| Opis projektu | Cel | Założenia | Realizacja | Rezultaty |
Zapotrzebowanie rynkowe na rezultaty projektu
Rynek fotowoltaiki jest najszybciej rozwijającym się sektorem Odnawialnych Źródeł Energii w Polsce i na świecie.
Według założeń Polityki Energetycznej Polski do 2040 roku w kraju będą funkcjonować instalacje fotowoltaiczne o łącznej mocy ponad 20,2 GW, większość to mikroinstalacje.
Według danych Polskich Sieci Elektroenergetycznych moc zainstalowana fotowoltaiki w Polsce wynosi obecnie ponad 1,83 GW. Na dzień 1 maja 2020 r. moc zainstalowana fotowoltaiki w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym wyniosła 1832,7 MW i jest większa o 137,35 MW niż miesiąc wcześniej. Oznacza to wzrost o 181,42 proc.
W Polsce wg GUS jest ponad 6 mln budynków mieszkalnych z czego ponad 5 mln to budynki jednorodzinne. Wsparciem inwestycji w tym segmencie rynku jest program rządowy „Mój Prąd”. Pierwszy nabór programu okazał się wielkim sukcesem i pokazał skalę popytu. Wnioski przyjmowano od 30 sierpnia do 20 grudnia 2019 r. NFOŚiGW dofinansował ponad 27 tys. instalacji PV. Na ten cel wydatkowano prawie 132 mln zł, a zainstalowana moc PV to
152 MW. Obecnie trwa kolejny nabór. Całkowity budżet programu to 1 mld zł, a jego realizacja przewidziana jest na lata 2019 – 2025.
W Polsce funkcjonuje ponad 2 mln przedsiębiorstw, z czego blisko 10% tj. ok. 200 tys. to przedsiębiorstwa produkcyjne, które zużywają duże ilości energii – chętnie inwestują w fotowoltaikę. Wsparciem dla inwestorów są dotacje ze środków UE (programy regionalne i krajowe).
Wykonalność finansowa
Budżet projektu:
Całkowity (brutto): 2 117 673,80 zł
Wydatki kwalifikowalne: 1 860 635,00 zł
Dofinansowanie: 1 418 308,00 zł
Wkład własny: 699 365,80 zł
Okres realizacji projektu: lata 2021-2023
Projekt był finansowany ze środków własnych i dofinansowania UE.
Wnioskodawca zapewnił wymagany wkład własny z wypracowywanych zysków, zarówno uzyskanego w 2019 r. w wys. 485 tys. zł jak i planowanych do osiągnięcia w latach 2021-2023. Sytuacja finansowa Wnioskodawcy gwarantowała zdolność do realizacji projektu.
Dla przyjętych założeń analiza wykazywała finansową trwałość projektu, w okresie realizacji projektu i funkcjonowania projektu, pokazaną jako dodatnie saldo środków pieniężnych na zakończenie każdego roku obrachunkowego.
Innowacja
Zdecydowaną nowością i przełomowym rozwiązaniem na rynku będzie nowy panel fotowoltaiczny, będący przedmiotem prac badawczych w ramach niniejszego projektu, który pozwoli wyeliminować lub znacznie ograniczyć problemy jakie występują obecnie przy instalacjach opartych na panelach krzemowych. Kluczową przewagą będzie – w przypadku potwierdzenia założeń badawczych – znaczące zwiększenie zysku energetycznego z 1m2 powierzchni panelu: z 220 Wp/m2 dla obecnych rozwiązań do 800 a nawet 1000 Wp/m2, tj. blisko pięciokrotnie przy zastosowaniu projektowanych paneli PV. Nowo zaprojektowane ogniwa, będą wykorzystywać najnowsze technologie ogniw elastycznych perowskitowych oraz układy optyczne CPV. Handlowa wersja instalacji fotowoltaicznych da możliwość wykorzystania znacznie mniejszej powierzchni oraz montażu na słupach z mechanizmem śledzenia słońca, co zapewni uniezależnienie się od dostępnych powierzchni dachowych. Instalacja pod klucz będzie mieć ścisłe parametry i standardową budowę, co pozwoli na jej zakup np. przez Internet. Pozostałe składowe instalacji będą obejmować aktualnie dostępne na rynku komponenty takie jak: falowniki, kable i zabezpieczenia AC/DC. Montaż i podłączenie instalacji sprowadzi się do posadowienia generatora (modułu PV) na wcześniej przygotowanym gnieździe w gruncie oraz podłączeniu kabla do instalacji domowej czy firmowej trójfazowym kablem zmiennoprądowym. Ze względu na wykorzystanie tanich, elastycznych ogniw oraz elektronicznych kanałów dystrybucji, gotowe instalacje z założenia nie będą droższe od tradycyjnych, umieszczanych na trackerach. Ponadto na bazie opracowanych ogniw będzie można budować przenośne generatory PV, wykorzystywane np. w turystyce, czy rolnictwie.
Głównymi konkurentami na rynku paneli PV będą producenci krzemowych paneli fotowoltaicznych, najbardziej popularnej obecnie technologii. Do największych z nich należą wg. klasyfikacji Bloomberg New Energy Finance m.in. Ulica Solar, Hanwha Q Cells, LG Electronics, Sharp, Longi Solar czy Suntech. Należy przypuszczać, że po wdrożeniu naszego produktu konkurenci w dalszym ciągu będą produkować panele krzemowe, ponieważ popyt na rynku jest wystarczająco duży – aktualnie firmy te nie nadążają z produkcją. Zatem trudno jest sądzić, że obniżą ceny swoich produktów. Jedną z przypuszczalnych reakcji na opracowaną przez nas technologię będzie chęć pozyskania licencji na nasz produkt lub próby jego kopiowania.
W przypadku elastycznych paneli z ogniw perowskitowych na polskim rynku występuje tylko jeden dostawca firma Saule Technologies. Firma uruchamia prototypową linię produkcyjną, którą będzie stanowić modułowy system drukarek ukierunkowanych na produkcję pilotażową wynoszącą 40 000 metrów kwadratowych na rok. Na rok 2020 planowane jest rozszerzenie możliwości linii do drukowania 200 000 metrów kwadratowych/rok. Prototypowa linia produkcyjna będzie wytwarzała produkty – półprzezroczyste folie perowskitowe o powierzchni do 1 metra kwadratowego. Saule Technologies będzie wykorzystywać swoje produkty do pokrywania zewnętrznych warstw dachów czy ścian budynków.
W stosunku do naszego produktu Saule Technologies będzie bardziej dostawcą komponentów niż konkurencją: z uwagi na zupełnie inny sposób wykorzystania folii perowskitowych. Planujemy wykorzystywać je do wytwarzania przestrzennych ogniw do produkcji paneli o niewielkich wymiarach 1-2 m2, które będą montowane na dedykowanych konstrukcjach do montażu na gruncie jak i innych stabilnych powierzchniach płaskich.
Naszą reakcją na działania konkurencji będzie ulokowanie mocy produkcyjnych w Polsce i innych krajach UE. Do rozważenia będzie odpłatne udostępnienie licencji lub co bardziej prawdopodobne wdrożenie rozwiązań OEM (Original Equipment Manufacturer). Możliwym rozwiązaniem byłoby możliwie jak najszersze polskich wykorzystanie producentów, którzy na polski rynek dostarczają obecnie 27% montowanych mocy, z możliwością eksportu do innych krajów UE.
Zespół (kluczowe osoby)
mgr Marek Mazur, absolwent Uniwersytetu Rzeszowskiego, studiów podyplomowych w Szkole Głównej Handlowej w Warszawie oraz MBA w Wyższej Szkole Finansów i Zarządzania w Warszawie.
Członek grup doradczych Narodowej Agencji Poszanowania Energii S.A. Ekspert w branży energetycznej. Prowadzi wykłady dla audytorów energetycznych w Fundacji Poszanowania Energii jako ekspert w dziedzinie systemów zarządzania energią, audytów oświetlenia i fotowoltaiki.Zarządzanie projektem
Rola w projekcie: Koordynator merytoryczny, zarządzanie projektem.
dr hab. inż. Michał Józwik, prof. Uczelni Politechnika Warszawska
Stanowisko: Adiunkt w Zakładzie Inżynierii Fotonicznej Instytutu Mikromechaniki i Fotoniki Politechniki Warszawskiej
Rola w projekcie: Kierownik Zespołu Badawczego: kierowanie, nadzór, koordynacja i kontrola pracy zespołu badawczego, opracowywanie wytycznych dla podwykonawców, opracowanie raportu z badań.
Koncepcja badawcza
Kluczowym celem koncepcji jest uzyskanie zwiększenia efektywności panelu tj. produkcji energii elektrycznej w przeliczeniu na m2 powierzchni czynnej.
Planuje się wykorzystanie elastycznych folii perowskitowych, które można prawie dowolnie formować i kształtować z nich formy przestrzenne, następnie zamknąć te struktury w szczelnych naczyniach, uniezależniając ich trwałość od czynników atmosferycznych. Zasilić całą strukturę światłem z wykorzystaniem układów optycznych – soczewek, zwierciadeł (CPV). Pozwoli to na zwielokrotnienie powierzchni czynnej oraz zabezpieczy mniej trwałe ogniwa perowskitowe przed działaniem czynników atmosferycznych.
Domowa instalacja fotowoltaiczna o mocy 4000 Wp, zamontowana na słupie z trackerem do śledzenia słońca będzie miała ~4 m2 powierzchni. Analogicznie, instalacja o tej mocy zbudowana na jednych z najbardziej efektywnych paneli monokrystalicznych dostępnych obecnie na rynku o mocy 410W, o powierzchni 2m2/panel to powierzchnia niespełna 20m2.
