Слънчева цен­трала в град Русе

19.12.2017

Все по-често хората искат да нама­лят зави­си­мо­стта си от достав­чи­ците на енер­гия. Нараства и коли­че­ството на люби­тели на съвре­мен­ните тех­но­ло­гии, които меч­таят да уско­рят дви­же­ни­ето на чове­че­ството към чисто бъдеще.

Един от тези енту­си­а­сти ни помоли да инста­ли­раме върху покрива на сто­пан­ска постройка фото­вол­та­ична елект­ро­цен­трала. Задачата беше поста­вена по след­ния начин: да се изпол­зова цялата площ на покрива мак­си­мално ефек­тивно. За реше­ни­ето й ние избрахме фото­е­лек­три­че­с­ките модули Panasonic Solar HIT 330 с висок КПД (19.7%) и нисък тем­пе­ра­ту­рен кое­фи­ци­ент на изме­не­ние на мощ­но­стта (-0.29 %/°C).

Покривът е с едно­стра­нен наклон и раз­мери 24.5×5.25 м или ~128.6 м² , азимут 27° (при Юг=0°) и ъгъл на наклона 35°. Габари­тите на един модул са 1053×1590 мм, а мон­таж­ното раз­сто­я­ние между тях е около 20 мм.

След като обсъди­хме въз­мож­ните вари­анти с поръ­чи­теля, ние се спряхме на вер­ти­кално раз­по­ло­же­ние на моду­лите в 3 реда по 22 броя. По този начин шири­ната на инста­ла­цята ще бъде 22×1.053+21×0.02≈23.59 м, а висо­чи­ната 3×1.590+2×0.02=4.81 м. Общия размер на слън­че­вата инста­ла­ция ще се получи 23.59×4.81 м или ~113.5 м², което съо­т­вет­ства на ~88% от площта на покрива.

Ако използ­ваме 66 модула по 330 Вт всеки, то инста­ли­ра­ната DC-мощ­ност на фото­вол­та­ич­ната елект­ро­цен­трала ще бъде 21.78 кВт при пик (kWp).

Къщата се намира близо до град Русе и, преди започ­ване на работа, ние про­ведохме анализ на тази мест­ност, за да се опре­дели потен­ци­алът на използване на слън­че­вата енер­гия.

Solargis данни за реги­она

Най-важ­ният тип инсо­ла­ция за фото­е­лек­три­че­с­ките системи е GHI — Global Horizontal Irradiation (обща инсо­ла­ция на хори­зон­тална повърх­ност). GHI на мест­но­стта по дан­ните на Solargis е 1405 кВт·ч/м²/година:

PVGIS данни за реги­она

GHI на реги­она по дан­ните на PVGIS — 1480 кВт·ч/м²/година и се раз­пре­деля по след­ния начин:

Статистика GHI от 2007 до 2016 годинa:

Специфика на хори­зонта за зада­де­ните коор­ди­нати (Юг=0°):

Синята линия показва тра­ек­то­ри­ята на дви­же­ние на Слънцето по небето в деня на зим­ното слън­це­сто­ене, 21 декем­ври, а чер­ве­ната линия — в деня на лят­ното слън­це­сто­ене, 21 юни

Предва­ри­телна оценка на про­из­веж­дане на елек­тро­е­нер­гия

Отчитайки дан­ните за кли­мата и инсо­ла­ци­ята, ази­мута и ъгъла на наклона на слън­че­вите модули, а също така спе­ци­фи­ката на хори­зонта за даде­ния обект, годиш­ната инсо­ла­ция на повърх­но­стта на моду­лите по дан­ните от PVGIS ще бъде 1660 кВт·ч/м²/година и ще се раз­пре­дели по след­ния начин:

При такива изходни данни, слън­че­вата елек­тро­стан­ция с мощ­ност 21.78 kWp ще про­из­веде за година 31.7 МВт·ч елек­три­ческа енер­гия, която ще се раз­пре­дели по след­ния наичн:

На този график е пока­зано про­из­вод­ство на енер­гия на изхода от слън­че­вите модули преди пре­об­ра­зу­ва­нето й в про­мен­лив ток. Тук не са отче­тени загу­бите в про­вод­ници и инвер­тори, но са взети под вни­мане сред­но­ста­ти­сти­че­с­ките загуби, свър­зани със загря­ване на слън­че­вите еле­менти през топлия сезон, като при моду­лите Panasonic Solar този пока­за­тел е зна­чи­телно по-добър от сред­ния за пазара

Монтаж на слън­че­вите модули

Модулите Panasonic Solar са доста­вени до мястото на мон­тажа добре опа­ко­вани върху два палета:

NENCOM е офи­ци­а­лен дис­три­бу­тор на ком­па­ни­ята Panasonic Solar, оси­гу­ря­ващ ниски цени, бърза доставка, про­фе­сио­на­лен монтаж и 25-годишна гаран­ция на моду­лите.

Закрепихме надежно ско­бите за алу­ми­ни­еви про­фили към дърве­ните греди на покрива:

Върху ско­бите поста­вихме алу­ми­ни­еви про­фили за мон­ти­ране на фото­е­лек­три­че­с­ките модули:

За съе­ди­ня­ване на фото­е­лек­три­че­с­ките модули с раз­пре­де­ли­тел­ния щит ние изпол­вахме спе­ци­а­лен кабел на нем­ската фирма IBC Solar, устой­чив към тем­пе­ра­тур­ните ско­кове и въз­дей­стви­ето на директни слън­чеви лъчи:

Също така напра­вихме мъл­ние­за­щита и зазе­мя­ване на цялата инста­ла­ция:

Поставяне и про­верка на първия слън­чев модул Panasonic HIT 330:

Напреже­ни­ето на празен ход (без нато­вар­ване) точно съо­т­вет­ства на завод­ските харак­те­ри­стики — 69.7 В, въпреки че инсо­ла­ци­ята сега е зна­чи­телно по-малка от «стан­дарт­ните» 1000 Вт/м². Цялата работа е от тем­пе­ра­ту­рата: кол­кото е по-сту­дено, тол­кова по-ефек­тивно рабо­тят фото­е­лек­три­че­с­ките модули.

Студът не само пови­шава КПД на слън­че­вите модули, но и ги укра­сява с шарки:

Нашата ефек­тив­ност в студа също се оказа по-висока :)

Сгрупи­рахме 66 модула в 6 стринга по 11 броя. Във всеки стринг моду­лите се съе­ди­ня­ват после­до­ва­телно, оси­гу­ря­вайки напре­же­ние на празен ход около 770 волта:

Тържествено закреп­ване на послед­ния слън­чев модул:

Модулите Panasonic Solar не само рабо­тят ефек­тивно, но и иглеж­дат пре­красно:

Филм за нашата работа

По тра­ди­ция заснехме кратко видео за нашата работа на обекта:

Първата част на про­екта е завър­шена. За вто­рата част ние заку­пу­ваме инвер­тори и лити­ево-йонни съхра­ни­тели на енергия.