Процесс строительства сетевой солнечной электростанции

На сегодняшний день процесс сокращения трат на электроэнергию идёт по двум направлениям: экономия за счёт контроля потребления и использования «умных» приборов учёта; уменьшение реального потребления электричества за счёт энергоэффективных решений, что куда сложнее организовать [1].

Рассмотрим второй вариант, как один из самых эффективных способов экономии, который будет эксплуатироваться десятилетиями, — установка альтернативного источника энергоснабжения в виде солнечной электростанции. Несомненно, подобные решения требуют значительных стартовых вложений. Но эти капитальные затраты рассчитаны на многие годы эксплуатации, во время которой потребление из сети будет сведено к минимуму или вообще к нулю.

Ещё пару лет назад это был бы весь список плюсов данного решения, однако сегодня, благодаря нововведениям в законодательстве, нам доступна продажа выработанной электроэнергии обратно в сеть. Такая возможность открылась потребителям с декабря 2020 года после подписания «Закона о микрогенерации» [2]. Проданную обратно в сеть электроэнергию учитывает специальный двунаправленный счётчик, который устанавливается сетевой компанией на основании заявления заказчика [3].

Таким образом, солнечная электростанция позволяет ежедневно получать доход, который не только компенсирует текущие затраты на электрическую энергию летом, но и за счёт продажи избытков обратно в сеть позволяет получать средства на компенсацию затрат тогда, когда солнце светит мало.

Основные задачи разработанного проекта таковы:

1. Значительно снизить или добиться полного отсутствия оплаты за электрическую энергию.

2. Обеспечить аварийное энергоснабжение на случай перебоев с подачей электроэнергии от внешней сети.

Сетевая СЭС

Для экономии электроэнергии была установлена сетевая солнечная электростанция мощностью 15 кВт. Вся выработанная в ней энергия тратится на нагрузки на объекте, но если есть излишки, особенно летом, то они отправляются обратно в городскую сеть, то есть продаются.

Особенности установки солнечной электростанции

Принятие решения о месте и способе установки солнечных модулей является первоочередной задачей в процессе реализации подобных проектов. В данном случае основное строение объекта обладает сложной кровлей без больших плоскостей, в связи с чем было принято решение использовать наземную опорную конструкцию для крепления модулей.

Преимущества наземной конструкции:

1. Естественное охлаждение солнечных панелей в любое время года (особенно летом, когда из-за перегрева производительность солнечных панелей снижается).

2. Конструкция для крепления солнечных панелей разрабатывается с учётом снеговой и ветровой нагрузки региона.

3. Под солнечными панелями могут размещаться сельскохозяйственные растения, скрытые от палящего солнца.

4. Солнечные кабели от панелей до оборудования прокладываются под землёй и защищены от внешнего воздействия.

Используемое оборудование:

  • 54 гетероструктурных солнечных модуля 305 Вт российского производства;
  • сетевой трёхфазный инвертор 15 кВт;
  • наземные опорные конструкции для размещения трёх цепочек последовательно соединённых модулей;
  • коммуникации (силовые и солнечные провода, коннекторы);
  • шкаф защитной автоматики;
  • защита от импульсных помех (молниезащита).

Гибридная СЭС

Гибридная солнечная электростанция предназначена для обеспечения аварийного электроснабжения наиболее важных нагрузок на объекте и дополнительной экономии энергии. При наличии солнца инвертор данной системы работает таким образом, что энергия от солнца первично идёт на поддержание аккумуляторов в заряжённом состоянии, а вся свободная энергия расходуется на подключённые нагрузки и тем самым опять-таки экономит деньги заказчика. При пропадании сети система практически мгновенно переходит на работу от аккумуляторов, а солнечные панели работают на их заряд.


Готовое к работе оборудование для гибридной и сетевой систем

Используемое оборудование:

1. Гибридный инвертор Pro 5600MH (5,6 кВт, 220 В) китайского производства.

2. Девять гетероструктурных солнечных модуля 310 Вт российского производства.

3. Самые эффективные LiFePO4 аккумуляторы (4,8 кВт·ч, 100 А·ч, 48 В) — 4 шт., общий запас энергии в АКБ около 19 кВт·ч.

4. Коммуникации (провода, коннекторы).

5. Шкаф защитной автоматики.

6. Защита от импульсных помех (молниезащита).

По итогам установки сетевой и гибридной частей проекта система закрывает практически 100% потребления объекта в период с марта по сентябрь, то есть в течение семи месяцев. Чтобы компенсировать затраты на электроэнергию в холодное время года, сетевая система в скором времени будет расширена ещё на 10 кВт. Это позволит продавать дополнительные выработанные киловатт-часы и накапливать финансовые средства для оплаты электроэнергии зимой.


Рис. 1. Объём выработанной солнечной электростанцией электрической энергии (с момента запуска системы весной 2022 года) и доход её владельца

Количество выработанной на объекте электроэнергии (с момента запуска системы весной 2022 года) представлено на рис. 1. В табл. 1 сведена помесячная оплата за электроэнергию на объекте до и после введения СЭС в эксплуатацию.

Где может быть реализован такой проект?

Данное решение абсолютно универсально и может применяться на объектах любого вида, от коммерческих предприятий разных масштабов до частных домовладений.

Сетевая солнечная электростанция обладает огромным потенциалом расширения путём установки рядом параллельных комплектов вне зависимости от их мощности. Гибридная система также гибко масштабируема и может быть расширена в несколько раз.


Готовые к работе солнечные модули на наземной конструкции

Установка подобной системы обеспечивает комфортную и безопасную работу объекта, которая теперь намного меньше зависит от внешних условий и стабильности сети, а благодаря продаже свободной электроэнергии данная система является также инвестицией, которая сразу начнёт работать на своего владельца и прослужит ему долгие годы.