סבירה בטווח זמן יומי בשל שונות מזג האוויר, אך הדבר בהחלט מאפשר דיוק הערכת ביצועים של 15-20% בטווח הזמן החודשי. יש לציין שלא ניתן להשוות מערכות פוטו-וולטאיות ישירות האחת לשנייה במונחים של מדדי PR (אם כי אפשרי באמצעות יחס PR הנגזר מזה), אך ניתן להשוות במונחים של מדד מידול תפוקה צפויה EY.

מפת מדדי ביצועים לסדרי הגודל הסולארי עם אי וודאות נלווית
מפת מדדי ביצועים לסדרי הגודל הסולארי עם אי וודאות נלווית, מבוסס על עבודת ארגון סאנספק האמריקאי ואוניברסיטת סאן חוזה (2014)

הערכת ביצועים כמותית נחשבת בדרך כלל לא רלוונטית לסולארי בקנה מידה ביתי בשל עלויות נלוות של החומרה ובניית המודלים, יחד עם זאת, כמה חברות חדשניות אכן מציעות הערכת ביצועים סולאריים באמצעות חישה מרחוק בשילוב עם מודל ביצועים ייחודי בעלות נמוכה. הדיוק של הערכת ביצועים כזו המיושמת על סולארי ביתי הוא בדרך כלל בינוני, אך יכול לספק מדדים סבירים בטווח הזמן היומי ועשויה אף להגיע לדיוק מכובד של 10-15% בטווח החודשי. ללא חלופות טובות יותר מבחינת עלות-יעילות - זה בהחלט משהו שצריך לקחת בחשבון, אבל יש עוד הרבה מקום לשיפור.


שוק הפוטו-וולטאי הוא לפיכך מגוון למדי מבחינת שימוש במדדי הביצועים השונים. הסטנדרטים המרובים ליחסי ביצועים PR, מידול תפוקה צפויה EY לא מדויק וההעדר הכללי של מדדי ביצועים נאותים עבור התחום הסולארי הביתי מרמזים על צורך למצוא בסיס משותף לסקטור הפוטו-וולטאי כולו. מעניין לציין שאופציה כזו כבר קיימת ואף נמצאת בשימוש על ידי חלק מהשחקנים בתעשייה - אלו הם מדדי הזמינות עבור מערכות פוטו-וולטאיות, שניתן ליישם באותה מידה על כל המקטעים הסולאריים ולחשב אותן באמצעות מספר שיטות. יתרה מזאת, Solar Power Europe, האיגוד המקצועי הסולארי האירופאי הבולט ביותר אכן ממליץ להשתמש באינדיקטורים של זמינות ולא במדדי תפוקה הצפויה EY הפחות מדויקים.


כעת, הבא נגדיר מהי זמינות מערכת פוטו-וולטאית - לפי תקן IEEE 762-2006 זהו חלק הזמן שבו יחידה אלקטרונית מסוגלת לספק שירות בהתחשבות בתדירות ההפסקות ומשך ההפסקות בפעילות, בעוד לפי Inverter mfg. 2010, זו ההסתברות שמערכת תהיה פעילה כאשר תיקרא לטובת עבודה. ברור שזמינות מערכת פוטו-וולטאית רלוונטית בשעות קרינת השמש, ומכאן שהגדרת הזמינות במהלך היום כמותאמת כניסת אנרגיה למערכת במהלך שעות קרינה. עם זאת, כאשר מסתכלים על טווח הזמן הארוך יותר ניתן להגדיר זמינות מערכת מותאמת בזמן (T-adjusted Availability) - כאשר כל יום זמינות משוקלל באופן שווה במהלך חודש או שנה. לחלופין, זמינות מערכת מותאמת אנרגיה (E-adjusted Availability) - כאשר כל יום משוקלל באופן יחסי במהלך חודש או שנה בהתאם למשקלו באנרגיה המופקת. למרות שהמדד אחרון בהחלט דורש תחנת מזג אוויר באתר, את האפשרות הראשונה של זמינות מותאמת בזמן ניתן לחשב באופן סביר עבור כל קנה המידה סולארי (תעשייתי, מסחרי וביתי) אף ללא קשר לנוכחות חומרה מתאימה.


למרות האפשרות להחיל זמינות מותאמת בזמן T-adjusted Availability על כל הסגמנטים הסולאריים כדי להשיג הערכת ביצועים מדויקת וברת-השוואה, מדד ביצועים זה דורש בדרך כלל תיקונים ידניים על בסיס יומי לכל מערכת ומערכת על מנת להתאים אותו לתוצאות ניטור אותה מערכת. זאת בשל העובדה שקבלנים אכן משתמשים בזמינות חוזית Contractual Availability ולא בזמינות הטכנית Technical Availability המוגדרת בצורה רחבה יותר. זמינות חוזית CA מוציאה בצדק את הפסקות החשמל ברשת, כמו גם אירועי כוח עליון מאחריות הקבלן, אך הקבלן נדרש לתעד ולחשב כראוי את ההשפעה של התרחשויות אלה כדי לגרום לחוזה לעבוד. אופייני להתחייב על זמינות חוזית CA של 97-99%, כאשר 98% זמינות חודשית או שנתית של מערכת פוטו-וולטאית היא מקרה השימוש הנפוץ ביותר.


לסיכום, זמינות היא חלופה מעניינת להערכת ביצועים סולאריים בכל קנה מידה. בעוד שהגדרות מסוימות של זמינות עדיין דורשות נוכחות תחנה מטאורולוגית מכוילת באתר, ניתן ליישם באופן סביר את מדד הזמינות המותאמת בזמן T-adjusted Availability גם ללא נוכחות סנסורים של מזג אוויר באתר ולאפשר השוואה של ביצועים סולאריים בכל קנה מידה וסוג ציוד סולארי. כמו כן - תיאורטית ניתן ליישם חישה מרחוק או שיטת איסוף נתוני מזג אוויר חלופית אחרת בכדי להשיג את הזמינות מותאמת האנרגיה E-adjusted Availability בדיוק סביר. נסכם כי ספקי תוכנות לניהול נכסים צריכים לשקול הטמעת מדדי זמינות כדי להביא דיווחים פיננסיים מדויקים ברמה חודשית ורבעונית, בעוד שאינטגרטורים וקבלני EPC צריכים לשקול הכללת מדדים של זמינות בהתחייבויות החוזיות במקום יחס הביצועים PR או מידול תפוקה צפויה EY. יחד עם זאת, יש לציין כי נדרשת כמובן אוטומציה תעשייתית בכדי לחשב את הזמינות המותאמת בזמן T-adjusted Availability ולחלופין נתוני מזג אוויר נאותים מאיזה שהוא מקור בכדי לחשב את הזמינות מותאמת האנרגיה E-adjusted Availability.


מעוניינים בפתרונות טכנולוגיים מתקדמים למדידת זמינות עבור מערכות פוטו-וולטאיות בקנה מידה ביתי, מסחרי ותעשייתי? בקשו הדגמה או כתבו לנו לקבלת פרטים נוספים.

61 צפיות0 תגובות

Comments


bottom of page