Energy yield assessment and economic analysis of PV power plant in Partanna, Italy

Concerns for global warming, increasing electricity demand and GHG emissions have given opportunities for countries to introduce new policies to promote penetration of renewable energy sources in the power sector. In this study, the PV power plant in south of Italy, Partanna, were evaluated in terms of energy performance and economic in different scenarios including mono-facial and bi-facial modules with fixed tilted angle structure and in presence of single axis trackers; also, the effect of shading wind turbines on energy production and LCOE were investigated. The results show that moving from mono-facial to bifacial modules, the energy production will be increased for about 5.39% in fixed tilt structure and 4.22% in NS tracking structure. Comparing the structures, the results show that for mono-facial modules, the tracking system produce 16.20% more energy than fixed tilt system in the first year of operation, while for the bifacial modules, the increase is about 14.91%. The shading effect of wind turbines installed near the power plant were investigated by simulation on PVsyst software and results show that three blade wind turbines reduces the energy production for about 0.07% and 0.08% for fixed tilt and tracking systems, respectively. The worst case of wind turbines shading effect were investigated too and its shape considered as a circle assuming it rotates with high speed during the effective sunlight. The results show the reduction in energy production equal to 1.09% for fixed tilt structure and 1.58% for tracking system, respectively. Hence, in terms of energy production the NS tracking system with bifacial module is the best option for the location, Partanna. The results for economic analysis show that the levelized cost of electricity (LCOE) for fixed tilted structure with bifacial modules is the lowest compared to other cases. Also, the NPV which shows the profitability of the power plant is highest in this case. It has the same payback time with mono-facial and lower payback time compared to tracking structure. Hence, the fixed structure with bifacial modules is the best option for the location, Partanna, in terms of economic point of view. The effect of near shadings on LCOE, NPV and PB were investigated and results show that LCOE increased while NPV decreased due to more energy lost because of shading. Moreover, it does not have effect on PB. Although the effect of near shading on LCOE can be considered negligible but its effect on NPV is significant.

Le preoccupazioni per il riscaldamento globale, la crescente domanda di energia elettrica e le emissioni di GHG hanno dato opportunità per i paesi di introdurre nuove politiche per promuovere la penetrazione delle fonti energetiche rinnovabili nel settore dell'energia. In questo studio, la centrale elettrica del PV nel sud Italia, Paranna, è stata valutata in termini di prestazioni energetiche e economiche in diversi scenari, tra cui moduli mono-facciali e bi-facciali con struttura fissa angolare inclinato e in presenza di tracker assi singoli; Inoltre, sono stati studiati l'effetto delle turbine eoliche di ombreggiatura sulla produzione di energia e LCOE. I risultati mostrano che passare da moduli mono-facciali ai moduli bifacciali, la produzione di energia sarà aumentata per circa il 5,39% nella struttura fissa di inclinazione e al 4,22% nella struttura di monitoraggio NS. Confrontando le strutture, i risultati mostrano che per i moduli mono-facciali, il sistema di monitoraggio produce il 16,20% in più di energia rispetto al sistema di inclinazione fissa nel primo anno di funzionamento, mentre per i moduli bifacciali, l'aumento è circa il 14,91%. L'effetto ombreggiatura delle turbine eoliche installata vicino alla centrale elettrica è stata studiata dalla simulazione sul software PVSyst e i risultati mostrano che tre turbine eoliche della lama riducono la produzione di energia per circa lo 0,07% e lo 0,08% per i sistemi fissi di inclinazione e tracciamento, rispettivamente. Anche il caso peggiore di effetti di ombreggiatura delle turbine eolici e la sua forma considerata come un cerchio che suppongono che ruota con alta velocità durante la luce solare efficace. I risultati mostrano la riduzione della produzione di energia pari all'1,09% per la struttura fissa di inclinazione e rispettivamente il 1,58% del sistema di tracciamento. Quindi, in termini di produzione di energia il sistema di tracciamento NS con modulo bifacciaiale è l'opzione migliore per la posizione, Paranna. I risultati per l'analisi economica mostrano che il costo di elettricità livellato (LCOE) per la struttura inclinata fissa con moduli bifacciali è il più basso rispetto ad altri casi. Inoltre, l'NPV che mostra la redditività della centrale elettrica è più alto in questo caso. Ha lo stesso tempo di recupero con tempo di recupero mono-facciale e inferiore rispetto alla struttura di monitoraggio. Quindi, la struttura fissa con moduli bifacciali è l'opzione migliore per la posizione, Paranna, in termini di punto di vista economico. L'effetto delle picche sfumature su Lcoe, NPV e PB sono stati studiati e risultati mostrano che LCOE è aumentato mentre NPV è diminuito a causa di maggiore energia persa a causa dell'ombreggiatura. Inoltre, non ha effetto sul PB. Sebbene l'effetto della quasi ombreggiatura su LCOE possa essere considerato trascurabile, ma il suo effetto su NPV è significativo.