Главная
/
Новости
/
Строительство солнечных электростанций

Строительство солнечных электростанций

11/05/2017

Солнечная электростанция (СЭС) – это быстро развивающееся направление в области экологически чистого производства энергии. Интерес к СЭС обусловлен постоянным усовершенствованием технологий использования солнечного света, удешевлением её себестоимости. Это способствует снижению цены на выработанную электроэнергию и уменьшению сроков окупаемости проектов. В настоящее время во многих странах (в том числе и в Украине) идет процесс к уравниванию стоимости «солнечных» кВт/ч и «традиционных» кВт/ч. По прогнозам специалистов, увеличение прибыли от строительства СЭС (как промышленных, так и частных) станет катализатором, который приведет к росту количества электростанций такого типа.

Перед возведением СЭС в обязательном порядке необходимо произвести анализ окупаемости. Он учитывает такие аспекты, как тип электростанции, её назначение, мощность, географическое месторасположение. Альтернативные варианты сравниваются, и выбирается оптимальное решение. Например, если «наземные» солнечные электростанции работают по «зеленому тарифу», то их срок окупаемости для южных областей составит от 5.5 до 7 лет, а для северных – до 8 лет. Преимуществом солнечных электростанций перед другими источниками энергии считается возможность увеличения выдаваемой мощности.

Рассчитывая параметры СЭС, учитывают функции, которые она должна выполнять. По этому признаку система с СЭС может быть сетевой, гибридной и автономной. Сетевая система применяется, если есть необходимость уменьшить потребление электроэнергии из городской сети и продажи неиспользованной энергии солнечной станции по «зеленому тарифу». В ней не предусмотрена установка аккумуляторов, поэтому подобные СЭС не могут обеспечивать электричеством дом в ночное время и быть единственным источником питания. Генерируемая мощность сетевой СЭС не может быть больше 30 кВт – максимально допустимое значение для частных лиц при подключении к зеленому тарифу.

Автономную СЭС устанавливают для резервирования или полной замены основного источника питания. В отличие от сетевой системы автономная имеет в своем составе АКБ. Аккумуляторы днем заряжаются, а ночью отдают в сеть накопленный заряд. К автономной СЭС нельзя применить «зеленый тариф», так как она не подключена к общей электросети.

Гибридная солнечная электростанция объединяет в себе функции автономного и сетевого типа.

В зависимости от размера СЭС условно подразделяют на домашние, коммерческие и промышленные. Домашние электростанции – маломощные частные установки. Устанавливаются для экономии средств за потребление электроэнергии, обеспечения полной или частичной независимости от внешних электросетей и даже для возможной продажи излишней выработанной энергии. Для установки домашней СЭС обычно приобретают солнечные панели, которые монтируют на крыше дома или на специальном кронштейне на участке. Для преобразования и накопления энергии приобретаются инвертор и аккумуляторные батареи (АКБ) соответственно. Для контроля заряда АКБ необходимо подобрать подходящее зарядное устройство. Все оборудование монтируется в отдельном помещении согласно норм ПУЭ и ПБЭЭП.

Коммерческие СЭС помогают решить вопросы, связанные с высокими тарифами за электроэнергию для предприятия. Мощность таких генерирующих установок находится в диапазоне от 50 до 200 кВт. Крыши большой площади складских и производственных цехов – идеальное место для установки СЭС. Нет необходимости платить деньги за территорию под размещение солнечных панелей и прокладывать протяженную кабельную линию от СЭС к потребителю. За рубежом существует специфический для Украины рынок – рынок аренды площадей крыш под строительство СЭС энергокомпаниями. При строительстве предприятия нет необходимости проводить длительные бюрократические и дорогостоящие переговоры с представителями районной электросети для подключения объекта к централизованной сети, если основным источником питания на вашем производстве будет СЭС. Генерируемые мощности можно будет потреблять без участия посредников или продавать энергокомпании при их избытке. Зарубежный тренд последних нескольких лет – строительство «солнечных парковок» (англ. Solar Carport). На открытой площади стоянки торгового центра размещают навесы для машин, верхнюю поверхность которых покрывают солнечные панели. Навес, помимо выработки электроэнергии, защищает машину от влияния погодных условий.

Промышленная СЭС – идеальное решение для успешного бизнеса. Она представляет собой мощную масштабную наземную электростанцию. Под строительство промышленных СЭС необходимы большие земельные площади. Например, для размещения установки, генерирующей около 1 МВт с помощью солнечных панелей, необходим участок земли около 2 гектаров. В основном для подобных электростанций арендуют малопригодные для фермерства угодья, пастбища, заброшенные военные части и другие неиспользованные участки земли. На территории нашей страны можно найти множество подобных объектов. Например, на протяженных полях зоны отчуждении ЧАЭС в данный момент устанавливаются солнечные панели.

На промышленной СЭС (в отличие от домашней и коммерческой) для получения электричества используется не только прямое преобразование солнечной энергии в электрическую. Существуют электростанции, на которых солнечная энергия сначала преобразуется в тепловую, которая потом переходит в электрическую.

На данный момент самой распространённой СЭС считается станция с использованием фотоэлектрических модулей. Давайте поподробнее рассмотрим оборудование, из которого она состоит.

Для закрепления солнечных панелей приобретается один из типов опорных конструкций. Она может быть фиксированной или подвижной (трекер). Фиксированная установка позволяет установить солнечные батареи под оптимальным углом. Если размещать генерирующие элементы СЭС планируете на крыше, то необходимо приобрести балластную конструкцию. Надежная система крепежей предотвращает панель от соскальзывания. При наземном размещении солнечных батарей применяется анкерная конструкция. Она предусматривает сооружение каркаса из алюминиевого профиля, на котором впоследствии разместят генерирующие энергию панели. Конструкцию на почве фиксируют посредством анкеров. Трекер – это специальное дополнительное устройство, которое следит за положением Солнца и поворачивается за ним согласно заданным параметрам. Использование подвижной следящей конструкции увеличивает эффективность (КПД) солнечных панелей и уменьшает необходимое пространство под строительство солнечной электростанции. Трекеры могут быть одно- и двухосевыми. Одноосевые системы позволяют следить за Солнцем только в течение дня. Двухосевые, кроме круглосуточного отслеживания за Солнцем, изменяют свой так называемый «годовой угол» в вертикальной плоскости.

Главный элемент солнечной электростанции – солнечные панели (модули). Они преобразуют энергию света в электроэнергию. По строению солнечные модули бывают кристаллические и тонкопленочные. В основе технологии производства кристаллического типа лежат кристаллы кремния. По их форме и типу расположения различают монокристаллические и поликристаллические солнечные панели. В монокристаллических модулях кристаллы имеют форму скошенных пластин и расположены под одним углом. Наибольшее КПД достигается при прямом попадания солнечных лучей на панель. Из этих соображений выгодней всего размещать монокристаллические модули в местности, где большую часть года превалирует ясная солнечная погода. Поликристаллические модули за счет своей конструкции (кристаллы расположены под разными углами) хорошо улавливают рассеянные облаками лучи. Их рекомендуют устанавливают на территории, где зачастую погода носит пасмурный характер. Тонкоплёночные панели имеют наименьший КПД. Свою популярность при строительстве домашних СЭС завоевали своей низкой стоимостью и легкостью монтажа. Для накопления полученной электроэнергии устанавливаются АКБ. Их емкость и количество рассчитывается индивидуально согласно особенностям СЭС.

«Мозгом» солнечной электростанции считается инверторная система (инвертор). Она отвечает за эффективный прием постоянного тока, вырабатываемого солнечными модулями, и за качественное преобразование его в переменный ток. При наличии повышающего трансформатора может увеличить напряжение до необходимого значения для передачи электроэнергии в центральные сети с минимальными потерями. Все операции изменения электроэнергии контролирует система мониторинга. Существуют несколько видов инверторов, отличающиеся по мощности, которые в настоящее время используют при строительстве СЭС.

Самый большой из ряда инверторных систем – центральный инвертор. Его мощность лежит в диапазоне от 100 кВт до нескольких МВт. Производители размещают центральный инвертор в контейнере или на платформе с повышающими трансформаторами. Инверторная система обычно снабжается соединительными шкафами (англ. combiner boxer) для подключения последовательных цепочек солнечных панелей. В состав инвертора входит одно МРР-устройство. Оно выполняет функцию слежения за уровнем максимальной мощности солнечных панелей.

Стинг-инвертор (цепочный инвертор) – небольшие по размеру и мощности инверторы. Его выходная мощность колеблется от 10 до 30 кВт при напряжении 380 В. Для монтажа подобных устройств на СЭС не требуется спецтехника (трактор, кран, манипулятор и т.п.), а для обслуживания – больших затрат. Несколько стинг-инверторов могут объединяться в одну систему, тем самым увеличивая возможные мощности СЭС. Например, 4 цепочных инвертора может заменить один центральный инвертор на 100 кВт. Рост популярности именного этой инверторной системы обязан установке 2-3 МРР-устройств, которые увеличивают общий КПД электростанции.

Микроинвертор – маломощный вид инвертора. К нему можно подключить до 4 солнечных панелей. С его помощью оператор СЭС может контролировать каждый солнечный модуль системы и добиваться максимальных показателей. Конструкция микроинвертора предполагает установку недорого аналога МРР-устройства. Упрощает применение именного этого вида инвертора способ подключения к генерирующему элементу – они могут устанавливаться непосредственно на тыльной стороне солнечной панели или в близости.

Кроме перечисленных основных частей любой СЭС, для обеспечения бесперебойной высокоэффективной работы требуется установка погодной станции (для оптимизации работы станции), системы мониторинга и безопасности (для быстрого реагирования на возникшие неполадки), автоматизированной системы учета электрической энергии (АСКУЭ), системы молниезащиты и т. д. Компания ЭДС-ИНЖИНИРИНГ предоставляет весь спектр услуг по строительству и проектированию солнечных электростанций «под ключ». Специалисты имеют опыт составления технической документации для подключения «зеленого тарифа».