Як розрахувати потрібну потужність сонячної електростанції?

Визначення потужності сонячної електростанції – найважливіший етап проектування фотоелектричної установки. Від того, наскільки правильно і точно буде визначено необхідну потужність СЕС, безпосередньо залежатиме ефективність її роботи та терміни окупності.
Вибір потужності станції визначається, перш за все, її призначенням:

• Автономна сонячна електростанція повинна повністю покривати все енергоспоживання об’єкта, її потужності має вистачати як для компенсації споживаної енергії, так і для зарядки акумуляторів. Які будуть видавати струм у моменти, коли власної генерації буде недостатньо.
• Мережева сонячна електростанція – частково покриває власне споживання електроенергії та дозволяє економити на оплаті електроенергії, що закуповується у зовнішніх постачальників. Чим більшу частину споживаної енергії покриватиме власна генерація, тим ефективнішою та економнішою буде робота підприємства.

Потужність сонячної електростанції: особливості розрахунку

Найпростіше уявлення про потужність, яку повинна мати сонячна електростанція, — вона має бути трохи більшою за потужність тих пристроїв, що буде запитувати. Але тут є кілька моментів, які потрібно враховувати:

• Не завжди всі споживачі електроенергії працюють одночасно, тому потужність СЕС може бути меншою, ніж сумарна потужність всіх електроприладів.
• Якщо проаналізувати статистику щомісячного споживання, можна відзначити певні коливання залежно від месяца. Якщо встановити спеціальний лічильник, то можна буде отримати повну картину споживання електроенергії протягом дня і тижня, де будуть чітко видно піки споживання та його мінімуми. Це важливо враховувати при виборі потужності сонячної електростанції, адже при зайвій потужності доведеться вирішувати питання з надлишками генерації. Фактично виходить, що потужність є, але вона фактично не використовується, тобто гроші витрачені даремно.

Втім, ситуація із надлишками потужності зараз вирішується досить просто – підключенням за системою Net Billing. В результаті невикористану електроенергію можна буде продавати до загальної енергосистеми за вартістю, яка діє на момент продажу. Тут просто важливо розуміти, за якою вартістю викуплятимуть у підприємства надлишки генерації, наскільки буде виправдано перевищення потужності.
З іншого боку, потужна СЕС — це можливість наростити виробництво електроенергії у періоди з низькою генерацією — йдеться про час із низькими показниками інсоляції. А саме — ранок та вечір, а також із пізньої осені до ранньої весни. Наскільки виправдане таке підвищення потужності може дати фінансово-математична модель, у якій можна описати залежність прогнозованого прибутку/продуктивності залежно від показника потужності СЕС.

Сонячні панелі: як врахувати їх особливості?

При визначенні потужності сонячної електростанції обов’язково необхідно врахувати деякі особливості, характерні для сонячних панелей:

• Тип сонячної панелі – незважаючи на однакову паспортну потужність, продуктивність сонячної панелі може відрізнятись в залежності від технології її виготовлення. Монокристалічні сонячні панелі ефективніші при розсіяному сонячному світлі, вони більш продуктивні при хмарності. Крім того, вони мають кращі характеристики для перевідбитого світла (наприклад, від снігового покриву), тому в цілому в зимовий час вони мають кращу продуктивність, ніж полікристалічні.
• Деградація – з часом ефективність сонячних панелей знижується, в середньому за 20 років експлуатації падіння потужності сонячної панелі не повинно перевищувати 15%. Але при цьому слід пам’ятати, що деградація не має лінійного характеру, найбільш активно вона проявляє себе в перший рік-два експлуатації.

Якщо аналізувати інші фактори, що впливають на розрахунок потужності сонячної електростанції, необхідно виділити наступні:

• Доступна площа — тобто ділянка, де можуть бути встановлені сонячні панелі. Чим він більший, тим більше панелей можна змонтувати, тим потужніше вийде установка. Дефіцит площі можна вирішити за рахунок встановлення потужніших моделей сонячних панелей, але це обійдеться дорожче.
• Прогнозовані втрати – вони неминучі при перетворенні електроенергії в інверторах (тут вони найбільші), а також передачі електричного струму. У середньому отримане значення потужності СЕС необхідно помножити на 1,2 – 1,3 залежно від типу та якості обраних інверторів.
• Точка встановлення сонячної електростанції – у південних регіонах продуктивність сонячної електростанції буде на 10-15 відсотків вищою, ніж у північних.
• Можливість забезпечити оптимальну орієнтацію сонячних панелей щодо напрямку на південь та кута нахилу до горизонту, відхилення від оптимальних значень веде до зниження генерації та для досягнення необхідної потужності знадобиться встановлення додаткових сонячних панелей.

Так як потреби виробництва в електроенергії з часом можуть зростати, бажано, щоб проект промислових сонячних електростанціях передбачав можливість масштабування (збільшення) потужності фотоелектричної установки.