ΤΕΧΝΟΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ

Με άλλα λόγια, αφορά σε ένα σύστημα που έχει τη δυνατότητα να χρησιμοποιεί μια απεριόριστη πηγή ενέργειας (τον ήλιο) και να την μετατρέπει μέσω μιας απλής διαδικασίας (φ/β φαινόμενο) σε άλλη (ηλεκτρική ενέργεια), έτσι ώστε να προκύψει περιβαλλοντικό και οικονομικό όφελος. Παρακάτω, θα παρουσιαστούν μέσα από την περιγραφή μιας συγκεκριμένης εφαρμογής, τα παραπάνω οφέλη ξεκινώντας από το τεχνικό τμήμα της Φ/Β εγκατάστασης.

Στόχος
Βασικός στόχος του παρόντος είναι η τεχνοοικονομική περιγραφή διασυνδεδεμένου φωτοβολταϊκού συστήματος. Δύο περιπτώσεις εξετάσθηκαν με σκοπό την αξιολόγηση τεχνικά, περιβαλλοντικά και οικονομικά μιας επένδυσης σε φωτοβολταϊκό σύστημα προς εγκατάσταση, τοποθετημένο σε δίρριχτη στέγη.

Δεδομένα
Η μελέτη που θα παρουσιαστεί αφορά σε μια συγκεκριμένη στέγη οικίας ευρισκομένης στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. Η στέγη είναι δίρριχτη και η κλίση της στις 180, ενώ ο προσανατολισμός της είναι νοτιοδυτικός. Στην παρούσα έρευνα θα εξεταστούν δύο σενάρια. Το πρώτο αφορά στην περίπτωση που ο προσανατολισμός παραμένει ο πραγματικός νοτιοδυτικός, ενώ το δεύτερο αφορά στην υπόθεση ότι στην ίδια στέγη ο προσανατολισμός γίνεται ανατολικός.  

Στη μελέτη που προηγήθηκε, οι μεταβλητές, θέση εγκατάστασης του Φ/Β συστήματος και μέγεθος του συστήματος παραμένουν ίδιες μεταξύ των δύο σεναρίων. Συγκεκριμένα, τα συστήματα που τοποθετήθηκαν και στις δύο περιπτώσεις αφορούν στην ίδια στέγη κι επομένως  στον ίδιο γεωγραφικό τόπο εγκατάστασης (περιοχή Θεσσαλονίκης), ενώ επιπλέον η εγκατεστημένη ισχύς και στις δύο περιπτώσεις είναι ίση με 6,9 kWp. Η μοναδική μεταβλητή της μελέτης είναι ο διαφορετικός προσανατολισμός των δύο περιπτώσεων, όπου στον πραγματικό προσανατολισμό το αζιμούθιο είναι 170 και στη δεύτερη περίπτωση είναι -900. Τέλος, το είδος του panel που χρησιμοποιήθηκε στη χωροθέτηση είναι διαστάσεων 1620mm*990mm και ισχύος το καθένα ίσης με 230W.

Παράθεση του υπό μελέτη συστήματος
Όπως περιγράφηκε παραπάνω, η χωροθέτηση των panels έγινε για την ίδια πραγματική στέγη στον πραγματικό προσανατολισμό της και σε έναν υποθετικό.
Τα σχέδια που παρατίθενται, παρουσιάζουν την τοποθέτηση των Φ/Β panels στην κάτοψη της οικίας. Ο αριθμός των συνολικών panels που μπορεί να τοποθετηθεί στην στέγη αυτή των 180 και χρησιμοποιώντας τον συγκεκριμένο τύπο panel που περιγράφηκε παραπάνω είναι ίσος με 30 panels.
Στα σχέδια που παρουσιάζονται απεικονίζονται γραφικά τα συστήματα που μελετήθηκαν σε κάτοψη 2D και αμέσως παρακάτω στο Σχήμα 3 απεικονίζεται σε 3D η ίδια στέγη.

Σχήμα 1. Γραφική             Σχήμα 2. Τρισδιάστατηαπεικόνιση στέγης
απεικόνιση στέγης
στους δύο
προσανατολισμούς


Οι αντίστοιχες αποδόσεις των δύο περιπτώσεων προέκυψαν από το PVGIS, ένα εργαλείο ενεργειακής απόδοσης υπολογισμού για Φ/Β συστήματα.
Το εργαλείο αυτό είναι αναπτυγμένο σε περιβάλλον GIS και παρέχει πληροφορίες σχετικά με την ηλιακή ακτινοβολία και την ηλιακή παραγωγή από Φ/Β στα πλαίσια του προγράμματος  με την υποστήριξη της Ευρωπαϊκής Ένωσης­.

Πίνακας 1. Ετήσιες αποδόσεις συστήματος σε δύο προσανατολισμούς
Αποτελέσματα
Όπως φαίνεται στον παραπάνω πίνακα, για την ίδια στέγη και για το ίδιο μέγεθος εγκατεστημένου συστήματος είναι σημαντική η διαφορά στην ετήσια παραγωγή μεταξύ του νοτιοδυτικού από τον ανατολικό προσανατολισμό και ίση περίπου με 1.100kWh. Συμπερασματικά, η διαφορά ανά εγκατεστημένο kW μεταξύ των δύο διαφορετικών προσανατολισμών υπολογίζεται περίπου ίση με 160kWh ανά έτος για τον ίδιο αριθμό panels.
 
Περιβαλλοντικά οφέλη
Τα περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα των Φ/Β συστημάτων είναι σημαντικά αλλά και αδιαμφισβήτητα. Σύμφωνα με στοιχεία του ΣΕΦ και το ενεργειακό μείγμα της Ελλάδας (2008), για κάθε kWh που παράγεται από φωτοβολταϊκό σύστημα αποφεύγεται η έκλυση περίπου 1,2 kgCO2. Από τη λειτουργία του παραπάνω συστήματος αναμένεται η εξοικονόμηση ετησίως 12 τόνων διοξειδίου του άνθρακα (CO2), δηλαδή όσο απορροφά μια συστάδα 65 δέντρων μέσα από τη φωτοσύνθεσή του ενώ θα παράγονται ετησίως πάνω από 9.140 kWh ηλεκτρικής ενέργειας, δηλαδή όσο θα κατανάλωναν σε ετήσια βάση 2 περίπου νοικοκυριά.

Επιπλέον, η ηλεκτροπαραγωγή από Φ/Β σταθμούς συμβάλλει στην αποφυγή κι άλλων ρύπων που επιβαρύνουν το περιβάλλον και συνοδεύουν τις διαδικασίες παραγωγής ενέργειας από συμβατικά καύσιμα. Στον Πίνακα 2 που ακολουθεί, παρουσιάζεται η εκπομπή ρύπων από τη χρήση δύο συμβατικών καυσίμων, ενώ παρακάτω εφαρμόζονται τα δεδομένα αυτά στην περίπτωση που η παραγωγή των 9140kWh γινόταν από τα καύσιμα αυτά.

Πίνακας 2. Εκπεμπόμενοι ρύποι από συμβατικά καύσιμα

Παρατηρώντας τις ποσότητες ρύπων που εκλύονται από τη χρήση συμβατικών καυσίμων και συγκρίνοντας με τις μηδενικές εκπομπές για την ίδια παραγωγή από Φ/Β, ενισχύεται επιπλέον το ΄πράσινο΄ προφίλ των Φ/Β συστημάτων.

Οικονομική προσέγγιση
Η εγκατάσταση ενός Φ/Β συστήματος είναι και μια οικονομική επένδυση. Όταν γίνεται μια επένδυση, πρέπει ακολούθως να αξιολογηθεί, έτσι ώστε να  διαπιστωθεί η οικονομική της βιωσιμότητα. Στόχος της οικονομικής ανάλυσης που ακολουθεί, είναι η παράθεση των οικονομικών αποτελεσμάτων της εφαρμογής που εξετάσθηκε τεχνικά προηγουμένως.

Στην παρακάτω οικονομική ανάλυση μελετούμε τις επενδύσεις σε οικιακά φωτοβολταϊκά  συστήματα ονομαστικής ισχύος 6,9kW, λαμβάνοντας δανειοδότηση από τη τράπεζα με ή χωρίς εξασφάλιση ακινήτου με αποπληρωμή σε 12 έτη.

Ανεξάρτητα με τον προσανατολισμό η τιμή αγοράς της κιλοβατώρας σύμφωνα με το ισχύον τιμολόγιο της Δ.Ε.Η είναι 0,55€ την οποία θεωρούμε σταθερή για τα τέσσερα πρώτα χρόνια. Στη συνέχεια και μέχρι τη συμπλήρωση της 25ετίας υποθέτουμε  αύξηση της τιμής αγοράς κατά 0,05% κάθε χρόνο, ενώ θεωρείται πτώση της απόδοσης του panel ανά έτος ίση με 1%. Επιπλέον το επιτόκιο είναι κυμαινόμενο και υπολογισμένο σύμφωνα με το σημερινό Εuribor.

ΝΟΤΙΟΔΥΤΙΚΟΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ ΣΤΕΓΗΣ
Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με νοτιοδυτικό προσανατολισμό είναι 9.140kWh για το πρώτο έτος και για κάθε επόμενο υπάρχει σταθερή μείωση παραγωγής κατά  1%. Για την καλύτερη κατανόηση της επένδυσής μας θα εξετάσουμε δύο πολύ βασικούς δείκτες:
•    την  καθαρή παρούσα αξία (NPV) και
•    τον εσωτερικό συντελεστή απόδοσης (IRR).

Η καθαρή παρούσα αξία μιας επένδυσης(NPV) είναι η διαφορά μεταξύ της παρούσας αξίας των ή καθαρών ταμειακών ροών της επένδυσης, προεξοφλημένων στο παρόν με επιτόκιο i και του αρχικού κεφαλαίου Κο που απαιτείται για να πραγματοποιηθεί η επένδυση σήμερα. Με τον εσωτερικό βαθμό απόδοσης (IRR)  υπολογίζεται το εσωτερικό επιτόκιο μιας επένδυσης, το επιτόκιο εκείνο το οποίο υπονοείται από μια σειρά καθαρών ταμειακών ροών  η οποία έχει ορισθεί ως επένδυση.

Σκοπός αυτού του κριτηρίου είναι ο υπολογισμός του βαθμού απόδοσης που θα επιτευχθεί από αυτές τις επενδύσεις. Το μέγεθος αυτό ισούται με το επιτόκιο r το οποίο πρέπει να ισχύει, έτσι ώστε εάν επενδύσουμε σήμερα ένα ποσό Χ να έχουμε μετά από π.χ. 1 έτος ένα ποσό ΧΧ.

Έτσι λοιπόν θα αναλυθούν δύο περιπτώσεις:
(Α) Για την αγορά φωτοβολταϊκού συστήματος με εξασφάλιση ακινήτου το
    επιτόκιο ανέρχεται σε 4.86%* και σταθερή ετήσια δόση δανείου
    3.450,84€. Το συνολικό κόστος της εγκατάστασης είναι 28.100€
    (συμπεριλαμβάνοντας έξοδα προσημείωσης 500€). Το συνολικό καθαρό
    κέρδος στα 25 χρόνια είναι 75.326,84€.

(Β) Για την αγορά φωτοβολταϊκού συστήματος χωρίς εξασφάλιση ακινήτου το
    επιτόκιο ανέρχεται σε 7.36%* και σταθερή ετήσια δόση δανείου 3.876€.
    Το συνολικό κόστος της εγκατάστασης είναι 27.600€. Το συνολικό καθαρό
    κέρδος στα 25 χρόνια είναι 70.224,92€.
Με βάση τα δεδομένα του παραπάνω πίνακα υπολογίζουμε την καθαρή παρούσα αξία  (NPV), η οποία έχει ιδιαίτερη σημασία διότι αντιπροσωπεύει την αξία της επένδυσης  στο σήμερα. Στην (Α) περίπτωση η ΚΠΑ είναι 41.348,73€ ενώ στην  (Β) περίπτωση η ΚΠΑ είναι 37.358,57€. Επίσης, πολύ χρήσιμος δείκτης αξιολόγησης της επένδυσης είναι ο υπολογισμός του εσωτερικού συντελεστής απόδοσης της επένδυσης (IRR),ο οποίος  χρησιμοποιείται  ως κριτήριο αποδοτικότητας της επένδυσης. Στην (Α) περίπτωση λοιπόν η ετήσια απόδοση της επένδυσης  είναι 6,97%,ενώ στη (Β) περίπτωση είναι 6,14%.

Πίνακας 3. Συγκριτικός πίνακας καθαρών εσόδων χωρίς και με εξασφάλιση ακινήτου με νοτιοδυτικό προσανατολισμό


ΑΝΑΤΟΛΙΚΟΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ ΣΤΕΓΗΣ
Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με νοτιοδυτικό προσανατολισμό είναι 8.060 kW για το πρώτο έτος και για κάθε επόμενο υπάρχει σταθερή μείωση παραγωγής κατά  1%.
Έχουμε λοιπόν δύο περιπτώσεις:
(Α) Για την αγορά φωτοβολταϊκού συστήματος με εξασφάλιση ακινήτου το
    επιτόκιο ανέρχεται σε 4,86%* και σταθερή ετήσια δόση δανείου
    3.450.84€. Το συνολικό κόστος της εγκατάστασης είναι 28.100€
    (συμπεριλαμβάνοντας έξοδα προσημείωσης 500€). Το συνολικό καθαρό
    κέρδος στα 25 χρόνια είναι 61.532,98€.
(Β) Για την αγορά φωτοβολταϊκου συστήματος χωρίς εξασφάλιση ακινήτου το
    επιτόκιο ανέρχεται σε 7,36%* και σταθερή ετήσια δόση δανείου 3.876€. Το
    συνολικό κόστος της εγκατάστασης είναι 27.600€. Το συνολικό καθαρό
    κέρδος στα 25 χρόνια είναι 56.431,06€.

­­Με βάση τα δεδομένα του παραπάνω πίνακα υπολογίζουμε ξανά την καθαρή παρούσα αξία (NPV). Στην  (Α) περίπτωση η ΚΠΑ είναι 32.636,04€ ενώ στην (Β) περίπτωση η ΚΠΑ είναι 28.645,88 € .Ο συντελεστής εσωτερικής απόδοσης  στην (Α) περίπτωση  είναι 5,03% ενώ στη (Β) περίπτωση είναι 4,23%.

Πίνακας 4. Συγκριτικός πίνακας καθαρών εσόδων χωρίς και με εξασφάλιση ακινήτου με ανατολικό προσανατολισμό

Σύμφωνα με το παραπάνω γράφημα, διαφαίνεται ξεκάθαρα η οικονομική υπεροχή  του νοτιοδυτικού προσανατολισμού του προς εγκατάσταση συστήματος και κατά δεύτερον η υπεροχή της πρότασης περί δανειοδότησης με εξασφάλιση ακινήτου για τον ίδιο προσανατολισμό.

Στο Σχήμα 3 απεικονίζονται γραφικά οι τέσσερις οικονομικές περιπτώσεις που μελετήθηκαν.
Σχήμα 2. Γραφική απεικόνιση οικονομικών στοιχείων

Η επένδυση σε φωτοβολταϊκό σύστημα είναι μια απόφαση η οποία βασίζεται σε συγκεκριμένες τεχνικές προδιαγραφές και εξαρτάται μια ορθολογική και τεκμηριωμένη οικονομική μελέτη. Επίσης, απαραίτητο για τη βέλτιστη απόδοση του  φωτοβολταϊκού συστήματος είναι η επιλογή αξιόπιστου εξοπλισμού, συνοδευόμενο από τις αντίστοιχες εγγυήσεις και ευρωπαϊκές πιστοποιήσεις. Ο συνδυασμός αυτών των παραμέτρων καθιστούν την εγκατάσταση ενός Φ/Β συστήματος μια βέβαιη επένδυση.