В цій статті розглянемо визначення основних типів станцій, принципи побудови та рекомендації щодо підбору обладнання
Ваша власна сонячна електростанція передбачає вирішення двох основних питань:
- перше питання – зменшення комунальних платежів
- друге питання – забезпечення резервним живленням
Беручи до уваги ці два основних питання, всі сонячні електростанції діляться на два основних типи:
- автономні електростанції
- мережеві.
Автономні сонячні електростанції передбачають незалежність в електроживлення від Постачальника електроенергії (обленерго). Вони не лише компенсують власне споживання, але й забезпечують резервним живленням. “Мережеві” або “онгрід” (on-grid) так називаються, бо вони працюють лише при наявності Мережі і не забезпечують резервним живленням, вони зменшують комунальні платежі.
Також існує підвид який поєднує перші два типи: вони називаються гібридними електростанціями.
Як і мережеві, гібридні компенсують власне споживання і можуть віддавати в мережу надлишки генерації, фактично займатися продажем електроенергії. Вони містять акумуляторні батареї тому створюють власну електроенергію під час блекаутів.
Коли говоримо про фотомодулі ми, в першу черг,у маємо на увазі економію. А коли у нас станції з акумуляторами, це вже мова не про економію, а про комфорт.
Коли ми поєднуємо акумулятори і фотомодулі ми маємо два варіанти: або просто використовувати для власного споживання згенеровану електроенергію або додатково продавати надлишки. Часто трапляється ситуація, коли ми можемо зробити електроенергії більше ніж нам потрібно. Щоб максимально використовувати весь потенціал нашої власної електростанції, були розроблені різні програми по викупу надлишків: такі як зелений тариф і нет-білінг.
Сучасні автономні інвертори в більшості випадків вже містять собі функцію продажу надлишків генерації, тому будемо говорити лише про гібридні та мережеві станції.
Розберемо переваги та недоліки різних типів станцій.
Що стосується цін то різниця між гібридними та мережевими суттєва і складає півтор-два рази.
Мережеві СЕС простіші та не містять акумулятори. По функціональності головний недолік мережевих сонячних електростанцій полягає в тому, що вони не працюють без мережі. Тобто під час блекаутів, скільки б у вас не було фотомодулів, вони не будуть працювати. Гібридні сонячні електростанції будуть забезпечувати вас електроенергією від акумуляторних батарей.
Обслуговування мережевих сонячних електростанцій мінімальне. Як і будь-яка інша електроустановка, вони вимагатимуть контроль контактних з’єднань. Станції гібридні мають такі елементи відмови як акумулятори, тому їх потрібно періодично перевіряти проводячи тест залишкової ємності. Корисним є приєднання до віддаленого моніторингу (хмарний сервіс). Він дозволятиме перегляд статистики (генерація, споживання тощо) і під час блекауту буде записувати дані по яким можна буде визначити стан акумуляторний батареї. Фактично, для гібридної станції кожен блекаут – це непередбачуваний тест, який показує наскільки ваша система життєздатна. Навіть без зовнішнього моніторингу Ви це будете відчувати під час кожного блекауту чи працює ваша система так, як потрібно.
Щодо проектування то мережеві СЕС вони більш прості і, в залежності від масштабів станції, можуть не вимагати складних проектних розрахунків. Вони робляться по мінімальному проектному рішенню. Гібридні СЕС вимагають більш точних розрахунків, оскільки при неправильному виборі обладнання можливі перевантаження по потужності.
Розглянемо детально кожен тип електростанції.
Мережеві можуть працювати в двох режимах: перший режим коли вони лише компенсують ваше власне споживання, і другий – компенсують власне споживання,а надлишки продають.
Перший варіант працює наступним чином: у вас є споживачі електроенергії і є сонячна електростанція. Коли йде генерація [електроенергії], вона компенсує все те, що споживається [вашим обладнанням]. Коли немає генерації – ви споживаєте електроенергію з мережі. Якщо немає споживання (все вимкнуто) сонячна станція не генерує. Мережева сонячна електростанція і мережа працюють паралельно і доповнюють одна одну. Поки працює ваша сонячна електростанція, ви менше берете з мережі. Менше берете з мережі – заощаджуєте, а отже, заробляєте. Другий варіант: ви не обмежуєте генерацію вашої Сонячної електростанції, а продає надлишки по системі Netbilling (Нет білінг). Для віддачі в мережу надлишків електроенергії потрібно оформити статус “активного споживача” для юридичних осіб або оформити договір купівлі-продажу електроенергії по “зеленому” тарифу для приватних осіб.
Основний принцип будівництва сонячних електростанцій полягає в основі роботи фотомодуля. Їхній основний параметр – потужність є значенням, що досягається при ідеальних умовах. Ідеальними умовами будуть такі, при котрих сонячне випромінювання потрапляє перпендикулярно до поверхні фотомодуля і поверхня фотомодуля має температуру лише 25°, а також врахований спектр випромінювання. Найкраща ситуація із спектром буде тоді, коли сонячні промені проходять мінімальну відстань через шари атмосфери.
Фотомодулі рідко генерують з максимальною потужністю, кількість фотомодулів вибирається завжди із запасом.
Потужність інвертора вказує на те, з якою максимальною потужністю він зможе генерувати електроенергію. Якщо на ньому написано 100 кВт це значить, що скільки не було панелей він не зможе видати в мережу потужність більше 100 кВт. Але якщо при цьому Сонячної генерації недостатньо він буде генерувати менше.
Питання в тому, наскільки більше має бути фотомодулів?
На практиці чим більше фотомодулів – тим краще. Але безкінечно багато фотомодулів також встановлювати недоцільно. Наступає такий момент, коли вартість такої електростанції стає занадто великою, а генерації не додається так багато, як хотілося.
Розглянемо добовий графік генерації СЕС в двох варіантах: синя крива без перегрузу по фотомодулям та червона крива з перегрузом. При синій кривій у нас кількість фотомодулів дорівнює потужності інвертора, а при червоній кривій панелей в півтора рази більше. Візьмемо для прикладу потужність інвертора 100 кВт . По графіку бачимо, що на свою максимальну потужність Сонячна електростанція виходить лише опівдні. В цей момент з мережі не будемо брати електроенергію, а повністю використовувати власну генерацію.
Якщо подивитись на червону криву , то раніше вийдемо на пікову потужність в 100 кВт. Потім інвертор почне обмежувати генерацію (якщо не підключений нет білінг).
Встановивши більше панелей (червона лінія) ми витратили більше коштів на будівництво, але раніше почали перекривати своє власне споживання. Такий варіант має економічну доцільність: навіть обрізуючи частину генерації, ми більше компенсуємо власного споживання. Якщо ми будемо встановлювати ще більше фотомодулів (більше ніж півтора рази), особливо економічного ефекту ми не відчуємо.
На практиці, оптимальний коефіцієнт відношення потужності фотомодулів до потужності інвертора становить від 1,25 до 1,5.
Щоб точно розрахувати оптимальне значення, треба зробити графіки генерації при різній потужності фотополя, зібрати статистику власного споживання, врахувати поточний тариф електроенергії і розрахувати вартість власного згенерованого кіловата. Це дасть змогу оцінити час повернення інвестицій при різних значеннях параметра перевантаження станції по кількості фотомодулів.
Що стосується побудови гібридних електростанцій тут є більше варіантів.
Можна не лише використовувать накопичувачі в якості резервного джерела енергії, але й для зменшення добового навантаження на мережу. Простими словами, заряджати акумулятори тоді, коли електроенергія дешева, а в часи пік, коли вартість електроенергії максимальна, переходити на акумулятори. Це більше стосується юридичних осіб, котрі мають статус активного споживача з оформленим договором участі в ринку “на добу наперед” та внутрішньо добовому ринку з “оператором ринку”.
В гібридних станціях більше компонентів: окрім фотомодулів є акумуляторні батареї. Також може бути бензо- або дизельгенератор. А ще потужність гібридного інвертора потрібно вибирати , виходячи з потужності навантаження з певним запасом на можливі пікові струми при включенні деяких споживачів.
Що таке “перегрузи” (перевантаження по потужності) в мережевих і в гібридних станціях?
В мережевих електростанціях мережа і інвертор працювали паралельно і це не передбачало перегрузів по потужності. В гібридних станціях струм навантаження проходить через гібридний інвертор.
В мережевих СЕС “перегруз” означає більшу кількість фотомодулів ніж потужність інвертора. Це нормальний режим роботи мережевої станції.
В гібридних станціях “перегруз” – це перевантаження інвертора по потужності. В такому аварійному режимі інвертор вимикається і все знеструмлюється. Така ситуація вважається критичною. Уникнути цьому дозволяє розрахунок потужності споживачів. Треба слідкувати за тим, щоб навантаження було меншим за потужність самого інвертора, або вибирати більш потужніший інвертор.
Для точних розрахунків можна використати Аналізатори мережі. Це вимагає певних досліджень та затраченого часу. При цьому спочатку встановлюється в щитову аналізатор, потім деякий час (тиждень +/-) збираються дані споживання об’єкту. Потім аналізатор знімається і ці дані аналізуються. На основі отриманих результатів підбирається тип інвертора так, щоб він точно ніколи не потрапив в перевантаження.
Інколи цей варіант не спрацьовує, оскільки буває різне споживання в літній та зимовий період. В таких випадках орієнтуються на ввідний автоматичний вимикач (виділену потужність), і на ту кількість техніки, що може бути одночасно включена.
Скільки вибирати акумуляторів, скільки вибирати фотомодулів? Все залежить від поставленої задачі. Інколи у людей невелике споживання, але вони хочуть мати резервне живлення на довгий період часу. В таких випадках треба більше акумуляторів і невелику кількість Фотомодулів. І навпаки: буває дуже велике споживання, але під час блекауту люди готові вимкнути його. Їм треба резервне живлення лише на підтримку самих критично важливих споживачів, наприклад, на роботу газового котла освітлення і модем. В таких станціях акумуляторних батарей може бути зовсім небагато.
Якщо з часом виникне така ситуація, коли збільшиться навантаження, можна встановити декілька інверторів паралельно для збільшення потужності.
В цю систему також можна додати генератор, який забезпечує нас резервним живленням при довготривалих блекаутах. Економічно доцільно велику акумуляторну батарею замінити невеликим генератором і малою батареєю.
Якщо у вас є фотомодулі вони продовжать час резервної роботи. Акумуляторні батареї на денний період доби, під час сонячної активності, не розряджається бо при цьому працюють фотомодулі. Система переходить на роботу від акумуляторних батарей лише темний період доби і якщо вже не вистачило електроенергії, яка була накопичена в акумуляторах, тільки тоді запуститься генератор який і зарядить акумулятори і забезпечить електроживленням споживачів.
Підписуйтесь на нас: