Рекомендації по вибору сонячної електричної станції

Якщо Ви з ряду причин (економія, екологія, часті відключення електроживлення) задумалися над питаннями використання відновлюваної енергетики, а саме - генерації електроенергії за рахунок енергії сонця, і при цьому Ви не є випускником кафедри енергетики технічного вузу, радіоаматором або просунутим інженером з 20-річним стажем, тоді у Вас є мінімум два способи визначити оптимальну конфігурацію необхідного обладнання: звернутися до фахівців або розібратися в усьому самостійно. Якщо вам ближче другий варіант, то для початку обчислень необхідно запустити лист Microsoft Excel, відкрити блокнот. Отже, алгоритм вибору конфігурації сонячної електростанції:

Але все ж, кращим варіантом для Вас буде доручити цю справу фахівцям, щоб у процесі монтажу, підбору та експлуатації не було моментів, які будуть заважати правильної та ефективної роботи вашої електричної сонячної станції.

На першому етапі необхідно вирішити для яких конкретно цілей вам необхідна сонячна фотоелектрична станція (Фес). За призначенням сонячні електростанції діляться на наступні типи:

— Великі мережеві Фес (потужністю від 16 кВт і до нескінченності), призначені для генерації електроенергії з подальшим її продажем державі по так званому «зеленому» тарифу.

- Сонячні електростанції для економії, коли електроенергія, вироблена за рахунок сонячного випромінювання, частково заміщає собою електроенергію із загальної мережі. Тобто існує пряма залежність між тим, яку частку від загального енергоспоживання буде перекривати енергія від сонячної електростанції і у скільки разів менше рахунки за електроенергію будуть Вам надходити.

Інтелектуальні сонячні електростанції для економії та акумуляції електроенергії. Електростанції цього типу не тільки економлять електроенергію, але і можуть акумулювати її. Тобто сонячна електростанція виконуватиме ще й роль джерела безперебійного живлення та стабілізатора напруги — такі Фес ще називають не-мережевими або off-grіd.

Вибір потужності сонячної електростанції — це пошук балансу між Вашими бажаннями і можливостями (фінансуванням, наявна площа і т.п.), який регулюється декількома основними правилами.

Для сонячних електростанцій, що працюють за ««зеленим » тарифом, вибір потужності станції обмежується тільки наявними обсягами фінансів і доступною площею. Слід звернути увагу ,що ціна на комплектуючі в сфері сонячної енергетики обернено пропорційна розміру електростанції. Тобто питома вартість 1 кВт встановленої потужності для станції в 100 кВт буде вище, ніж для сонячної електростанції потужністю в 1 МВт.

Сонячні електростанції для економії електроенергії — перед початком розрахунків потрібно вирішити, чи плануєте Ви продавати надлишки електроенергії державі за «зеленим» тарифом. Від відповіді на це питання залежить подальший підхід до розрахунків. У разі відсутності договору на продаж електроенергії за & laquo;зеленим » тарифом і неправильного вибору потужності сонячної електростанції (таким чином, що в певний момент часу генерація енергії буде більше її ж споживання, — так званий «реверсний перетік потужності в електромережу»), енергопостачальна компанія швидко виявить незаконний перетік в електроенергії в свою мережу, і потенційна економія може обернутися судовим позовом. Саме тому важливо чітко дотримуватися подальших рекомендацій для власних розрахунків, а для остаточних і монтажу — використовувати фахівців.

1. Розраховуємо кількість споживаної електроенергії за рік кВт*год/рік (далі Ер).

2. При бажанні продавати надлишки енергії по «зеленому» тарифу ділимо Ер на середнє річне число годин максимум генерації N (1070-1200 в залежності від області) і отримуємо оптимальну потужність сонячної електростанції Ропт.

3. При небажанні продавати надлишки енергії за «зеленим» тарифом можна укомплектувати сонячну електростанцію системою контролю перетікання потужності (СКПП), яка не дозволить вашій електроенергії перетікати в загальну електромережу, або розраховувати Фес таким чином, щоб її генерація завжди була менше споживання.

3.1. При використанні системи СКПП розраховуємо потужність Фес наступним чином: Оптимальна потужність Фес Ропт складати 50% −60% від потужності, отриманої в пункті 2:

3.2. У разі відмови від роботи за «зеленим» тарифом і використання СКПП потрібно розрахувати мінімальне енергоспоживання в літній сезон в період часу з 10.00 до 15.30 (далі Еміп) кВт*год.слід враховувати вихідні дні і свята, коли електроспоживання падає. Потужність сонячної електростанції розраховуємо:

Cлід зауважити, що фахівці компанії Рентехно не рекомендують даний підхід до розрахунку потужності сонячної електростанції.

Конструкція автономних сонячних електростанцій відрізняється від попередніх типів мережевих систем і умовно складається з двох частин або підсистем: (1) масив ФЕМ з контролерами заряду, які разом генерують постійний струм, трансформують напругу і заряджають акумуляторні батареї; (2) автономний інвертор або кілька інверторів, до яких підключені споживачі електроенергії.

1) Визначити кількість електроенергії, споживаної Вами протягом року, кВт*год /рік (далі Ер).

2) Визначити середньодобове споживання електроенергії для літнього та зимового сезонів (їв та Ез), для попередніх розрахунків, можна прийняти їх рівними між собою і обчислити наступними способами: знімати показання лічильника електроенергії протягом декількох днів і вирахувати середнє арифметичне; взяти місячний рахунок за електроенергію і розділити на 30 або 31; для нового будівництва потрібно скласти список наступного виду — назва електрообладнання, потужність, р, кВт; кількість одиниць N, час роботи обладнання за день t, годин. Перемноження позицій Рх nх t з подальшим підсумовуванням результатів для всього електрообладнання дозволить отримати бажане число добового споживання електроенергії кВт * год/добу.

3) Розрахуємо необхідну потужність . Тут знову ж таки є кілька варіантів підходу до вибору потужності. Якщо потрібно досягти повної автономності енергосистеми будинку, не залежно від пори року (взимку генерація в 3 рази менше, ніж в літній період), то приймаємо:

Перевагою даного підходу є те, що ви стаєте повністю автономними від зовнішньої електромережі. Віялові відключення і аварії на ЛЕП Вас більше не хвилюють. Мінус & mdash; влітку більше половини часу сонячні батареї будуть працювати в холостому режимі у зв'язку зі значним надлишком енергії. Якщо ж допускається неповна автономність будинку, коли сонячна енергія в літній період повністю перекриває потребу будинку в електроенергії, але в зимовий період — тільки частково, то приймаємо:

Перевагою даного підходу є те, що вся сонячна електроенергія піде на покриття споживання і капіталовкладення будутьзначно менше .

4) Вибір потужності і типу інвертора:

Потужність інвертора визначається потужністю електроприладів, які живляться від нього. Оскільки паралельна робота з мережею для даного типу інверторів неможлива, в разі перевищення навантаження споживачів над номінальною потужністю інвертора спрацює захист і інвертор вимкнеться. Тобто Вам потрібно продумати, які з приладів можуть бути включені одночасно і підібрати інвертор таким чином, щоб його потужність з певним запасом перекривала розрахункове навантаження . Другим способом є зняття даних з електролічильника за 1 годину роботи в період максимального електроспоживання.

5) Кількість акумуляторів розраховуємо за такою формулою:

Отримане число потрібно округлити до найближчого кратного 2 числа, отримавши кількість акумуляторів, необхідних для накопичення такої кількості електроенергії, яка споживається Вашим будинком за добу.

У разі, коли всіх електроспоживачів будинку не потрібно підключати на резервований джерело живлення, кількість акумуляторів розраховуємо за такою формулою:

Де, Рн, кВт — потужність обладнання, роботу якого потрібно резервувати за допомогою акумуляторів; t — роботи даного обладнання.

Розміщувати масив сонячних модулів можна де завгодно, треба лише дотримуватися кількох основних правил: робоча поверхня сонячних модулів повинна бути звернена на південь з відхиленням не більш як у межах +/- 15 градусів; затінення поверхні сонячних батарей повинно бути мінімальним; самі сонячні батареї не повинні піддаватися дії підвищених температур, тобто корисним буде їх вільний обдув вітрами.

Розглянемо способи розрахункунеобхідної площі для установки сонячних модулів. Залежно від місця розташування, необхідна площа розраховується перемноженням бажаної потужності на коефіцієнт розміщення k: при наземному розміщенні k = 14,8; при розміщенні на плоскому даху k = 12,6; при розміщенні на скатної даху k = 6; при розміщенні на двовісних динамічних трекерних системах (для випадку, коли один трекер розрахований на розміщення 5 кВт сонячних батарей) k = 40.

(1) Різниця між сонячною станцією і, скажімо, блоком теплової електростанції в тому, що блок ТЕС номінальною потужністю 1 МВт, при нормальних умовах роботи працювати 24 години на добу і згенерує 24 МВт*год/добу. У разі сонячної електростанції номінальною потужністю 1 МВт генерація буде йти нерівномірно і досягне номіналу в 1 МВт*год лише протягом декількох годин на день влітку при ясній погоді. Для спрощення розрахунку енергетики використовують такий термін, як годинник максимуму генерації, тобто часу, який необхідно працювати сонячної електростанції на максимальній потужності, щоб згенерувати обсяг енергії рівний згенерованому добовому. Наприклад, за 17 червня 2018 року Фес потужністю 1,5 МВт, виробила 10 МВт*год енергії. Шляхом нескладних розрахунків & mdash; 10/1, 5 = 6,67 годин максимальної генерації. Для території України, в-середньому в літній період кількість ГМК становить 4-6 годин, взимку 1-2 години.

(2) Оформлення «зеленого» тарифу складний і корумпований процес. це не так. Згідно ЗУ «Про електроенергетику» для сонячних електростанцій до 10 кВт діє спрощена схема отримання підключення. І вже безліч українських домогосподарств успішно скористалися цією можливістю. Але варто переконатися про діючу інформацію, про оформлення "зеленого тарифу", так як, впроваджуються такі-то зміни.

(3) Підключати на паралельну роботу із загальною мережею можна будь-який сонячний інвертор, але переживуть дану операцію без подальшого капітального ремонту тільки Інвертори типу on-grid, тобто мережеві. Інвертори даного типу мають функцію синхронізації. Дані інвертори в 90% асортименту не мають можливості працювати з акумуляторами, тому використовуються в основному для мережевих сонячних електростанцій для економії енергії і для роботи по «зеленому» тарифу.