Обговоримо склад комплекту для будівництва мережевої, гібридної та автономної СЕС.
Будівництво будь-якої сонячної електростанції починається з аудиту. Інженери аналізують, скільки електрики споживає об'єкт, які у нього пікові навантаження, як розподілено споживання за часом доби, чи є вимоги до резервного живлення, скільки доступного простору можна залучити під фотоелектричні модулі. Це може бути дах, ділянка землі чи фасад. Виходячи з цих даних розраховують потужність майбутньої станції, підбирають обладнання та схему підключення. Лише після цього формується фінальний перелік компонентів.
Докладно розберемося, що потрібно для відкриття сонячної електростанції і як змінюється список залежно від вимог проєкту.
Основне обладнання
Базовий список охоплює три ключові компоненти:
-
сонячні панелі;
-
інвертор;
-
та (якщо потрібно) акумулятори.
Точний список того, що потрібно для сонячної електростанції, залежить від архітектури проєкту.
Мережева станція
Акумулятори не потрібні. Інвертор мережевий, розрахований на синхронізацію з мережею та передачу надлишків. Панелі підбираються за площею, бюджетом та орієнтацією даху або ділянки. Важливо, щоб сумарна потужність модулів відповідала вхідним параметрам інвертора, з урахуванням допустимого діапазону напруги та струму.
Наприклад, для сонячної електростанції на 100 кВт знадобиться близько 220-240 панелей потужністю по 430-460 Вт, один або кілька мережевих інверторів із загальною потужністю 100 кВт.
Гібридна станція
Якщо проєкт гібридний, наприклад, приватний будинок з можливістю роботи від акумулятора у разі вимкнення мережі, система ускладнюється.
Інвертор має бути гібридним (двонаправленим): він працює і з мережею, і з АКБ, вміє перемикатися між режимами, пріоритезувати навантаження.
Потрібний грамотний розрахунок акумуляторного блоку: із запасом по місткості, з урахуванням допустимої глибини розряду (DOD), кількості робочих циклів, особливостей хімії (LFP, NMC та ін.), температурних обмежень.
Наприклад, якщо будинок за ніч споживає 5 кВт·год, а необхідний резерв на 2 дні з 20% запасом, система повинна включати мінімум 12-14 кВт·год корисної місткості. Зверніть увагу: не вся заявлена місткість АКБ доступна для використання. Самі батареї часто мають убудовані BMS, вимагають грамотної комутації (DC-блоки, запобіжники, автоматичні вимикачі, шини).
Автономна система
Якщо у вас немає доступу до централізованої мережі, або ви свідомо хочете відмовитися від неї, потрібна повноцінна автономна СЕС. У ній все живлення надходить від сонця та акумулюється для цілодобового використання.
Отже, що потрібно для сонячної електростанції в Україні, якщо ви ставите автономну систему:
-
Сонячні панелі (у більшій кількості, із запасом на зиму та похмурі дні)
-
Автономний або гібридний інвертор із режимом off-grid
-
Місткий акумуляторний блок
-
Зарядний контролер (якщо панелі підключаються безпосередньо)
-
Генератор (як резерв на екстрені випадки)
-
Розширена комутація: автоматика вмикання генератора, роздільне живлення навантажень, захист від глибокого розряду.
Наприклад, для автономної СЕС на 5 кВт у приватному будинку знадобиться мінімум 6–7 кВт панелей (з урахуванням зимової генерації), інвертор із запасом потужності (6–8 кВт), акумуляторний блок на 10–15 кВт⋅год корисної місткості, а також генератор потужністю не менше 4–5 кВт для резервного живлення у похмурі дні.
Конструктив та кріплення
Конфігурація кріплень залежить від:
-
Типу поверхні (скатний або плоский дах, ґрунт);
-
Кута нахилу та орієнтації з боків світла;
-
Характеристики будівлі або ділянки (вагові обмеження, особливості покрівельного матеріалу; наявність вітрових коридорів);
-
Кліматичного навантаження (снігова та вітрова зони за ДСТУ/Єврокодами).
Розглянемо докладніше, що потрібно для встановлення сонячних батарей залежно від вимог проєкту.
Кріплення на дах
Для монтажу на скатні дахи з металочерепицею, шифером або черепицею використовуються гаки (анкерні елементи), які виводяться між хвилями покриття, не порушуючи герметичність покрівлі. До них кріпляться алюмінієві напрямні, куди монтуються панелі. Важливо, щоб гаки були з нержавіючої сталі та не піддавалися корозії.
Для встановлення на пласкі дахи використовуються:
-
Баластні системи, конструкції, які утримуються на місці завдяки власній вазі (бетонні плити або сталеві блоки). Вони не порушують цілісність даху, але потребують розрахунку навантаження на перекриття.
-
Проникне кріплення за необхідності надійної фіксації (особливо у вітрових зонах) елементи закріплюються анкерами через гідроізоляцію.
Важливо забезпечити правильну герметизацію кріплення.
Наземні установки
На відкритих ділянках панелі монтуються на палях:
-
Гвинтові підходять для більшості ґрунтів, швидко монтуються, не вимагають бетонування.
-
Забивні частіше застосовуються на щільних або скельних ґрунтах.
Палі мають бути розраховані на глибину промерзання та вітрове навантаження у регіоні. У снігових зонах (Захід України, північні області) посилюються поперечні зв'язки та збільшується крок опор. Якщо каркас слабкий, він може деформуватися під навантаженням, внаслідок чого лопається скло модуля або порушується паяння всередині.
Коли потрібний трекер
Трекер – це система, яка повертає панелі за сонцем, збільшуючи вироблення електроенергії на 15-30% на рік (залежно від регіону). Бувають односистемні (по одній осі) та двовісні. Використовуються найчастіше на промислових об'єктах, де важливо отримати максимум із кожного квадратного метра і є вільна площа.
В систему входять:
-
Приводи (електромотори);
-
Датчики освітленості та положення сонця;
-
Система аварійного паркування (якщо сильний вітер, трекери автоматично укладають панелі горизонтально).
Для роботи трекерів необхідно забезпечити окреме живлення, а сам механізм вимагає регулярного технічного обслуговування. Тому в приватних будинках їх використовують дуже рідко: вартість обслуговування та конструкцій зазвичай не виправдовуються ефективністю.
Комутація, захист, підключення
Електрична частина проєкту – те, що потрібно для встановлення сонячних електростанцій будь-якого типу, часто виявляється недооціненою. Але саме тут зосереджено більшість потенційних помилок. Панелі з'єднуються в рядки (string), де важливо дотриматися балансу напруг. До інвертора підходять високовольтні ланцюги, тут використовується спеціальний кабель PV1-F з подвійною ізоляцією, стійкий до ультрафіолету. З'єднання через MC4-конектори або розподільні коробки з байпасами.
Кожен ланцюг обов'язково проходить через автоматичний вимикач, запобіжник (якщо напруга вище 150 В), обмежувач перенапруги.
Якщо проєкт передбачає блискавкозахист, це окремий контур. За наявності акумуляторів додаються DC-автомати, роз'єднувачі, системи балансування. Всі елементи повинні бути розраховані на реальні струми та температури, інакше деградація контактів призведе до пожежі або вимкнення.
Якщо станція підключається до мережі, потрібен двонапрямний лічильник, узгоджений з оператором. Підключення здійснюється через шафу обліку з резервним каналом відключення. Для юридичних осіб – з погодженням проєктної документації, актами виконаних робіт та реєстрацією.
Моніторинг та управління
Інвертори найчастіше мають вбудований вебінтерфейс або підключаються до зовнішнього реєстратора. Через систему моніторингу відстежуються генерація, напруга треків, заряд акумулятора, історія помилок, температура, втрачена потужність.
Чек-лист від Atmosfera: що потрібно для сонячної електростанції коротко
Комплектація СЕС залежить від типу проєкту, але в будь-якому випадку йдеться не просто про купівлю панелей та інвертора. Щоб станція працювала надійно та ефективно, проєктувальники підбирають комплект обладнання з урахуванням характеристик об'єкта, кліматичних умов, режиму роботи та перспективного навантаження. Інакше система працюватиме нестабільно чи забезпечить потрібну продуктивність.
Ось із чого складається базовий комплект обладнання для сонячної електростанції:
-
сонячні панелі, підібрані за потужністю, кількістю та типом установки;
-
інвертор (мережевий, автономний чи гібридний, залежно від архітектури станції);
-
акумулятори (в гібридних та автономних СЕС);
-
система кріплень для монтажу панелей на даху, фасаді чи землі з урахуванням навантажень;
-
комутаційні елементи: кабелі, з'єднувачі, запобіжники, автомати, шинні збірки;
-
система захисту: обмежувачі перенапруги, роз'єднувачі, пристрої відключення, блискавкозахист;
-
шафа обліку з двонаправленим лічильником та підключенням до зовнішньої мережі, якщо передбачено;
-
система моніторингу – вбудована або зовнішня, для контролю генерації, помилок та стану обладнання.
В автономних або складних гібридних системах можуть додатково використовуватись зарядні контролери, резервні генератори та автоматичні блоки перемикання. Але навіть у базовому варіанті всі елементи повинні бути узгоджені між собою за параметрами струму, напруги та режимами роботи. Тому готовий комплект завжди підбирається на основі інженерних розрахунків, а не за універсальною схемою.
