Выбор и установка СЭС. Главные особенности

Антон Петров, инженер технической поддержки ENERGON,
Михаил Фролов, ведущий инженер ENERGON

Солнечные электростанции (СЭС) набирают все большую популярность в нашей стране, доказав свою эффективность и способность обеспечить электроэнергией как частные домовладения, так и промышленные объекты. Расскажем об основных принципах работы СЭС, особенностях их установки и эксплуатации.

Солнечные электростанции бывают 4-х видов:

1. Станции постоянного тока.
   Этот тип СЭС не включает в себя инвертор и используется для питания освещения либо видеонаблюдения, а также других видов маломощного потребления от сети постоянного тока.

2. Автономные электростанции.
   В состав этих систем входит многофункциональный инвертор, который может распределять потребителям энергию и от солнца, и от сети одновременно.

3. Гибридные электростанции.
   Отличие от автономных систем заключается в наличии дополнительной функции инвертора — возможность экспортировать (продавать) излишки солнечной энергии в сеть.

4. Сетевые солнечные электростанции. Такие станции отдают энергию сразу же потребителям. В их составе — солнечные модули и сетевой инвертор, который перенаправляет энергию потребителю либо экспортирует ее в сеть. Без сети данные станции не работают. Эти СЭС используются с целью сокращения расходов на электроэнергию, полученную от сети.

Для частного использования, например, в загородных домах и на дачах, обычно устанавливаются автономные СЭС (пункт 2 списка).

Принцип работы любой СЭС следующий: кремниевые фотоэлементы в составе солнечных панелей преобразуют солнечную энергию в постоянный ток. Контроллер выравнивает напряжение постоянного тока до необходимого уровня и распределяет поток электроэнергии между накопителем (АКБ) и потребителями. В аккумулятор идет постоянный ток, а к потребителям энергия поступает через дополнительный блок — инвертор. Инвертор преобразует постоянный ток в переменный для дальнейшего использования. Все бытовые электроприборы запитываются переменным током. В современных солнечных инверторах контроллер встроен в конструкцию устройства.

Может ли СЭС заменить традиционную энергосеть?

Теоретически с помощью альтернативных источников электропитания можно добиться полной автономности объекта, но здесь важно учитывать уровень нагрузки на СЭС и объем потребления энергии. Пользователям нужно уметь не только накапливать и хранить электроэнергию, сгенерированную солнечными модулями, но и грамотно распределять суточное потребление. Для маленьких систем, которые обеспечивают электричеством, например, дачный дом, генерации СЭС будет достаточно, а при более существенных объемах потребления энергии специалисты рекомендуют иметь запасной источник питания на случай пасмурной погоды или непредвиденных обстоятельств. В качестве альтернативы подойдет бензогенератор или сеть. 

На чем можно сэкономить при покупке солнечной электростанции? Чтобы снизить затраты на оборудование, необходимо правильно оценивать объем электроэнергии, который планируется потреблять в сутки, в месяц, за год. Исходя из этих данных специалисты рассчитывают емкость аккумуляторных батарей, входящих в систему, мощность солнечных модулей и мощность инвертора. Грамотный подбор всех составляющих солнечной станции приведет к экономии денежных средств и поможет найти идеальный баланс между генерацией и потреблением электроэнергии. Использование современного эффективного оборудования также способствует снижению затрат при покупке СЭС. Чем эффективнее работают солнечные модули, тем выше генерация электроэнергии. Это позволит добиться оптимальной стоимости одного кВт*ч. Экономить на крепежных элементах при установке солнечной станции представители ENERGON категорически не рекомендуют.

Как правильно рассчитать мощность СЭС?

Специалисты в области энергетики осуществляют подобные вычисления с помощью профессионального программного обеспечения. Программа помогает рассчитать объем солнечной генерации для определенного региона, ведь уровень инсоляции (облучения поверхности солнечным светом) различен в зависимости от географического положения объекта. Чем обширнее опыт специалиста-энергетика, чем больше инструментов в его распоряжении, тем качественнее будет произведенный расчет. От заказчика при этом требуется четкое понимание, какие цели он ставит, приобретая солнечную электростанцию, чтобы избежать переплат за мощность оборудования, и чтобы инженеры могли правильно рассчитать конфигурацию элементов системы генерации. 

За основу расчета берется количество приборов потребления и локация объекта, на котором планируется установка СЭС. Важно правильно спроектировать расположение солнечных модулей и рассчитать их количество, исходя из потребностей клиента. Если заказчику нужно электропитание только на летний сезон, проектируется один угол наклона солнечных модулей, если планируется круглогодичная солнечная генерация — другой угол наклона, оптимальный для генерации в течение года. Для некоторых типов объектов необходимо выбирать угол не по оптимальности генерации, а препятствующий скоплению снега на солнечных модулях. Число модулей определяют в соответствии с электрическими параметрами силового оборудования (инверторов и контроллеров), и их еще нужно правильно распределить. Сам инвертор подбирается по максимальной мощности нагрузки. Специалисты ENERGON советуют брать инвертор с запасом по мощности на случай, если вы захотите в будущем увеличить количество подключаемых модулей. Не стоит забывать и о правильном подборе аккумуляторов для СЭС. Если вы планируете пользоваться энергией в течение всего дня, значит вам необходимо накопить в светлое время суток запас энергии, достаточный и для собственного потребления, и для создания резерва. 

При установке солнечной станции лучше довериться опыту профессионалов. Можно, конечно, попробовать изучить вопрос и смонтировать СЭС самостоятельно, но нужно понимать, что вся ответственность за результат тогда ляжет на вас. Чтобы смонтировать систему самому, необходимо не только иметь определенные знания в сфере энергетики и электромонтажа, но и понимать принципы устройства солнечной электростанции. Поскольку большинство из нас такими знаниями не обладает, установкой солнечных станций обычно занимаются квалифицированные специалисты.

Требуется ли дополнительная защита для солнечных панелей?

Если мы говорим об угрозе механических повреждений, то панели произведены таким образом, что они защищены от влаги и других внешних воздействий. Закаленное стекло и алюминиевые рамы гарантируют, что панели выдержат даже крупный град, а попадание на них осадков в виде дождя и снега, наоборот, способствует лучшей генерации энергии, так как очищает модули от загрязнения. Что касается электрической защиты, то она, скорее, нужна основному силовому оборудованию: это защита от перегрузок по току (автоматические выключатели) и от перегрузок по напряжению (УЗИП). УЗИПы рекомендуется использовать как в цепях постоянного тока, так и в цепях переменного тока. Причем в цепи подключения солнечных модулей рекомендуется ставить отдельно УЗИП непосредственно рядом с модулями и отдельно рядом с инвертором. Это общие правила эксплуатации для электроустановок. Никаких специфических правил для СЭС не существует. От владельцев солнечной станции требуется лишь содержать модули в чистоте — счищать с них листву и снег. Это нужно для достижения максимальной генерации электроэнергии.