1. Яка площа потрібна для сонячної електростанції?
2. Сонячна електростанція на похилому даху
3. Сонячна електростанція на плоскому даху
4. Наземна сонячна електростанція
5. Вироблення електроенергії в різних регіонах України
6. Як встановити приватну сонячну електростанцію: поради та рекомендації фахівців
7. Рекомендації для промислових ФЕС

28.05.2016 р

Яка площа потрібна для сонячної електростанції?

Сонячні батареї все частіше розглядаються в Україні як надійний альтернативне джерело отримання електроенергії як для приватних домогосподарств, так і для промислових об'єктів. При цьому високі ставки зеленого тарифу привертають в галузь серйозні інвестиції для будівництва потужних промислових сонячних електростанцій.

Один з головних питань, яке неминуче виникає перед кожним, хто вирішив зайнятися будівництвом ФЕС - яка площа буде потрібно, щоб встановити сонячну електростанцію заданої потужності і які чинники впливають на її остаточний розмір. Відповіді на це важливе питання і присвячена наведена нижче стаття.

Розмір площі, яка буде потрібно для розміщення сонячної електростанції - один з важливих параметрів для проведення проектування ФЕС. При цьому слід розуміти, що розмір площі знаходиться в практично прямій залежності від максимальної потужності сонячної станції - чим більше фотоелектричних модулів (сонячних батарей) буде змонтовано, тим більше буде потужність, але і тим більша площа буде потрібно для їх установки. Щоб побудувати сонячну станцію потужністю 10 кВт, буде потрібно встановити 40 сонячних модулів потужністю 250 Вт. З огляду на, що площа одного модуля - 1,6 кв.м, відповідно, для монтажу всієї системи, що складається з 40 модулів, буде потрібно близько 65 кв.м. Крім того, до цієї площі доведеться додати технологічні проходи. Плюс - відстань між окремими модулями, щоб запобігти взаємне затінення панелей. З урахуванням всіх допусків, для монтажу сонячної електростанції потужністю 10 кВт потрібно площу близько 75 кв.м.

Відштовхуючись від площі, яку буде займати сонячна електростанція, можна приступати до вибору місця, яке забезпечить найбільшу ефективність роботи СЕС. Крім площі, на вибір місця для установки ФЕС, впливає ще кілька чинників:

• Географічні координати.
• Спосіб кріплення сонячних модулів - будуть використовуватися стаціонарні металоконструкції або проектом передбачена установка динамічних систем - трекерів.
• Кут нахилу, під яким будуть змонтовані сонячні модулі.
• Просторова орієнтація об'єктів станції.

Сонячна електростанція на похилому даху

Найактуальніше і найбільш затребуваний варіант розміщення сонячних панелей для приватних домогосподарств . Оскільки скат даху вже має певний кут нахилу, при розміщенні на ньому фотоелектричних батарей вирішується проблема взаємного затінення панелей. При цьому і площа, яку займає сонячними батареями, буде мінімально можливою. Для такої системи найпростіше проводити розрахунки - площа буде дорівнює сумарній площі власне сонячних батарей плюс - технологічні проходи, які необхідно залишити для проведення обслуговування модулів при їх подальшої експлуатації. В середньому, сонячна електростанція на похилому даху займає близько 75 кв.м.

Сонячна електростанція на плоскому даху

Розміщення СЕС на плоскому даху - варіант, який найчастіше використовується для великих промислових господарств , Які хочуть задіяти дахове простір, що має велику площу. Для поліпшення міцності конструкції, а також підвищення опірності погодних умов, кут нахилу при монтажі сонячних батарей на пласкій покрівлі вибирають близько 10-15 градусів. Таке значення вибирається виходячи з декількох чинників:

• Малий кут нахилу сонячних панелей зменшує парусність (навантаження, створювану повітряним потоком на конструкцію) сонячної станції - це дозволяє зменшити вагу самої конструкції, до якої монтуються сонячні панелі (як наслідок - зниження навантаження на несучі конструкції самої будівлі, це важливий фактор при проектуванні дахової сонячної станції), а також вибрати кріплення простіше і дешевше.
• Невелике значення кута нахилу дозволяє уникнути взаємного затінення сонячних модулів - це дає можливість розташувати ряди модулів якомога ближче один до одного, тим самим - скоротити займану станцією площа, що дуже важливо, враховуючи обмеженість дахового простору.

За розрахунками, для установки сонячної електростанції потужністю 10 кВт на плоскому даху буде потрібно близько 125 кв.м.

Наземна сонячна електростанція

При наявності достатньої кількості вільної території, самим раціональним способом є установка сонячних батарей під кутом, близьким до оптимального для цієї широти. Такий спосіб установки модулів є найбільш оптимальним з точки зору оптимізації генерації, дозволяючи збільшити сумарну вироблення електроенергії і прискорити термін окупності капіталовкладень, що включають витрати на проектування сонячної станції, а також покупку устаткування, його інсталяцію і проведення пуско-налагоджувальних робіт. Наземне розташування сонячної електростанції з установкою сонячних панелей під оптимальними кутами - відмінний варіант як для станцій промислового призначення , Так і приватних господарств.

Існує кілька підходів до вибору фіксованого кута нахилу сонячних панелей при наземному розміщенні ФЕС:

• Фіксований кут - підбирається таким чином, щоб забезпечити максимальний обсяг генерації електроенергії протягом року. Такий варіант найчастіше використовується при будівництві комерційних сонячних електростанцій.
• Кут нахилу, зафіксований в положенні, найбільш ефективному для експлуатації під час зимового сезону. Такий варіант найбільш затребуваний у випадках установки СЕС в якості системи резервного електроживлення для покриття великої пікового споживання електроенергії в зимовий період.
• Кут нахилу, зафіксований в положенні, найбільш ефективному для експлуатації в літньому сезоні. Такий варіант установки оптимально підходить для об'єктів, які потребують електриці тільки в літній період - дачі, пансіонати, будинки відпочинку і т.д.
• Установка панелей, що дозволяє змінювати положення кута нахилу панелей 2 рази в рік - щоб забезпечити максимальні обсяги генерації, кут встановлюється в залежності від сезону - зимового або весняно-літнього. Такий варіант підходить для використання в комерційних сонячних електростанціях, якщо є необхідні ресурси для періодичної зміни орієнтації сонячних модулів.
• Одноосьова трекерна система - за рахунок відстеження положення сонця, дозволяє збільшити генерацію на 20-30% (при супроводі переміщення сонця протягом світлового дня) і на 10% (при відстеженні середньорічного переміщення) в порівнянні з монтажем сонячних модулів на стаціонарних металоконструкціях.
• Двовісна трекерна система - така динамічна система дозволяє збільшити генерацію електроенергії на 30-40%, якщо порівнювати продуктивність СЕС з сонячними панелями на стаціонарних металоконструкціях.

Кожен з наведених прикладів має свої позитивні і негативні сторони. Наприклад, використання трекерна систем дозволяє відчутно підвищити генерацію електрики, але для установки динамічної системи буде потрібно набагато більше площі. До того ж, крім збільшення витрат на будівництво станції, трекерна система вимагає і великих витрат на технічне обслуговування. З іншого боку, використання фіксованого кута нахилу в СЕС з монтажем фотоелектричних модулів на стаціонарних конструкціях дозволяє мінімізувати витрати на техобслуговування, але при цьому і кількість виробленої електроенергії теж буде менше.

Найчастіше кут нахилу фіксують в положенні, яке забезпечує найбільшу кількість вироблення електроенергії в режимі цілорічної генерації. В такому випадку, в зимовий час вироблення електроенергії буде мінімальною. Якщо ФЕС використовується для резервного (автономного) енергозабезпечення об'єкта, то необхідно передбачити можливість компенсації потрібної кількості електрики в зимовий період.

З урахуванням того, щоб оптимальний кут нахилу (для широт, в яких розташована Україна, коливається в діапазоні від 30 до 35 градусів) забезпечував максимальної обсяг генерації, сонячні модулі необхідно розташовувати на місцевості з таким розрахунком, щоб уникнути взаємного затінення. В цьому випадку при монтуванні фотомодулів на стаціонарних (тобто без можливості надалі вручну або механічно змінювати орієнтацію і кут нахилу сонячної панелі) конструкціях, для розміщення СЕС потужністю 10 кВт потрібно площу близько 170-200 кв.м.

якщо наземна сонячна електростанція буде змонтована з використанням одноосьових трекерів, то для розміщення сонячних батарей сумарною потужністю 10 кВт потрібно більше площі - близько 130 кв.м. (В деяких випадках - можливо навіть більше). Це викликано тим, що в трекерної системі протягом дня значення кута нахилу змінюється в залежності від руху сонця. Тому в ранкові та вечірні години, коли сонце знаходиться низько, щоб домогтися оптимальної освітленості сонячної панелі, кут нахилу може досягати значення в 50-55 градусів. У цьому випадку, щоб уникнути взаємного затінення панелей (яке в результаті може мінімізувати ефект, який досягається за рахунок установки трекерів), відстань між сусідніми трекера необхідно збільшити. Оскільки відповідно до чинного зараз законодавством України, що регулює сонячну енергетику, зелений тариф для приватних домогосподарств для ФЕС, змонтованих на землі, не поширюється, варіант з установкою сонячних модулів на трекерах більш підходить для промислових сонячних електростанцій.

Останнім часом все більша кількість наземних комерційних електростанцій будуються з установкою двуосного поворотних трекерів. Це дозволяє змінювати кут нахилу площини сонячної панелі в більш широкому діапазоні значень, але при цьому буде потрібно і більше площі для розміщення ФЕС - для цього типу станцій розмір площі, необхідної для монтажу всього обладнання, буде максимальний.

Наведені вище приклади розрахунку площі для станції потужністю 10 кВт застосовні і для розрахунків необхідної площі для більших станцій. Наприклад, якщо мова йде про СЕС потужністю 100 кВт, то, в залежності від способу установки, розмір площі, розрахованої для станції 10 кВт, необхідно помножити на 10.

При цьому слід розуміти, що зазначені в статті розрахунки носять усереднений характер, точний розмір майданчика, необхідний для установки сонячної електростанції, можна розрахувати, виходячи з реальних умов місцевості. Використовуючи саме передове спеціалізоване ПО для проектування фотоелектричних станцій, наш конструкторський відділ проведе 3D моделювання майбутнього майданчика, здійснить максимально точну оцінку затінення і видасть розрахунок виробництва електроенергії вашої СЕС, в тому числі - в різні періоди року, по місяцях, денний графік і т.д .

Вироблення електроенергії в різних регіонах України

Обсяг електроенергії, що виробляється фотоелектричної станцією, безпосередньо пов'язаний з регіону розміщення. Крім того, він впливає і на вибір оптимального значення кута нахилу площини сонячної батареї. На діаграмі приведені результати моделювання середньорічний вироблення електроенергії для фотоелектричної станції потужністю 10 кВт для трьох основних (Північний, Центральний та Південний) регіонів України в залежності від кута нахилу панелі сонячної батареї. При проведенні розрахунків було прийнято, що кут нахилу 10-15 градусів для ФЕС, розміщеної на плоскому даху, відповідає 20-45 градусів при розташуванні СЕС на похилому даху, а для ФЕС з наземним монтажем в цьому випадку значення кута нахилу становитиме близько 30- 35 градусів.

Якщо проаналізувати отримані результати, то можна зробити основний висновок - обсяг генерації сонячної станції незначно змінюється в залежності географічного від розташування ФЕС , Що дозволяє проводити установку фотоелектричних систем у всіх областях України .

Як встановити приватну сонячну електростанцію: поради та рекомендації фахівців

Оптимальним варіантом для установки приватної (домашньої) сонячної електростанції є її розміщення на даху. При такій установці не скорочується використовувана площа земельної ділянки, що особливо важливо, якщо мова йде, наприклад, про невеликому дачній ділянці. Крім того, на користь такого варіанту говорить і той факт, що держава, згідно чинного законодавства, буде викуповувати надлишки виробленої електроенергії за зеленим тарифом для приватних домовласників в разі, якщо вона згенерована фасадної або дахової ФЕС, чия потужність не перевищує 30 кВт.

Рекомендації для промислових ФЕС

Великі потужні сонячні електростанції промислового призначення вигідніше розміщувати на землі. Перш за все, за рахунок зменшення кута нахилу при монтажі сонячних панелей можна скоротити займану станцією площа. З іншого боку, при такому підході, на виділеній ділянці можна буде встановити більше число сонячних модулів, що призведе до збільшення потужності станції і, як наслідок, до збільшення обсягів генерується електроенергії.

Для великих промислових господарств більш вигідним буде розміщення ФЕС на наземних конструкціях. Це пояснюється в першу чергу можливістю комерційних сонячних електростанцій продавати за зеленим тарифом ту енергію, яка вироблена на наземних конструкціях. Збільшення обсягів виробленої електроенергії при зниженні витрат - дуже важливий фактор при роботі СЕС за зеленим тарифом.

Узагальнюючи результати дослідження, відзначаємо необхідну площу для установки сонячної електростанції потужністю 10 кВт в залежності від методу монтування сонячних модулів:

• Дахова скатна СЕС - 75 кв.м.
• Дахова СЕС при установці на плоский дах - 125 кв.м.
• ФЕС на статичних наземних конструкціях - від 170 до 200 кв.м.
• Для СЕС, які використовують одновісні трекерна системи - від 230 кв.м

Наведені результати - усереднені, вони актуальні для типової ФЕС і можуть відрізнятися в залежності від конкретних умов місцевості. Для отримання докладної і більш детальної інформації для вибору місця для розміщення сонячної станції звертайтеся до головного офісу компанії Рентехно. Наші інженери-проектувальники, виходячи з особливостей місцевості і проекту, виберуть оптимальний варіант монтажу сонячних модулів, а також підберуть комплект необхідного обладнання, який буде оптимально відповідати завданням, які ставить замовник перед СЕС.

Співпраця з компанією Рентехно - це реалізація проектів об'єктів сонячної генерації «під ключ» від первісної ідеї до запуску станції для роботи за зеленим тарифом.

печатка