Как рассчитать необходимую мощность солнечной электростанции?

Определение мощности солнечной электростанции — важнейший этап проектирования фотоэлектрической установки. От того, насколько правильно и точно будет определена необходимая мощность СЭС, буде напрямую зависеть эффективность её работы и сроки окупаемости.
Выбор мощности станции определяется, прежде всего, её предназначением:

Автономная солнечная электростанция — должна полностью покрывать все энергопотребление объекта, её мощности должно хватать как для компенсации потребляемой энергии, так и для зарядки аккумуляторов. Которые будут выдать ток в моменты, когда собственной генерации будет недостаточно.
Сетевая солнечная электростанция — частично покрывает собственное потребление электроэнергии и позволяет экономить на оплате электроэнергии, закупаемой у внешних поставщиков. Чем большую часть потребляемой энергии будет покрывать собственная генерации, тем более эффективной и экономной будет работа предприятия.

Мощность солнечной электростанции: особенности расчета

Самое простое представление о мощности, которую должна иметь солнечная электростанция, — она должна быть немного больше мощности тех устройств, что будет запитывать. Но здесь есть несколько моментов, которые необходимо учитывать:

Далеко не всегда все потребители электроэнергии работают одновременно, поэтому мощность СЭС может быть меньше, чем суммарная мощность всех электроприборов.
Если проанализировать статистику ежемесячного потребления, то можно отметить определенные колебания в зависимости от месяца. Если установить специальный счетчик, то можно будет получить полную картину потребления электроэнергии в течение дня и недели, где будут четко видны пики потребления и его минимумы. Это важно учитывать при выборе мощности сетевой солнечной электростанции, ведь при излишней мощности придется решать вопросы с излишками генерации. Фактически получается, что мощность есть, но она фактически не используется, другими словами — деньги потрачены зря.

Впрочем, ситуация с излишками мощности сейчас решается достаточно просто — подключением по системе Net Billing. В результате неиспользованную электроэнергию можно будет продавать в общую энергосистему по стоимости, которая действует на момент продажи. Здесь просто важно понимать, по какой стоимости будут выкупаться у предприятия излишки генерации, насколько будет оправдано превышение мощности.
С другой стороны, мощная СЭС — это возможность нарастить производство электроэнергии в периоды с низкой генерацией — речь идет о времени с низкими показателями инсоляции. А именно — утро и вечер, а также с поздней осени до ранней весны. Насколько оправдано такое повышение мощности может дать финансово-математическая модель, в которой можно описать зависимость прогнозируемой прибыли/производительности в зависимости от показателя мощности СЭС.

Солнечные панели: как учесть их особенности?

При определении мощности солнечной электростанции обязательно необходимо учесть и некоторые особенности, характерные для солнечных панелей:

Тип солнечной панели — несмотря на одинаковую паспортную мощность, производительность солнечной панели может отличаться в зависимости от технологии её изготовления. Монокристаллические солнечные панели более эффективны при рассеянном солнечном свете, они более производительны при облачности. Кроме того, они обладают лучшими характеристиками для переотраженного света (например, от снежного покрова), поэтому в целом в зимнее время они обладают лучшей производительностью, чем поликристаллические.
Деградация — со временем эффективность солнечных панелей снижается, в среднем за 20 лет эксплуатации падение мощности солнечной панели не должно превышать 15 %. Но при этом следует помнить, что деградация не носит линейный характер, наиболее активно она проявляет себя в первый год-два эксплуатации.

Если анализировать другие факторы, которые влияют на расчет мощности солнечной электростанции, то необходимо выделить следующие:

Доступная площадь — то есть участок, на котором могут быть установлены солнечные панели. Чем он больше, тем большее количество панелей можно смонтировать, тем мощнее получится установка. Дефицит площади можно решить за счет установки более мощных моделей солнечных панелей, но это обойдется дороже.
Прогнозируемые потери — они неизбежны при преобразовании электроэнергии в инверторах (здесь они самые большие), а также при передаче электрического тока. В среднем, полученное значение мощности СЭС необходимо умножить на 1,2 — 1,3 в зависимости от типа и качества выбранных инверторов.
Точка установки солнечной электростанции — в южных регионах производительность солнечной электростанции будет на 10-15 процентов выше, чем в северных.
Возможность обеспечить оптимальную ориентацию солнечных панелей относительно направлению на юг и угла наклона к горизонту, отклонение от оптимальных значений ведет к снижению генерации и для достижения необходимой мощности потребуется установка дополнительных солнечных панелей.

Так как потребности производства в электроэнергии со временем могут расти, то желательно, чтобы проект промышленных солнечных электростанциях предусматривал возможность масштабирования (увеличения) мощности фотоэлектрической установки.