Як збільшити продуктивність сонячної електростанції? Технічні рішення/ Економіка/ Практичний досвід

Частина 1

Технології змінюють наш світ кожної секунди, як результати наші будинки стають більш комфортними та безпечними, автомобілі більш економними та надійними, а техніка продуктивніша та функціональніша. Постійним технологічний процес не оминув і сферу сонячної енергетики. В статті ми розглянемо технології та інженерні рішення, які допомагають збільшити продуктивність (генерацію) сонячних електростанцій, в зрізі початку 2020 року.

Найсучасніші технологічні новації по підвищенню продуктивності сонячних електростанцій (частина 1):

  • Використання високоефективних фотомодулів;
  • Перевантаження сонячної станції по стороні сонячних панелей;
  • Оптимізатори.

Інженерні рішення, що  сприяють збільшенню продуктивності (частина 2):

  • Динамічні системи стеження – одновісні та двовісні трекерні системи;
  • Наземні системи кріплення зі змінним кутом;
  • Догляд та очищення сонячних батарей;
  • Система он-лайн моніторингу роботи сонячної станції;
  • Проектування сонячних електростанції

 

Теорія

Сонячні панелі дають максимальну ефективність лише у тому випадку, коли сонце світить на них під прямим кутом, відсутні будь-які джерела затінення а  поверхня фотомодуля абсолютно чиста.

За таких умов сучасні полікристалічні сонячні панелі мають коефіцієнт корисної дії на рівні 16-18%, а монокристалічні панелі 18-22%. Про що це говорить. В Україні, в залежності від місця встановлення, масив сонячних фотомодулів потужністю 1 кВт за рік генерує від 1000 до 1300 кВт*год. Природнім та доречним є запитання: а як можна підвищити продуктивність сонячної станції  застосовуючи сучасні інженерні рішення?

Використання високоефективних фотомодулів

2 найпопулярніших запитання від клієнтів при виборі сонячних панелей:

  • якщо обрати більш дорогі монокристалічні фотомодулі то чи пропорційно більшою буде їхня генерація?
  • обравши сонячні панелі в корпусі збільшеного розміру, наприклад 1000 мм на 2000 мм, чи можливо отримати економію на об’ємі та дешевшу ціну в розрахунку на одиницю потужності? (Наприклад за 1 кВт)

Відповідь на ці запитання скрито в простій економіці. Проект будівництва сонячної електростанції під Зелений тариф має головне призначення – генерування доходу за рахунок продажу е.е. І для того щоб СЕС для інвестора була фінансово цікавою інвестицією, принципово щоб проект мав розумний строк окупності (4-5 років), після проходження точки окупності мав високу дохідність і при цьому щоб ризик поломки обладнання був мінімальним. В результаті, для успішного запуску проекту, потрібно знайти золоту середину між сумою першопочаткових інвестицій в обладнання та їхньою якістю.

Прості доведені категорії (фізика та технології):

  • сучасна монокристалічна сонячна панель генерує більше енергії ніж полікристалічна, за прогнозами експертів до 2030 року ринкова частка монокристалу досягне 90 %;
  • технологія PERC (Passivated Emitter Rear Contact) стала стандартом для PV-елементів, та підвищила їх ефективність на 1%;
  • Завдяки високому потенціалу, двосторонні панелі мають всі шанси стати невід’ємною частиною роботи промислових електростанцій;
  • Станом на весну 2020 року сонячні панелі серійного виробництва в корпусі 1680*1000 мм досягають потужності 330-350 Ват, в корпусі 2000*1000 мм досягають потужності 400-420 Ват;
  • Стандарти грантій: 10 річна виробнича гарантія на продукт, 25 років гарантії на лінійну втрату потужності на рівні 0,7-1% потужності на рік.

На графіку прогноз по виробництву моно та полікристалічних панелей до 2030 року

Наша порада – обираючи сонячні панелі, підходьте до проекту комплексно, і розраховуйте вартість будівництва в цілому. Такій прорахунок дасть можливість в абсолютних цифрах побачити який фінансовий результат дадуть панелі з поліпшеними характеристиками. Ми в свої розрахунках даємо відповідь у форматі порівняльної таблиці сума вкладених коштів на противагу загально річній генерації.

Ще одна обов’язкова умова – це технічне завдання. Кожен проект на 100% індивідуальний, особливо це помітно при будівництві сонячних електростанцій на дахах. Для майбутньої продуктивної роботи СЕС необхідно здійснити комп’ютерну  3D візуалізацію, та провести комп’ютерне моделювання роботи. Функціонал спеціальних програм дає можливість отримати найкращі рекомендації по кількості та  формату розташуванню сонячних панелей. І саме таким шляхом ми рекомендуємо рухатися всім нашим клієнтам – корисне відео.

Перевантаження сонячної станції по стороні сонячних панелей

Популярна тема на багатьох «сонце формах»  будівництво сонячної електростанції з перевантаження по стороні сонячних панелей.  Якщо зрозумілою мовою – ви запланували збудувати СЕС під Зелений тариф потужністю 30 кіловат, для цього Ви отримали в РЕМі технічні умови на 30 кВт, придбали інвертор на 30 кВт а от сонячних батарей придбали на 33 або 35 кВт. Пояснюється це тим, що на сонячні панелі постійно діють чинники (природні та фізичні), які погіршують показник генерації, наприклад:

  • Забруднення поверхні сонячних панелей (листя, бруд, пил, пташиний послід);
  • Часткове затінення площини сонячних батарей сторонніми об’єктами (будівлі, дерева, димоходи)
  • Природня деградація фотомодулів (поступова втрата потужності)
  • Температурний коефіцієнт відображає  вплив на вихідний струм і напругу модуля матиме підвищення або зниження температури модуля. Чим вища температура фотомодуля тим менша його потужність.

Враховуючи вище перелічені фактори, виробники сонячних панелей в розгорнутих паспортних даних наводять результати двох тестувань: Standart Test (ідеальні лабораторні умови) та Normal Test (умови наближенні до повсякденної експлуатації).

На прикладі тестування сонячної панелі від провідного світового виробника Risen, потужність фотомодуля 80 % робочого часу буде нижчою  від заявлених «ідеалістичних» показників з етикетки.

А тому очікування, що сонячна станція з сонячними полем на 10 кіловат, навіть у сонячний день, протягом 12 годин буде видавати 10 кВт*год є нереальним. Раціональним з точки зору фінансів та ефективним з інженерної сторони є збільшення потужності СЕС, по стороні сонячних панелей, на 20-30 %

Оптимізатори

Кожна сонячна електростанція є унікальною. Різні конструкції даху, типи сонячних батарей і різні умови затінення впливають на генерацію енергії фотоелектричної системи.

Слід також знати, що електричні параметри одного фотоелемента значно відрізняються від решти, що призводить до втрат потужності всієї системи. Сонячні модулі з’єднуються послідовно в ланцюги, які, в свою чергу,  з’єднані з інверторами. Розбалансований модуль виробляє набагато менше енергії, ніж інші панелі, і зменшує потужність всіх інших модулів у конкретному ланцюгу.

Оптимізатор потужності дає можливість кожній сонячні панелі виробляти максимум енергії. Розбалансований модуль не впливає на продуктивність решти системи. Оптимізатори потужності також дозволяють встановлювати сонячні панелі з різною орієнтацією та під різним кутом, що дає можливість збільшити гнучкість у проектуванні, покращити естетичний вигляд даху та використовувати більшу площу поверхні даху.

Єдиним мінусом таких рішень є вартість.

Залишити відгук

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *