Фотонапонски (фотоволтаични) фарми во налет на еуфорија на големо се градат низ земјава. Дури и државата спасот од енергетската криза го бара во фотонапонските (ФН) централи, неоправдано кревајќи раце од термоелектраните и занемарувајќи ги хидроелектраните, иако токму овие последните би требало да ни бидат приоритет. Вишокот на понуда веќе ги дава првите резултати, воведување на ниска дневна тарифа за домаќинствата, а дава шанси и за рестартирање на некои енергетски интензивни индустрии кои во изминатите години беа затворени како нерентабилни. 

Но, со евтината енергија преку денот ние сме само на половина пат до решението на проблемот, а за сеопфатно решение потребно е да се реши проблемот со складирањето и одложеното користење на енергијата во вечерните часови. Решението обично се бара кај акумулаторските батерии (батериски банки) или реверзибилните хидроцентрали, какви што моментално немаме.

Токму тука доаѓаме до најголемиот проблем, цената на складирање на енергијата. Најверојатно во скоро време ќе бидат направени законски измени со кои ќе им се наложи на производителите да изградат батериски банки и на тој начин да се изврши подобро усогласување помеѓу производството и потрошувачката, односно понудата и побарувачката на ФН електрична енергија.

Да ги видиме сега пресметките, кои ќе бидат базирани на акумулирање 1 MWh во текот на еден циклус (едно полнење и едно празнење) во текот на еден ден. Пресметковниот работен век нека биде 20 години, односно вкупно 20х365=7.300 циклуси на полнење и празнење. Потребно е да ја пресметаме цената на складирање во денари на 1 kWh дневно. Ќе разгледаме две варијанти, со оловно-киселински акумулатори и со литиум-јонски акумулатори.

Ќе водиме сметка дека оловните акумулатори смеат да се испразнат најмногу до 50% од инсталираниот, односно номиналниот капацитет, додека литиум-јонските батерии можат да се празнат до 90% од номиналниот капацитет. На секој 1 MW инсталирана моќност на ФН централата ќе сметаме дека е потребно 6-часовно складирање на енергијата, односно батериската банка треба да има употреблив (корисен) капацитет од 6 MWh за секој 1 MW инсталирана моќност. Во конкретниот пример, 1 MWh батериски капацитет би бил доволен за инсталирана моќност од 167 kW.

Врската помеѓу капацитетот во MWh и Ah е едноставна и зависи од работниот напон на батеријата. На пример, ако системот работи на 96 V, тогаш оловен акумулатор со номинален капацитет од 100 Ah, којшто смее да се испразни само до 50% ќе има употреблив капацитет од 96*100*0,5 = 4.800 Wh = 4,8 kWh. Цената на оловен акумулатор од 100 Ah за 96V изнесува околу 60.000 денари (8 акумулатори за 12 V, од кои секој чини по 7.500 ден.) Работниот напон инаку нема големо влијание врз цената на складирање, иако за конверзијата е поефикасно да се користи повисок напон на акумулаторот.

За 1 MWh употреблив капацитет би требало да се инсталира капацитет од (1000 kWh / 4,8 kWh) * 100 Ah = 20.833 Ah (на 96 V). Во пари, една смена на акумулатори би чинела 60.000 ден/MWh * 20.833 Ah / 100 Ah = 12,5 милиони денари / MWh.

Работниот век на оловниот акумулатор изнесува 500 циклуси на полнење и празнење, односно 500 дена. За 20 години оловните акумулатори би требало да се сменат вкупно 20*365/500 = 15 пати. Вкупно за 20 години за 15 смени на акумулатори би требало да се платат 15*12,5 = 187.5 милиони денари/MWh (според денешните цени)

Литиум-јонскиот акумулатори, при истиот номинален капацитет од 100 Ah, поради подлабокото дозволено празнење, при 96 V (26 ќелии од по 3,65V поврзани во серија) ќе има употреблив капацитет 96*100*0,9 = 8.640 Wh = 8,6 kWh. Цената на литиум-јонскиот акумулатор од 100 Ah за 96 V изнесува околу 100.000 денари (8 акумулатори за 12 V, од кои секој чини по 12.500 ден.).

За 1 MWh употреблив капацитет би требало да се инсталира капацитет 1000/8,6*100 = 11.628 Ah (на 96 V). Во пари, една смена на акумулатори би чинела 100.000*11.628/100 = 11,6 милиони денари/MWh, што е дури и помалку отколку кај оловните акумулатори, при 6 пати подолг работен век. Двојно повисоката цена се компензира со двојно поголемото дозволено празнење, а шесткратно подолгиот век ќе направи многу поголема заштеда, како што ќе видиме подолу.

Работниот век на литиум-јонскиот акумулатор е 3.000 циклуси на полнење и празнење, односно 3.000 дена, што звучи дури преоптимистички. За 20 години би требало литиум-јонските акумулатори да се сменат 20*365/3000 = 2,4 пати, односно приближно два пати. Вкупно за 20 години за 2,4 смени на акумулатори би требало да се платат 2,4*11,6 = 27,8 милиони денари/MWh (според денешните цени).

Трошоците за смена на акумулаторите ќе ги зголемиме за 20%, колку што приближно изнесуваат трошоците за транспорт, инсталација и рециклирање на старите акумулатори. На тој начин доаѓаме до цената за складирање на 1 MWh електрична енергија за еден дневен циклус. Таа изнесува:

Кај оловните акумулатори:

1,2*187,5 мил. денари/MWh / 7300 дена = 30.821 денари/MWh/ден = 30.8 денари/kWh/ден = 501 EUR/MWh/ден

Кај литиум јонските акумулатори:

1,2*27,8 мил. денари/MWh / 7300 дена = 4.570 денари/MWh/ден = 4.57 денари/kWh/ден = 74 EUR/MWh/ден

Сите пресметки ги гледаме во подолната табела.

Што заклучуваме?

1. Цената на складирање со оловни акумулатори е 6,8 пати повисока отколку со литиум-јински акумулатори и изнесува неверојатни 30.8 денари/kWh/ден = 501 EUR/MWh/ден. За индустриска примена тие не доаѓаат предвид и можат единствено да се користат во некои викендички, кои ретко се користат и нема да има потреба од честа замена на акумулаторите, а особено ако не можат да се набават литиум-јонски акумулатори.

2. Иако цената на складирање со литиум-јонски акумулатори е прилично пониска (4.57 денари/kWh/ден = 74 EUR/MWh/ден), таа сé уште во апсолутен износ е превисока. Може да се случи да биде и многу повисока, ако акумулаторите не издржат 3.000 циклуси (8,4 години!) на секојдневно полнење и празнење. Оваа цена е речиси за 50% повисока од продажната цена на ЕСМ (поранешен ЕЛЕМ) и не е многу далеку од цената на увозната електрична енергија на отворениот пазар.

Станува збор само за цената на складирањето, а на оваа цена треба да се додаде и цената на производството од фотонапонските централи, којашто исто така не е бесплатна, поради почетната инвестиција и цената на одржувањето (смена на инвертери и друго).

На крај, конечната пресметка кажува дека при сегашните цени на литиум-јонските акумулатори енергијата од фотонапонските централи сé уште не се исплаќа, барем во вечерните часови. Во иднина цената на литиум-јонските акумулатори (батерии) веројатно ќе се намалува, но засега вака стојат работите. Ако државата воведе обврска за задолжителна градба на батериски банки покрај фотонапонските централи, многу лесно може да се случи инвеститорите во ФН производни капацитети да не можат никогаш да си ги повратат вложените пари, особено ако подигнале кредит за таа намена.