Сонячні системи, підключені до мережі
Був опублікований Будівельний інженер 2014/4. номер
Виробництво сонячної енергії є відомою технологією дуже давно. Виготовлені серійні високоякісні сонячні елементи можна було придбати двадцять-тридцять років тому, але їх ціна була настільки високою, а ціна на електроенергію настільки низькою, що Сонячна система була економічно недоцільною. Тому в основному застосовувались лише так звані острівні системи, де не було дротового живлення, напр. на присадибних ділянках, у лісових будинках ... тощо.
Однак 5-6 років тому в сонячній промисловості відбувся кардинальний поворот. Зі створенням виробничих потужностей на Далекому Сході, переважно в Китаї, ціна сонячних панелей значно впала. Це, у свою чергу, спричинило широке використання сонячних панелей, головним чином у Європі (особливо у Німеччині). А високий попит призвів до реального масового виробництва, а разом із ним чергового падіння цін. Хоча падіння цін зупинилося за останні два-три роки, нам вдалося досягти рівня, коли виробництво сонячної енергії стало конкурентоспроможним у районах з електроенергією.
Перевага можливості підключення до мережі
Падіння цін одне не було б достатньою причиною для швидкого розповсюдження сонячних систем. Це навіть вимагало, щоб електроенергія, вироблена сонячними батареями, могла вільно подаватися в електромережу та передаватись постачальникам електроенергії на вигідних умовах. Звичайно, постачальники послуг не зацікавлені в переході електроенергії, виробленої невеликими сонячними системами, тому сприятливі умови повинні були бути створені законом. В Угорщині ПТО, LXXXVI 2007 року про електроенергію. Закон передбачає, що т. Зв торговець електроенергією, що продає електроенергію, вироблену на малих побутових електростанціях у даній точці підключення, зобов'язаний взяти на себе та забезпечити її вимірювання. Важливо також, що загальна кількість електроенергії, що подається та отримується від мережі, може бути врахована відповідно до річного балансу постачальника послуг та виробника. Поки обсяг електроенергії, що постачається щорічно, не перевищує отриманої кількості, за поставлену енергію тариф оплачується постачальником послуг за тією ж ціною, що і ціна, за якою отримана енергія купується у нього.
Можливість підключення до електромережі, обов'язковий поглинання та річне балансування означає, що власники сонячних систем мають доступ до вільного накопичувача енергії (акумулятора) у вигляді національної електромережі, яка має необмежену потужність, є на 100% ефективною, і може зберігати довго (один рік). І це не що інше, як ідеальне сезонне сховище, яке дозволяє зберігати не тільки енергію, вироблену вдень вночі, але й енергію, вироблену влітку. Електрична мережа, яка діє як сезонний накопичувач, усуває необхідність масштабувати Сонячну систему на зиму, в період низької сонячної радіації, і не вимагає використання акумуляторів великої ємності, дорогих, що вимагають простору та обслуговування. Як результат, можуть бути впроваджені 100% використані, оптимального розміру, тому економічно вигідні сонячні системи, за допомогою яких можна покрити всю річну потребу в електроенергії даного об’єкта, тобто річний рахунок за електроенергію можна скинути (крім мінімальний, наразі 153 форинта брутто/щомісячна базова плата).
Проектування підключених до мережі сонячних систем
Сонячні системи, підключені до мережі, по суті складаються з двох важливих частин - сонячних батарей та інвертора. Сонячні елементи виробляють постійний струм, який перетворюється інвертором на змінний струм, відповідний мережі. Крім того, потрібна кабельна проводка і, залежно від місцевих умов, повинні використовуватися відключення, захист від контактів, блискавка та перенапруга. Викликаються пристрої підключення, відключення та захисту на стороні постійного струму У коробці підключення постійного струму, а на стороні змінного струму - т. Зв Він розміщений у розподільній коробці змінного струму.
Сонячні батареї зазвичай встановлюють на даху будівель, а інвертор слід розміщувати в сухому, прохолодному, добре провітрюваному приміщенні, якщо це можливо. Більшість інверторів при необхідності можна встановити на відкритому повітрі. Кабель змінного струму, що виходить з інвертора, не потрібно підводити до шафи лічильників, його можна підключити до електричної мережі будівлі де завгодно, де перетин лінії досить великий, щоб проводити потужність сонячної системи.
Фігура 1
Будова сонячної системи, підключеної до мережі
Сонячні панелі
Сонячна батарея - це пристрій, який виробляє пряму напругу під впливом світла. Існує три основних типи сонячних елементів: полікристалічні, монокристалічні та тонкоплівкові сонячні елементи. Сьогодні використання тонкоплівкових сонячних елементів зменшилось і використовуються майже виключно полі- та монокристалічні сонячні елементи. В принципі, монокристалічні сонячні елементи мають трохи вищу ефективність, але на практиці це не відчутно за кліматичних умов Угорщини. Річний вихід енергії сонячної батареї, виготовленої з полі- та монокристалічної технології з однаковою номінальною потужністю, практично однаковий в Угорщині. Полікристалічні сонячні елементи, навпаки, трохи дешевші, тому їх використовують переважно.
Номінальна потужність сонячних елементів - це потужність, виміряна за стандартних умов випробувань (STC). Це позначається Wp, де індекс p є "піком", тож він позначає пікове значення. Це теоретична максимальна потужність, яку генерує сонячна батарея в умовах випробувань, створених в лабораторії, коли потужність штучного сонячного випромінювання, що виробляється для вимірювання, становить 1000 Вт/м 2, а температура сонячної батареї підтримується на рівні 25 ° C. В реальних умовах потужність сонячної радіації менше 1000 Вт/м 2, а температура сонячної батареї набагато вище 25 ° C під впливом сонячної радіації. Продуктивність сонячної батареї зменшується пропорційно зменшенню сонячної радіації, а також зменшується із збільшенням температури поверхні сонячної батареї. Це вважається типовим для літнього дня, якщо в результаті потужність сонячної радіації становить 800 Вт/м 2, а температура сонячної батареї становить 50 ° C, сонячна батарея матиме номінальну потужність приблизно. Відмовитися від 70%. Наприклад, фактична потужність сонячного елемента з номінальною потужністю 250 Вт становить приблизно. 180 Вт. Сонячні елементи можуть виробляти свою потужність, близьку до номінальної, дуже рідко, в холодні зимові дні, при іскристих сонячних променях.
Малюнок 2
Крива струм-напруга (I-U) та продуктивність сонячних елементів у залежності від сонячного випромінювання
Сьогодні т. Зв використовуються шістдесятиклітинні сонячні елементи. Їх розмір становить приблизно 1 метр х 1,6 метрів, тож їх площа поверхні становить приблизно. 1,6 м 2 і вагою 19-20 кг. Сонячні панелі такого розміру, як правило, мають номінальну потужність 250 Вт, але завдяки досягненню технології виробництва доступні також сонячні панелі такого ж розміру з номінальною потужністю понад 300 Вт. Однак використання сонячних елементів з більш високою ефективністю та високою номінальною потужністю слід застосовувати лише тоді, коли нам не вистачає місця, де сонячні елементи можна встановити. Якщо у нас є достатньо місця, краще вибрати стандартні сонячні батареї потужністю близько 250 Вт, оскільки їх конкретна ціна за одиницю (HUF/Wp) є вигіднішою, ніж сонячні елементи з більшою ефективністю.
Малюнок 3
Розмір та номінальна потужність найчастіше використовуваних 60-елементних сонячних елементів
Для сонячних систем розмір системи, як правило, базується на встановленій номінальній сонячній потужності. Для сонячної системи потужністю 1 кВт на годину потрібні 4 із 250 Вт сонячних батарей, які зазвичай використовуються, з площею поверхні приблизно 6,5 кв. З сонячною системою з номінальною потужністю 1 кВт, приблизно Можна виробляти 1000-1200 кВт-год/рік електроенергії. Вище значення 1200 кВт-год/рік доступне в південних районах країни, а нижче значення близько 1000 кВт-год/рік є в північних та північно-східних частинах країни, які менш сприятливі для сонячного випромінювання.
Малюнок 4
Кількість річної електроенергії, яка може бути використана за допомогою сонячної системи номінальною потужністю 1 кВт в Угорщині
Розміщення сонячних панелей
Кількість електроенергії, яку можуть використати сонячні панелі, природно залежить від кута та орієнтації сонячних панелей. У випадку сонячних систем, підключених до електромережі в Угорщині, оптимального, найвищого урожаю можна досягти, використовуючи південну орієнтацію та кут нахилу приблизно 35 °. Однак сонячні елементи менш чутливі до напрямку, і доступна врожайність лише незначно знижується, відхиляючись від оптимального розміщення. Тому, розміщуючи сонячні панелі, не потрібно дотримуватися орієнтації та кута нахилу, які забезпечують найвищий урожай, його можна відхиляти в широких межах (рисунок 5).
Малюнок 5
Зниження виходу електроенергії за допомогою сонячних панелей в Угорщині залежно від відхилення від оптимальної південної орієнтації та кута нахилу 35 °.
Малюнок 6
Розміщення сонячних панелей на плоскому даху є традиційним,
і в більш економічний простір спосіб нещодавно використаний