Логотип Рентехно
(044) 332-81-90
Рішення відновлювальної енергетики - Перевищуючи ваші очікування
enuaru

Рекомендации по правильному выбору солнечной электростанции

Головна » Блог про ВДЕ » Рекомендації по правильному вибору сонячної електростанції

Якщо Ви по ряду причин (економія, екологія, проблема періодичного вимкнення централізованого електроживлення) замислилися над питаннями використання відновлюваної енергетики, а саме — генерації електроенергії за рахунок енергії Сонця, і при цьому Ви не є випускником кафедри енергетики технічного вузу, радіолюбителем чи досвідченим інженером з 20-річним стажем, тоді у Вас є мінімум 2 способи визначити оптимальну конфігурацію необхідного обладнання сонячної електростанції: звернутись до спеціалістів або розібратись в цьому питанні самостійно.

Якщо ж Ви дочитали до цього місця і вирішили рахувати самостійно, то вам необхідно запустити Microsoft Excel, відкрити блокнот або приготувати глиняну табличку. Отже, алгоритм вибору конфігурації сонячної станції:

Вибір типу сонячної електростанції

На даному етапі необхідно вирішити для яких конкретно цілей Вам необхідна сонячна фотоелектрична станція (або ФЕС). За призначенням ФЕС поділяються на:

- Великі мережеві сонячні електростанції (потужністю від 16 кВт і до безкінечності) призначені для генерації електроенергії з подальшим її продажем державі за так званим «зеленим тарифом» (детальніше про "зелений" тариф).

- ФЕС для економії електроенергії. В даному типі сонячних електростанцій електроенергія вироблена за рахунок сонячного випромінювання частково заміщує собою електроенергію з мережі. Тобто є пряма залежність між тим, яку частку від загального енергоспоживання перекриватиме енергія ФЕС та в скільки раз менші рахунки за електроенергію Вам надходитимуть.

- Інтелектуальні сонячні електростанції для економії та акумуляції електроенергії. Електростанції цього типу не тільки економлять електроенергію, але і можуть зберігати її для використання в проміжки часу, коли сонячне випромінення відсутнє. Тобто така сонячна електростанція виконуватиме ще й роль джерела безперебійного живлення та стабілізатора напруги. Такі ФЕС ще називають немережевими або «off-grіd» (детальніше читайте тут).

Вибір оптимальної потужності сонячної електростанції

Вибір потужності ФЕС — це пошук балансу між Вашими бажаннями та можливостями (наявні кошти, наявна площа для розміщення сонячних батарей), який регулюється декількома основними правилами.

Для сонячних електростанцій, що працюють по «зеленому тарифу», вибір потужності станції обмежується тільки наявними об’ємами фінансів та наявною площею. Слід звернути увагу, що ціна на комплектуючі досить сильно прив’язана до розміру ФЕС. Тобто питома вартість 1 кВт установленої потужності для сонячної електростанції потужністю 100 кВт буде звичайно більша, ніж для сонячної електростанції потужністю в 1 МВт.

Для сонячних електростанцій, що будуються з метою економії електроенергії, перед початком розрахунків потрібно вирішити, чи будити ви споживати всю вироблену потужність, чи плануєте продавати надлишки виробленої електроенергії державі по «зеленому» тарифу? Від даного рішення залежить подальший підхід до розрахунків, що обумовлено специфічним ставленням НЕК «Укренерго» до неліцензованих продавців електроенергії. Тобто, якщо в разі відсутності договору на «зелений» тариф, а потужність ФЕС підібрана невірно (так, що в певний момент часу генерація енергії буде більша за її ж споживання, — так званий «реверсний перетік потужності в електромережу») та енергопостачальна компанія виявить незаконний перетік в її мережу, очікувана економія може обернутись судовою справою. Саме тому важливо чітко дотримуватись подальших рекомендацій для власних розрахунків, а для остаточних та монтажу — звертатись до спеціалістів.

Алгоритм вибору потужності сонячної електростанції:

1. Розраховуємо кількість споживаної електроенергії за рік кВт*г/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) та отримуємо оптимальну потужність ФЕС Ропт.

Ропт = Ер/1100 кВт

3. При небажанні продавати надлишки енергії по зеленому тарифу можна укомплектувати сончноу електростанцію «розумною» системою контролю перетоку потужності (СКПП), яка не дозволить вашій електроенергії перетікати в загальну електромережу, або розраховувати ФЕС таким чином, щоб її генерація ЗАВЖДИ була меншою за споживання.

3.1. При використанні системи СКПП розраховуємо потужність ФЕС наступним чином: оптимальна потужність ФЕС Ропт складатиме 50%-60% від розрахованої в пункті 2 потужності:

Ропт =(0,5÷0,6)* Ер/1100 кВт

3.2. У разі відмови від використання «зеленого» тарифу та системи контролю перетоку потужності потрібно розрахувати мінімальне енергоспоживання в літній сезон в період часу з 10.00 до 15.30 (далі Еmin) кВт*г . Слід враховувати вихідні дні та свята, коли електроспоживання падає. Потужність ФЕС розраховуємо як

Ропт =(0,75÷0,85)* Еmin кВт

Слід зауважити, що спеціалісти компанії Рентехно НЕ РЕКОМЕНДУЮТЬ даний підхід до розрахунку потужності ФЕС.

 

Базовий розрахунок сонячної електростанції

 

Інтелектуальні автономні сонячні електростанції для економії та акумуляції електроенергії

Конструкція інтелектуальних (автономних) ФЕС відрізняється від розглянутих вище мережевих систем та умовно складається з двох частин або підсистем: (1) масив сонячних батарей разом з контролерами заряду, які разом генерують постійний струм, трансформують напругу та заряджають акумуляторні батареї; (2) автономний інвертор (або кілька інверторів), до якого підключені кінцеві споживачі електроенергії. Інвертор даного типу може приймати енергію з декількох джерел — з акумуляторної батареї (яку заряджає перша підсистема) або з загальної електромережі. Тобто інвертор в системі такого типу ввімкнений послідовно до мережі.

Тепер розглянемо алгоритми вибору обладнання для кожної з підсистем:

1) По-перше, необхілно визначити кількість електроенергії, яка споживається Вами протягом року, кВт*г/рік (далі Ер).

2) Далі потрібно визначити середньодобове споживання електроенергії для літнього та зимового сезонів (Ел та Ез). Для попередніх оціночних розрахунків можна прийняти обидва показника рівними між собою та вирахувати декількома способами: знімати покази лічильника електроенергії протягом декількох днів та вирахувати середнє арифметичне; взяти місячний рахунок за електроенергію та поділити на 30 або 31; для нового будівництва потрібно скласти список наступного вигляду — назва електрообладнання, його потужність Р в кВт; кількість одиниць обладнання N, час роботи обладнання за день t, годин. Перемноження позицій Р, N та t по кожній позиції з наступним сумуванням результатів для усього електрообладнання дозволить отримати бажаний рівень добового споживання електроенергії кВт*г/добу.

3) Розрахуємо необхідну потужність сонячних батарей (ФЕМ). Тут знову ж є декілька варіантів підходу до вибору потужності:

- Можна спробувати досягнути повної автономності енергосистеми дому, незалежно від пори року (взимку генерація в 3-4 рази менша, аніж в літній період):

РФЕМ =(0,95÷1,05)* Ел/1,5 кВт

Перевагою даного підходу є те, що Ви стаєте повністю автономним від зовнішньої електромережі. Віялові вимкнення та аварії на ЛЕП Вас більше не хвилюють. Мінус — влітку більше половини часу ФЕМ працюватимуть в холостому режимі через значний надлишок енергії.

- Або ж можна досягнути тільки часткової автономності дому, коли сонячна енергія в літній період повністю перекриває потребу дому в електроенергії, а в зимовий період — лише частково:

РФЕМ = Ел/4,5 кВт

Перевагою даного підходу є те, що вся сонячна електроенергія піде на покриття споживання без втрат та капіталовкладення будуть значно менші.

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

5) Вибір кількості акумуляторів — вираховуємо їх кількість за наступною формулою:

NАКБ = Ел*3/2400

Отримане число потрібно округлити до найближчого кратного 2 числа. Отримана цифра означає кількість акумуляторів, необхідних для акумулювання об’єму енергії, яку в середньому споживає Ваш дім за добу.

У разі, коли всіх електроспоживачів дому не потрібно підключати на резервоване джерело живлення, кількість акумуляторів розраховуємо по наступній формулі:

NАКБ = Pн*t*3/2400

де Pн, кВт — потужність обладнання, роботу якого треба резервувати за допомогою акумуляторів; t — години, тобто час роботи даного обладнання.

 

Базовий розрахунок сонячної електростанції

 

Вибір місця та способу монтажу сонячної електростанції (розрахунок необхідної площі під встановлення сонячних модулів)

Розміщувати масив сонячних модулів можна будь-де, потрібно лише дотримуватись кількох основних правил: (1) генеруюча поверхня модулів, наскільки це можливо, повинна бути обернена на південь (+/- 15о); (2) затінення сонячних модулів повинно бути мінімальним; (3) сонячні батареї не повинні підлягати дії підвищених температур, тобто непогано було б забезпечити їх в місці, де вони будуть обдуватися вітром. Розглянемо способи розрахунку необхідної площі для установки сонячних модулів. В залежності від місця розташування, необхідна площа вираховується перемноженням бажаної потужності на коефіцієнт розміщення k: при наземному розміщенні k = 14,8; при розміщенні на плоскому даху k = 12,6; при розміщенні на скатному даху k = 6; при розміщенні на двохосних динамічних трекерних системах k = 38.

 

Базовий розрахунок сонячної електростанції

 

Деякі помилки щодо сонячних електростанцій

(1) Різниця між сонячною електростанцією і, скажімо, блоком теплової електростанції полягає в тому, що блок ТЕС номінальною потужністю 1 МВт при нормальних умовах роботи працюватиме 24 години в добу та згенерує 24 МВт*г/добу. В випадку ж сонячної електростанції номінальною потужністю 1 МВт, генерація йтиме нерівномірно та досягатиме номіналу в 1 МВт*г лише протягом кількох годин в день влітку при ясній погоді. Для спрощення розрахунку енергетики використовують такий термін, як години максимуму генерації, тобто часу, який необхідно працювати ФЕС на максимальній потужності, щоб згенерувати об’єм енергії рівний згенерованому добовому. Наприклад: за 17 червня 2014 року ФЕС потужністю 1,5 МВт, виробила 10 МВт*г енергії. Шляхом нескладних розрахунків отримаємо: 10/1,5 = 6,67 годин максимальної генерації. Для території України в літній період кількість годин максимальної генерації в-середньому складає 4-6 годин, а взимку — лише 1-2 години.

(2) Оформлення «зеленого» тарифу не є складним або неможливим. Відповідно до ЗУ «Про електроенергетику» для сонячних електростанцій потужністю до 10 кВт діє спрощена схема отримання тарифу. Вже значна кількість приватних домогосподарств скористалися цією можливостю та отримали підключення за «зеленим» тарифом.

(3) Робота сонячних інверторів паралельно з мережею. Підключати на паралельну роботу з 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 ФЕС для економії енергії та для роботи під «зеленим тарифом».

Провідний інженер-проектувальник фотоелектричних систем компанії Рентехно, Олексій Федюк


Друкувать

Залишилися питання по призначенню наших послуг?
Залиште нам заявку. Наші фахівці проконсультують Вас

Тема вашого запиту
Замовити дзвінок

^