Слънчева цен­трала в село Говедарци

Roman Rubanovich, NENCOM

През есента на 2018 година соб­стве­ни­кът на къща в село Говедарци (община Самоков) ни поръча да построим хибридна слън­чева елект­ро­цен­трала. Целта на про­екта — мини­мална зави­си­мост от достав­чика на елек­три­че­ство и посто­янно рас­тя­щите тарифи.

Електро­стан­ци­ята трябва при­о­ри­тетно да използва слън­че­вата енер­гия, а при ней­ната недо­статъч­ност — елек­три­че­ство от мре­жата. При ава­рийно отпа­дане на мре­жата елект­ро­цен­тра­лата трябва да продъ­лжи рабо­тата си от аку­му­ла­тор­ните бате­рии.

Въпреки, че къщата е голяма, покривът е със скромни раз­мери и няма южен скат. Най-под­хо­дя­щият юго-изто­чен скат частично е зает със слън­чеви колек­тори и комин. Затова въз­ло­жи­те­лят изрази жела­ние да се използва оста­на­лата част от покрива мак­си­мално ефек­тивно. Това наложи използва­нето на фото­вол­та­ични модули с висок КПД, като пример — Panasonic Solar 330 Wp с кое­фи­ци­ент на полезно дей­ствие 19.7% и нисък тем­пе­ра­ту­рен кое­фи­ци­ент на мощ­ност.

Проана­ли­зи­райки изход­ните данни, раз­ра­бо­тихме 3D модел за раз­по­ло­же­ни­ето на слън­че­вите модули върху покрива на къщата. Оказа се, че е въз­можно да се поста­вят 12 такива модула с обща мощ­ност 3.96 kWp:

След това моде­ли­рахме рабо­тата на елект­ро­цен­тра­лата отчи­тайки инсо­ла­ци­ята и кли­мата в даде­ния регион, а също така ази­мута и ъгъла на наклона на фото­вол­та­ич­ните панели:

Прогно­зата отчита всички загуби, в това число свър­зани със загря­ва­нето на моду­лите в топлото време и засип­ва­нето със сняг през зимата. В това отно­ше­ние пла­нин­ските реги­они поня­кога се оказ­ват по-ефек­тивни от рав­нин­ните, бла­го­да­ре­ние на чистата атмо­сфера и про­хлад­ното лято:

Една сед­мица след съгла­су­ва­нето на про­екта с кли­ента започ­на­хме работа. За мон­ти­ра­нето на слън­че­вите панели на покрива ние използ­вахме надеждна алу­ми­ни­ева кон­струк­ция, спе­ци­ални кабели с голямо сече­ние, двойна изо­ла­ция и защита от ултра­ви­о­ле­то­вите лъчи, а също така висо­ко­ка­че­ствени швей­цар­ски конек­тори Stäubli.

Като «сърце» на цялата система избрахме леген­дар­ния инвер­тор-чар­джър Victron Energy Quattro 5000. Особено­стта на модела Quattro е, че той има два AC-входа и два AC-изхода.

Входовете могат да се използ­ват за два източ­ника на про­мен­лив ток, напри­мер за мрежа и гене­ра­тор. А двата изхода могат да бъдат полезни, ако всички товари е необ­хо­димо да бъдат раз­де­лени на «кри­тични», които трябва да рабо­тят посто­янно, и «не кри­тични», които трябва да рабо­тят само при нали­чие на външна мрежа.

Разделихме фото­вол­та­ич­ните модули Panasonic на 4 групи (стринга) по 3 модула и свър­за­хме към слън­че­вия кон­тро­лер Victron Energy SmartSolar MPPT 250/70.

За съхра­не­ние на енер­ги­ята инста­ли­рахме четири оловно-кисе­линни AGM бате­рии Victron Energy серия Super Cycle по 230 A·h. Свърза­хме тези 12-вол­тови бате­рии после­до­ва­телно за да достиг­нем 48 волта и да нама­лим до мини­мум загу­бата на енер­гия в кабе­лите. Инстали­рахме и три балан­сьора, които израв­ня­ват напре­же­ни­ето между бате­ри­ите.

Батери­ите на Victron Energy Super Cycle поз­во­ля­ват пери­о­ди­чен разряд до 20%, за раз­лика от сери­ята Deep Cycle, която има огра­ни­че­ние до 50%. По този начин, общият капа­ци­тет на енер­гия на бате­ри­ите е 11 kW·h, а полез­ния капа­ци­тет при разряд до 20% — 8.8 kW·h.

На вра­тата на метал­ния шкаф с обо­рудва­нето инста­ли­рахме система за мони­то­ринг с цветен дис­плей и връзка към без­пла­тен портал за съби­ране на ста­ти­сти­че­ски данни и дистан­ци­о­нен кон­трол на всички пара­метри.

Обновихме соф­ту­ера на всички ком­по­ненти на елект­ро­цен­тра­лата до последна версия и кон­фи­гу­ри­рахме систе­мата по жела­ни­ята на кли­ента.

След пус­ка­нето на елект­ро­цен­тра­лата про­ве­рихме всички ком­по­ненти и връзки с помо­щта на топло­ка­мера и се уве­рихме, че всичко работи както трябва.

Както обик­но­вено, заснехме кратко видео на нашата работа:

Един месец по-късно удво­ихме капа­ци­тета на систе­мата за съхра­не­ние на енер­гия по жела­ние на кли­ента. Сега полез­ният капа­ци­тет е 17.6 kW·h.

В същото време почи­стихме слън­че­вите панели от снега и просто се забав­ля­вахме в пла­ни­ната.