Предложение по выбору типа и структуры солнечной электростанции, размещению группировок солнечных батарей на территории промышленного предприятия.

Учитывая заявленные мощности потребления и то, что территория предприятия занята несколькими зданиями, на которых можно разместить солнечные батареи, а также, учитывая планируемое строительство новых объектов, возможна реализация трех типов солнечных электростанций.
 1. Сетевая;
2. Гибридная;
3. Комбинированная.
Все предлагаемые станции построены по модульному принципу, с возможностью наращивания мощности блоками выбранного номинала, с использованием существующей внутренней электрической сети предприятия, без её изменения и без прокладки дополнительных силовых кабелей. Мы предлагаем построить станцию на солнечных модулях отечественного производства XEVEL, имеющих более широкий частотный диапазон преобразуемого светового потока по сравнению с солнечными модулями других типов, и имеющих лучшие параметры выработки электрической энергии в условиях плохой освещенности (пасмурная погода, осадки, сумерки).
1. Сетевая электростанция. Её основу составляют трехфазные сетевые инверторы, преобразующие энергию от солнечных батарей в электрическую и отдающие её во внутреннюю сеть предприятия. Солнечные батареи непосредственно подключаются к сетевым инверторам, которые находятся рядом с солнечной батареей, а трехфазные выходы инверторов параллельно подключаются к внутренней трехфазной сети объекта, в любом доступном месте. Особенность включения сетевых инверторов в России заключается в том, что при их использовании необходимо исключить переток генерируемой солнечными батареями энергии из сети предприятия в городскую сеть. Иначе счетчики учета потребляемой из городской сети электрической энергии приплюсуют к показаниям и энергию, выработанную от солнечных батарей. Данная проблема решается двумя способами: включением в состав сетевых инверторов дополнительных устройств, гасящих выработку, при уменьшении нагрузки потребления предприятия, либо установкой системы исключения перетока энергии в городскую сеть, которая коммутирует нагрузки для утилизации излишков энергии (тены) или направления её на нужные направления (подогрев воды, дополнительное освещение, обогрев, фонтаны и т.д.). Установка двунаправленных счетчиков в России пока не осуществляется, поэтому приходится прибегать к таким решениям. Учитывая, что на предприятии в настоящий момент постоянная нагрузка около 40кВт, а заявленная – до 200кВт, на функциональной схеме №1 показана сетевая электростанция, состоящая из базового комплекта мощностью 48 кВт и модулей расширения мощности (по 24кВт каждый), с расширением до 200 кВт.
Базовый комплект построен на сетевых инверторах SMA Sunny Tripower 25000TL-30. Состав базового комплекта:
Наименование               количество цена всего
Солнечные панели XEVEL (Россия)                               384 шт.                6000               2304000
Сетевой инвертор SMA(Германия) 25кВт                          2 шт.            350000                 700000
Утилизатор нагрузки (от перетока)                                      1 шт.           100000                  100000
итого: 3134000 (три миллиона сто тридцать четыре тысячи рублей)

Данная сумма показывает стоимость электронных компонентов станции, без учета проводов, крепежа, коммутационных устройств, необходимых в работе, без учета монтажных конструкций и без учета работ по монтажу и пусконаладочных работ.

 Стоимость одного модуля расширения на 24 кВт:
 Наименование                                                       количество              цена                       всего
Солнечные панели XEVEL (Россия)                           192 шт.              6000                  1152000
 Сетевой инвертор SMA(Германия) 25кВт                     1 шт.          350000                    350000
итого: 1502000 (один миллион пятьсот две тысячи рублей).
При отсутствии солнца сетевая электростанция транслирует напряжение из городской сети потребителю, не прекращая электроснабжения. Недостаток сетевой электростанции состоит в том, что при исчезновении напряжения в городской электросети, выработка энергии станцией тоже прекращается, так как сетевое напряжение выступает опорным для сетевых инверторов электростанции.
 2. Гибридная электростанция.
Построена на отечественных трехфазных инверторах МАП DOMINATOR 48-20, представлена на функциональной схеме №2. В отличие от сетевой станции, в гибридной станции нет прямой связи городской сети с внутренней сетью предприятия. Поступление энергии во внутреннюю сеть из города идет через МАП, который ограничивает мощность, передаваемую в нагрузку своим номиналом. В МАПе устанавливается приоритет использования энергии от солнечных батарей, при котором в дневное время обеспечение объекта происходит от энергии солнца. Чтобы увеличить мощность генерации и мощность, которую возможно забрать из городской сети, параллельно первому МАПу подключаются дополнительные (Модули расширения), до достижения требуемой мощности забора. Особенность работы МАПов заключается в том, что они не могут работать без аккумуляторов, заряжать которые от солнечных батарей необходимо контроллерами заряда аккумуляторов, что значительно удорожает систему.
На рис 2 приведена функциональная схема гибридной станции, построенной на трёхфазном инверторе МАП DOMINATOR 48-20 (Россия). Состав базового комплекта:
 Наименование количество цена всего
Солнечные панели XEVEL 125 Вт (Россия)              324 шт.            6000             1944000
Инвертор МАП (Россия) 40,5кВт                                   3 шт.         222700               668100
 Контроллер заряда ECO Энергия МАП                        8 шт.          40900                327200
 Аккумулятор 200Ач ,12В МНВ AGM                           16 шт.          30000                480000
Итого: 3419300 (три миллиона четыреста девятнадцать тысяч триста рублей)
 Стоимость одного модуля расширения на 24 кВт:
Наименование                                                           количество             цена                 всего
Солнечные панели XEVEL 125 Вт (Россия)                  192 шт.            6000             1152000
Инвертор МАП (Россия) 24кВт                                           3 шт.        129000               387000
 Конт. ECO Энергия МАП MPPT Pro 200/100                    5 шт.           40900             204500
Аккумулятор 200Ач, 12В MHB AGM                                 16 шт.          30000              480000
Итого: 2223500 (два миллиона двести двадцать три тысячи пятьсот рублей)
 Данная сумма показывает стоимость электронных компонентов станции, без учета проводов, крепежа, коммутационных устройств, необходимых в работе, без учета монтажных конструкций и без учета работ по монтажу и пусконаладочных работ. Очевидно, что стоимость монтажных и пусконаладочных работ в данном виде станции будет больше, так как в её состав входит больше оборудования. Данный вид электростанции хорош, когда требуется резервирование (накопление энергии). В расчете приведен минимально возможный комплект аккумуляторов, но для мощной станции такого набора крайне мало. Ёмкость аккумуляторов надо увеличивать, исходя из необходимого времени автономной работы.
3. Комбинированная электростанция
Приведена на рис.3. В её основе лежит гибридная электростанция, модулями расширения которой являются модули расширения сетевой станции, что удешевляет систему в целом. Но такое решение ограничивает приток энергии из городской сети, определяемый мощностью инвертора МАП. Это существенный недостаток данной станции. Мощность доступной энергии из сети можно увеличить числом дополнительных инверторов, простым параллельным включением. При этом нет необходимости использования дополнительных солнечных батарей. Такая схема хороша, когда необходимо обеспечить бесперебойное питание объекта днем. Передаваемая от инвертора МАП энергия будет опорной для сетевых инверторов SMA. Поэтому если в городской сети прекратится энергоснабжение, то у собственника этой сети выработка энергии продолжится.

ОБЩАЯ РЕКОМЕНДАЦИЯ РАЗРАБОТЧИКА:
 Исходя из сделанных расчетов, рекомендуем для реализации проекта использовать сетевую электростанцию, с добавлением в схему автономной трехфазной станции малой мощности, которая будет формировать опорное напряжение для сетевых инверторов SMA, при исчезновении энергии в городской сети, обеспечит бесперебойное и качественное питание объекта. Данное решение прилагаем на рис. 4. (сетевая станция в сочетании с автономной). Мощность базового комплекта станции возрастет с 48 до 54 кВт, появится режим бесперебойного питания в светлое время суток (при отключении напряжения в городской сети станция продолжит выработку энергии). Стоимость базового комплекта увеличится на 673600 рублей и составит 3807600 рублей (три миллиона девятьсот семь тысяч шестьсот рублей). Модуль расширения на 24 кВт – 1502000 рублей. Данные цены приведены для понимания порядка ценообразования станции. Стоимость может увеличиваться или уменьшаться пропорционально выбранной мощности. Мощность модуля расширения можно изменять, так как модельный ряд сетевых трехфазных инверторов лежит в диапазоне от 5 до 60 кВт (5,6,7,8,9,10,12,15,17,20,25,60 кВт). К примеру, на гараже предприятия можно разместить группировку солнечных батарей мощностью до 10 кВт. Поэтому к этой группировке подойдет сетевой инвертор мощностью 10 кВт. В сеть предприятия, при необходимости, возможно установить однофазные сетевые инверторы.

Предложения по размещению группировок солнечных батарей.

 Считаем возможным размещение группировок солнечных батарей на следующих объектах:
1. Крыша здания основного цеха с использованием солнечного трекера UST-HSAT .
 2. Крыша гаража (фиксированная конструкция).
 3. Крыша административного здания с использованием солнечного трекера UST-HSAT.
 4. Южный забор вдоль цеха (фиксированная конструкция).
 5. Трекер UST-VSAT, установленный на вышке (до 6м), в восточной части земельного участка.
 6. Крытая солнечными батареями автостоянка и крыши новых объектов (в будущем).
 Количество размещаемых на каждом объекте солнечных панелей рассчитывается после обследования объектов исполнителем. Стоимость солнечных трекеров и фиксированных конструкций уточняется после разработки проектов по каждому объекту.
Ориентировочная стоимость стандартных солнечных трекеров: UST-HSAT – 1450000 рублей, UST-VSAT – 1100000 рублей. Уменьшение или увеличение стоимости трекеров зависит от условий их размещения, мощности и требований заказчика.
Для примера, упрощенная схема размещения солнечного трекера UST-HSAT, несущего 300 солнечных панелей, приведена на рис.5.

Солнечные трекеры увеличивают производительность энергосистем, предотвращают разрушение солнечных батарей от сильного ветра, от тяжелых осадков (автоматически переводят в горизонт или в вертикальное положение рабочую поверхность трекера), сокращают эксплуатационные расходы энергосистем в зимнее время (уменьшают расходы на чистку снега и т.д.). Обслуживание посезонное (смазка движущихся узлов). Подробную информацию о солнечных трекерах прилагаем.
После утверждения структуры солнечной электростанции и определения месторасположения группировок солнечных батарей и их состава, мы готовы приступить к более детальному расчету её стоимости и проектированию. Мы являемся региональными представителями производителей предлагаемой продукции, поэтому имеем возможность обеспечить заявленные производителями гарантии, техническую поддержку и сервис. Дополнительная справочная и техническая информация по оборудованию размещена на нашем сайте: www.ust.su/solar/catalog/
Надеемся на взаимовыгодное сотрудничество.
С Уважением, ООО «Энергосистемы», г.Пенза, 28.03.16