Солнечные электростанции

     Солнечная электростанция, в контексте обеспечения электроэнергией дома или коммерческого объекта, представляет собой систему из комплекта солнечных батарей (панелей) необходимой мощности, инвертора, преобразующего постоянный ток вырабатываемый солнечными батареями в переменный и аккумуляторных батарей. В комплект солнечных электростанций предлагаемых нашей компанией, также входят:

• - контроллеры заряда, необходимые для правильной эксплуатации аккумуляторных батарей (многие инверторы для солнечных панелей имеют встроенные контроллеры заряда);
• - защитная автоматика цепей постоянного и переменного тока;
• - распределительный щит;
• - узел учета (двунаправленный счетчик для "Зеленого тарифа");
• - система мониторинга и контроля;
• - специальная конструкция для размещения солнечных батарей с креплениями;
• - кабельно-проводниковая продукция (используется высококачественный PV-кабель);
• - шкафы и стойки для удобного размещения оборудования, а также другие составляющие необходимые для правильной интеграции в существующую электрическую сеть.

     Солнечные электростанции уже успели получить широкое распространение, благодаря своим преимуществам как автономный источник электроэнергии. Также существуют и недостатки, давайте рассмотрим это подробнее.

     Достоинствами солнечной электростанции являются:

• - надежность современной фотоэлектрической системы и стабильность работы (несмотря на то, что выработка электростанции может колебаться из-за смены погоды, совокупная ежемесячная выработка прогнозируется с высокой степенью точности);
• - возможность получать доход, продавая вырабатываемую электроэнергию государству по Зеленому тарифу;
• - бесшумность работы, отсутствие выхлопов в сравнении с топливными генераторами;
• - нет затрат на топливо.

     К недостаткам солнечной электростанции можно отнести:

• - максимальной выработки солнечная электростанция достигает в середине дня, когда солнце находится в зените. При этом пики потребления часто приходятся на утро и вечер, что приводит к необходимости обеспечивать потребление соответствующей емкостью аккумуляторных батарей;
• - зимой выработка солнечной электростанции значительно ниже чем летом и для обеспечения такой же мощности нужна большая площадь солнечных батарей;
• - износ аккумуляторных батарей со временем.

Какие бывают солнечные электростанции и чем они отличаются?

     Солнечная электростанция может использоваться для частичного или полного обеспечения объекта электроэнергией, с продажей излишков по зеленому тарифу. В зависимости от назначения, различают следующие типы солнечных электростанций:

Автономные солнечные электростанции

     Автономную солнечную электростанцию целесообразно использовать если нет возможности подключиться к электросети, на объектах расположенных вдали от линий электропередач. Главной отличительной чертой такой системы, является автономный инвертор, не предназначенный для работы с сетью. В автономной солнечной электростанции, электроэнергия вырабатываемая солнечными панелями или питает потребителей, или накапливается в аккумуляторных батареях для последующего использования.

     Преимуществом автономной солнечной электростанции является удобное решение вопроса частичного или полного энергообеспечения. Если говорить о недостатках, то при высокой мощности потребления, для полностью автономной работы зимой необходимы большие площади солнечных панелей. Также, возможные длительные периоды непогоды должны перекрываться большой емкостью аккумуляторных батарей с накопленной ранее энергией. Для решения этих проблем, во многих случаях, в комплексе с солнечной электростанцией целесообразнее использовать дизельный генератор.

Сетевые солнечные электростанции

     В отличии от автономной, сетевая солнечная электростанция не имеет аккумуляторных батарей, а используемый инвертор поддерживает работу с электросетью. Вырабатываемая электроэнергия в такой фотоэлектрической системе идет на питание потребителей, а ее излишки, через двунаправленный счетчик для Зеленого тарифа, поступают в сеть. В темное время суток, зимой или в непогоду, когда энергии поступающей от солнечных батарей не хватает для питания потребителей, недостающая электроэнергия берется из сети. По итогам месяца, разницу между отданной в электросеть энергией и полученной, оплачивает государство по Зеленому тарифу. Если получено из сети больше электроэнергии чем отдано, разницу оплачивает потребитель по своему обычному тарифу.

     Если говорить о преимуществах, то сетевая солнечная электростанция позволяет зарабатывать на Зеленом тарифе или по меньшей мере существенно снизить расходы на оплату электроэнергии, а также имеет меньшую цену чем автономная из-за отсутствия аккумуляторных батарей. Основной ее недостаток, это невозможность работы при отсутствии сети.

Гибридные солнечные электростанции

     Гибридная солнечная электростанция соединяет в себе возможности сетевой и автономной. В такой электростанции используется гибридный инвертор, который позволяет работать и с сетью, и с аккумуляторными батареями. Вырабатываемая солнечными панелями энергия, в гибридной электростанции питает потребителей, а ее излишки направляются на зарядку аккумуляторных батарей. Когда батареи заряжены, излишки энергии через двунаправленный счетчик для Зеленого тарифа поступают в сеть. В темное время суток или если вырабатываемая мощность меньше мощности работающих в данный момент потребителей, недостающая энергия берется из сети. В случае пропадания напряжения в электросети, гибридная электростанция продолжит работать, обеспечивая нагрузку питанием от солнечных панелей, а при нехватке энергии или отсутствии выработки в темное время суток, - от аккумуляторных батарей.

     Преимуществом гибридной солнечной электростанции, является возможность совмещать автономность и независимость от сети с продажей электроэнергии по Зеленому тарифу. Недостатком можно назвать более высокую цену, чем у сетевых станций.

Мощность солнечной электростанции

     Выбор мощности солнечной электростанции, зависит от следующих факторов:

• - задач которые должны быть выполнены, будь то автономность, заработок на Зеленом тарифе, или просо снижение расходов на оплату электроэнергии;
• - доступной площади для размещения солнечных панелей на объекте;
• - среднего значения потребления электроэнергии в сутки и максимально возможного;
• - пиков потребления в течении дня, их максимальной мощности и продолжительности, как обычно потребляемая мощность распределяется по времени в течении дня;
• - изменяются ли показатели потребления в разное время года и как.

     Производительность солнечной электростанции изменяется в течении дня. Возрастая после восхода солнца, вырабатываемая мощность достигает своего максимального значения в середине светового дня, когда солнце поднимается над горизонтом выше всего, т.е. находится в зените, после чего уменьшается до заката и наступления темноты.

     Также, производительность СЭС зависит от времени года. Максимальные значения выработки, солнечная электростанция показывает летом, а также в апреле и мае весной. В другие месяцы, - чем ближе к зиме, тем производительность будет меньшей, с минимальными показателями выработки зимой и в ноябре осенью. Для расчетов в данном случае используют средний месячный уровень инслоляции (энергии солнечного излучения) для данной местности, согласно данным исследований.

     Кроме этого, на мощность солнечной электростанции влияет ориентация солнечных батарей относительно сторон света и угла под которым они будут установлены.

Установка солнечной электростанции

     Солнечная электростанция работает с наибольшей эффективностью, если солнечные батареи установлены по направлению к югу, юго-западу или юго-востоку. Это связано с тем, что линия движения солнца по небу от восхода до заката наклонена в южном направлении и установленные таким образом солнечные батареи получат большее количество солнечной энергии. Если солнечные панели направлены на запад или восток, мощность солнечной электростанции уменьшится примерно на 20%, для северо-запада или северо-востока недополучено будет от 35% до 50% мощности, для севера - 70% и более мощности.

     Также, солнечные батареи устанавливаются под углом, при котором максимальное количество солнечной энергии преобразуется в электричество. Из-за того что летом солнце поднимается над горизонтом выше чем зимой, оптимальный для работы угол изменяется в зависимости от времени года. Поэтому солнечные батареи могут быть установлены или под фиксированным углом, средним для года в целом, или с возможностью корректировать угол наклона.

     Если солнечные батареи устанавливаются под фиксированным углом, используется средний угол между оптимальными летним и зимним значениями. Этот угол является оптимальным для весны с осенью (как средний между летом и зимой), зависит от географических координат объекта и равен значению широты местности где устанавливается солнечная электростанция.

     Украина расположена в широтах от 52 градусов на севере до 44 градусов на юге: Киев 50 градусов северной широты, Харьков 50, Львов 49, Днепр 48, Одесса 46 градусов северной широты. Так, например, для солнечной электростанции в Киеве, оптимальное значение угла наклона солнечных батарей, при установке с фиксированным креплением, составляет 50 градусов.

     Если солнечные батареи устанавливаются с возможностью корректировать угол наклона, это можно делать дважды в год, - летом оптимальное среднегодовое значения угла, равное широте местности, уменьшается на 10-15 градусов. Зимой же, наоборот, на 10-15 градусов увеличивается (точные значения рассчитываются в зависимости от географических координат места установки).

     При отклонении угла наклона солнечных батарей от оптимального, мощность солнечной электростанции будет меньшей, в сравнении со своим максимальным значением, - при отклонении угла на 18 градусов, снижение мощности составит 4,9%, для 40 градусов этот показатель возрастет до 19%, для 45 до 29%.