Вибір місця для установки сонячної електростанції
Варіантів вибору місця для монтування сонячних панелей всього два: на даху будинку, прибудинкових спорудах або на попередньо побудованих наземних конструкціях (в межах приватного домогосподарства).
На дах рекомендується встановлювати панелі, сумарна потужність яких не більша 30кВт (це близько 200 м2). В інших випадках рекомендується розміщувати панелі на наземних конструкціях. Також можна комбінувати обидва способи.
Якщо ви вирішили встановлювати панелі на наземних конструкціях (рис.3), то потрібно знайти площу периметром 1200 м2 без затінення, яке можуть створювати дерева, будинки і т.д. Затінення можна виміряти за допомогою телефону, поставивши кутомір і прикинувши, що буде затінювати в нижчій точці при куті 30 градусів.
Рис.2 Вибір кута розташування панелей
Якщо у вас є достатня кількість необхідного місця, то переходимо до наступного етапу, в іншому випадку думаємо, як можна розмістити необхідну кількість панелей в обмеженому місці. Якщо місця на даху і площі на землі недостатньо, то існує опція розміщення панелей на багаторядній конструкції, яка дозволить заощадити частину площі. Але рішення з розташуванням панелей як і на даху, так і у вигляді багаторядної конструкції компромісне. До прикладу, при розміщенні панелей на даху, ті деколи перегріватимуться, і видаватимуть на 10% менше енергії. Що ж до підвісу, то потрібно ретельно спланувати побудову такої конструкції, щоб з максимальною ефективністю використовувати панелі. Зауважимо, що на таку конструкцію піде багато металу.
Вибрати ідеальний варіант доволі важко, адже рішення залежатимуть безпосередньо від ситуації та особливостей самого об’єкту. У всіх трьох варіантів існують свої переваги і недоліки.
Перейдемо до огляду наземних конструкції, яких існує декілька варіантів.
Найбюджетнішим варіантом слід вважати однорядну конструкцію з чорного металу. Відстань між рядами – від 4 до 5 метрів. При цьому каркас повинен розташовуватися на рівній місцевості.
Раціональним і найпоширенішим варіантом є дворядна конструкція. Різниця в ціні в залежності від способу побудови конструкції:
• З чорного металу – у 2-3 рази дорожче однорядного;
• З чорного металу зі змінним кутом – у 3-4 рази дорожче однорядного;
• Фірмові конструкції - оцинковка, алюміній і т.д – на порядок дорожче.
Рис.3 Наземна конструкція
Переважно обирають конструкцію з чорнового металу. Для довшого терміну служби, конструкції потрібно поґрунтувати і потім пофарбувати якісною фарбою.
Після вибору тупу конструкції і перед розміткою, потрібно врахувати заплановану потужність панелей, їх тип і кількість. Такі умови дозволять підібрати оптимальну довжину ряду конструкції (стрінга) і дозволять уникнути додаткових витрат на кабелі.
Варто звернути увагу на спосіб кріплення панелей до каркасу. Можна використати алюмінієві кріплення різного розміру (в залежності від висоти панелі), або ж прикріпити панель болтами через отвори для кріплення. Останній спосіб є дешевшим, проте потребує більшої точності і витраченого часу на прикріплення . Знову ж таки, спосіб кріплення обираєте самостійно, принципової різниці немає, проте слід відзначити більшу надійність кріплення на болтах.
Також можна використовувати паронітну підкладку для нівелювання контакту між алюмінієм і металічним каркасом. Або ж використовувати нержавіючі болти, що є дешевшим і ефективним рішенням.
Взагалі перед монтуванням потрібно скласти креслення конструкції. Цим, знову ж таки, можна зайнятися самостійно або звернутися за порадою до експерта.
Додаткові поради при монтуванні панелей і будівництві СЕС
Є кілька аспектів при врахуванні сумарної потужності панелей. Її потрібно сформувати з певним запасом. Чому? Недоліком виробітку енергії сонячною панеллю можна назвати перегрів. Через стрибок температури влітку, сумарний виробіток знижується від 10 до 45%, в залежності від типу конструкцій і погодних умов.
Панелі на даху матимуть найбільший показник перегріву внаслідок гіршої вентиляції повітря. Показником при купівлі- сонячної панелі, на який слід звернути увагу, є Temperature Coefficient of Pmax (температурний коефіцієнт максимальної вихідної потужності). Його можна трактувати так: на стільки впаде потужність панелі при перегріві на +1 °C від 25 °C. Нижчий коефіцієнт – краща ефективність роботи панелі. В будь якому випадку, цей коефіцієнт є на усіх панелях. Тому потрібно ставити більше панелей, з урахуванням того, що влітку або при хмарній погоді повного навантаження на інвертор не буде.
Тому економічно виправданим і технічно правильним рішенням буде встановлення комплексу панелей, які можуть продукуватимуть потужність на 15-25% процентів більшу, ніж потужність інвертора. До прикладу, для інвертора з номінальною потужністю 30 кВт доцільно приєднати панелі загальною потужністю 35 або 37,5 кВт. Більшість інверторів здатні витримати такий поріг перевантаження, але деякі моделі критично реагують на такі ситуації (можуть відмовляти у роботі).
Кожен інвертор має заявлені параметри по напрузі і струму на кожен стрінг. В технічному паспорті можна знайти графік його ККД, але згідно спостережень, найкраще інвертори працюють при високих показниках напруги, до прикладу 600 В. При більшій напрузі панель може згоріти. Тому важливо дотримуватись такого діапазону напруги на лінії і звернути увагу на такий показник як Temperature Coefficient of Voc (open circuit voltage) – темпаратурний коефіцієнт напруги розімкнутого ланцюга. Пояснюється коефіцієнт наступним чином – на стільки градусів зміниться напруга при нагріванні або охолодженні на +1 °C від стандартного показника 25 °C.
Рис.4 Сонячна панель Amerisolar AS-6P30-280P
Наведемо приклад роботи комплексу таких панелей. Поставимо 18 панелей потужністю 280 Вт в стрінг. Можемо привести приклад панелі з такою потужністю: Amerisolar AS-6P30-280P. (рис.4).
За підрахунками, загальна напруга обраховуватиметься так: Maximum Power Voltage (31.5 В) * 18 панелей = 567 (31.5*18) Вольт, що є показником , близьким до оптимальних умов, але врахувавши параметри, які близькі до реально робочих, ми побачимо, що напруга буде Max Power Voltage 28,5 В * 18 панелей= 518 В, що не є ідеальним показником, і це не беручи до уваги погодні умови у вигляді хмарності.
Тому можна поставити додаткову кількість панелей, яка вираховується наступним чином. Поділимо максимально допустиму напругу на напругу при максимальній потужності – 1000/31.5 = 31 панелей в один ряд. Але це неправильне рішення, тому що при ідеальних погодніх умовах панелі почнуть генерувати електрику на максимум і при різкому стрибку напруги електрообладнання може згоріти. Тому слід вибрати правильну кількість панелей. Спробуємо використати формулу: 1000/(Open Circuit Voltage *1,2). Отримаємо цифру 21. Тому можна ставити 21 панель для максимальної ефективності їх використання.
Визначимо потужність стрінга – 280 * 21 = 5880 кВт. Поставивши 6 таких рядів, ми отримаємо 35280 кВт загальної потужності такого комплексу.
Враховуючи те, що панелі втрачають 10% продуктивності своєї роботи вже через 10 років, доцільно спроектувати таку конструкцію, яка би змогла вмістити кілька додаткових панелей в майбутньому. Таке рішення є доволі ефективним і не потребуватиме масштабного втручання у вже змонтовану систему.
Проте існує нюанс у вигляді можливого прийняття закону (8449-д від 05.12.2018) про підвищення дозволеної потужності СЕС з 30 кВт до 50кВт на одне приватне домогосподарство. Це змінить основні показники попередніх підрахунків, хоча принцип самого підрахунку усіх параметрів залишиться тим же ж.