Логотип Рентехно
(044) 332-81-90
Решения возобновляемой энергетики - Превышая ваши ожидания
enuaru

Сонячна електростанція Sunflower-90 - практичний досвід

Главная » Блог » Солнечная электростанция Sunflower-90 - практический опыт

Резервная солнечная электростанция Sunflower-90

Моделирование солнечных электростанцийВ 2014 году компанией Рентехно была запроектирована и построена солнечная фотоэлектрическая станция Sunflower-90. Это трехфазная наземная электростанция, которая предназначена для резервного электроснабжения производственно-офисного комплекса фермерского хозяйства в Кировоградской области. Основной целью строительства данного объекта солнечной энергетики была необходимость обеспечения непрерывной работы оборудования двух зернохранилищ в условиях периодических отключений подачи электроэнергии из сети. Специфика работы предприятия такова, что при отсутствии электроэнергии во время уборки урожая потенциальные убытки могут быть очень большими. Этот факт, а также понимание того, что электроэнергия в долгосрочной перспективе будет дорожать, отодвинула вопрос окупаемости капитальных вложений на второй план.

Особенность проекта данной солнечной электростанции – в нем впервые в Украине было задействовано несколько принципиально новых технологических решений, главное из которых – уникальная система, осуществляющая управление режимами работы и мониторинг состояния солнечной станции. Еще одно важное новшество - для монтажа солнечных панелей были задействованы двухосные подвижные солнечные трекеры. Среди главных проблем, которые пришлось решать в процессе проектирования станции, необходимо отметить создание сложной модели для расчетов затенения солнечных модулей (они должны были располагаться вблизи от высоких построек элеватора), а также поиск путей минимизации потерь, вызванных возможным затенением.

 

Система Smart Grid: контроль и управление генерацией солнечной электростанции

Системы Smart Grid для солнечных электростанцийИзначально, на этапе подготовки и согласования деталей технического задания на постройку фотоэлектрической станции, специалисты Рентехно предложили заказчику расширить возможности, которые сможет выполнять солнечная электростанция, не ограничивая их только базовыми задачами, и предусмотреть возможность модернизации и расширения функций в будущем. С этой целью инженерами и программистами Рентехно была разработана и практически реализована система контроля генерации, включающая в свой состав элементы Smart Grid.

Солнечная электростанция Sunflower-90 имеет в своем составе автоматическую систему контроля и управления, которая включает в себя несколько подсистем:

  • Подсистема мониторинга – её установка дает возможность удаленно полностью контролировать как режимы работы станции, так и состояние отдельных элементов, входящих в её состав.
  • Подсистема контроля перетока мощности – её использование позволяет полностью исключить избыточное чрезмерное производство электроэнергии, а также её сбрасывание во внешнюю электросеть. Внедрение такой подсистемы позволяет в любой момент времени в полной мере синхронизировать объемы генерации электроэнергии с внутренним потреблением на объекте (предприятии).
  • Подсистема Smart Storage – отвечает за регулирование параметров накопителя электроэнергии, который будет сдан в эксплуатацию после завершения второй очереди солнечной электростанции.
  • Подсистема управления опорными трекерами – позволяет контролировать и задавать режимы работы двухосных подвижных трекеров в соответствии с дневным движением Солнца и времени года.

Чтобы практически реализовать заданные алгоритмы функционирования станции, специалисты Рентехно разработали специальную программную среду. Ее особенностью является возможность корректной реакции как программной, так и аппаратной частей солнечной электростанции на всевозможные форс-мажорные и нестандартные обстоятельства любого характера, в том числе и на вмешательства, вызванные человеческим фактором. На случай отказов для всех наиболее критических и важных блоков станции предусмотрено двойное резервирование.

Поскольку в состав оборудования, работающего в фермерском хозяйстве, входит достаточное большое количество электродвигателей (от приводов вентиляторов, имеющих незначительную мощность, до мощных двигателей, использующихся в сушилках зерна - до 35 кВА), то отдельно в проекте была предусмотрена возможность компенсировать индуктивную реактивную мощность, которая потребляется электродвигателями. Реализованное решение дало возможность ощутимо уменьшить счета на оплату электричества, потребляемого предприятием.

 

Система динамического слежения за солнцем

Система управления солнечным трекеромВажная особенность данного проекта солнечной электростанции – это использование вместо стационарных (неподвижных) опорных конструкций современных высокотехнологичных следящих двухосных трекеров. Всего для первой очереди солнечной электростанции было смонтировано 18 динамических трекеров, на каждом из которых закреплено по 20 солнечных модулей (каждый мощностью 250 Вт). Согласно расчетов, выполненных проектным отделом компании, установка динамических трекеров в условиях данной солнечной электростанции должна увеличить годовую генерацию на не меньше, чем 30%. Собранные в результате эксплуатации солнечной станции статистические данные в полной мере подтвердили правильность этих теоретических расчетов.

Активная система управления позволяет ориентировать закрепленные на каждом трекере 20 солнечных панелей в пространстве так, чтобы получить максимально возможный объем солнечной радиации. Информация для обработки поступает от нескольких датчиков освещенности, распределенных по станции, анализируется и выдается на исполнительные системы. Опыт и статистические наблюдения показывают, что довольно часто случаются ситуации, при которой прямая ориентация на солнце и направление, обеспечивающее максимальный уровень освещенности, не совпадают. Такая ситуация была зафиксирована при проведении натурных испытаний на местности, где в дальнейшем была установлена станция. Для данной солнечной станции необходимость установки активной системы управления была во многом продиктована тем, что рядом расположены несколько цельнометаллических элеваторных банок, имеющие высоту 27 м. Они, при определенных условиях и расположении солнца на небосводе, выполняют роль несфокусированных зеркал, которые создают отраженное и рассеянное солнечное излучение – оно по мощности в некоторые моменты времени может превосходить прямое солнечное излучение.

Установка динамической системы, управляющей солнечными трекерами, имеет и еще одно преимущество – она позволяет избежать повреждения солнечных панелей (а они имеют достаточно большую площадь) при сильном ветре. За счет постоянного отслеживания данных о текущей метеоситуации, при превышении заданного порогового уровня скорости и силы ветра, система автоматически может перевести солнечные батареи в наиболее безопасное положение – в положение флюгирования.

 

Монтаж опорных металлоконструкций для солнечных батарей

Специально перед проведением монтажа солнечных трекеров были проведены расчеты параметров железобетонных оснований, в которых были учтены геологические особенности почвы и, кроме того, возможные снеговые и ветровые нагрузки, характерные для данной местности.

Монтаж солнечных трекеров

 

Солнечная электростанция в сборе

Ниже приведены фотографии солнечных трекеров в монтажном и рабочем положениях:

Солнечная электростанция на подвижных трекерах

При проектировании этой солнечной электростанции мы столкнулись с тем, что тень от элеваторов в разные моменты времени может попадать на отдельные группы солнечных модулей. Такая ситуация очень хорошо иллюстрирована на представленной ниже фотографии. Как вы можете видеть, один из солнечных трекеров полностью затенен, тогда как остальные — полностью освещены.

Солнечная электростанция на подвижных трекерах

Для того, чтобы исключить влияние затененных панелей на соседние, мы установили трехфазные солнечные инверторы с тремя MPPT. Таким образом, каждый подвижный солнечный трекер оказался подключен к инвертору по отдельному MPPT каналу, что позволяет автоматически регулировать напряжение максимальной генерации для каждой группы солнечных модулей и в итоге — повышает КПД всей солнечной электростанции.

 

Перспективы расширения солнечной электростанции Sunflower-90

В 2014 году мы запустили первую очередь данной солнечной электростанции с установленной мощностью 90 кВт. Однако уже сейчас обсуждается возможность его модернизации для решения нескольких задач.

Во-первых, необходимо обеспечить возможность гарантированной работы солнечной электростанции при полном отключении напряжения во внешней сети. Для этого предполагается использовать отдельный генератор напряжения, который будет запускаться в автоматическом режиме и подавать необходимое напряжение на инверторы.

Во-вторых, очень важной задачей является накопление электроэнергии в хранилище для использования ночью или в периоды низкой освещенности. Эту задачу Рентехно планирует решать поэтапно. На первом этапе будет установлен небольшой банк аккумуляторных батарей, рассчитанный на питание только резервированной нагрузки, а именно — системы освещения и офисной оргтехники предприятия. На втором этапе мы планируем установить систему Smart Storage, которая рассчитана на питание уже всех потребителей предприятия, а также позволяет накапливать электроэнергию как от солнечных батарей, так и из сети (например, по низкому ночному тарифу).

В-третьих, в данном проекте предусмотрена возможность дальнейшего поэтапного наращивания установленной мощности солнечных батарей, если фермерское хозяйство будет испытывать такую потребность.

Солнечная электростанция Sunflower-90 на подвижных трекерах

Несмотря на все очевидные временные трудности, малая солнечная энергетика в Украине имеет шансы на развитие независимо от судьбы «зеленого» тарифа. В данной статье мы познакомились только с одним из примеров решения задач с электроснабжением агропромышленного предприятия с использованием технологий солнечной энергетики. Но в Украине уже построено много других более мелких автономных и резервных солнечных электростанций. В последнее время наша компания отмечает повышенный интерес к нестандартным техническим решениям, в том числе, к проектам типа Smart Grid. Пока это еще немногочисленные обращения, но в будущем количество подобных проектов будет только увеличиваться.

Похожие статьи: История строительства солнечной электростанции


Печать

Остались вопросы по назначению наших услуг?
Оставьте нам заявку. Наши специалисты проконсультируют Вас

Тема вашего запроса
Заказать звонок

^