Як працює сонячна електростанція для бізнесу

Для підприємства сонячна електростанція – це власне джерело енергії, вбудоване в наявну енергосистему. У багатьох проєктах не обов'язково відразу прагнути до повної автономності: розумніше спочатку закрити стабільне денне навантаження, а потім збільшувати встановлену потужність у міру зростання споживання, запуску нових виробничих ліній або розширення доступної площі (про те, як бізнесу нарощувати потужність СЕС поетапно, ми докладно розповідали в окремій статті.

Завдання станції у більшості проєктів – замістити частину мережевої енергії власною генерацією. Саме з цієї позиції розберемо, як працюють сонячні електростанції для бізнесу та що змінюється, якщо доповнити систему накопичувачем енергії.

З чого складається комерційна СЕС та як генерується енергія

В основі станції – фотоелектричні модулі. Сонячне світло потрапляє на кремнієві комірки, і вони виробляють постійний електричний струм. Панелі об'єднуються в стрінги, після чого енергія кабельними лініями надходить до інвертора.

Інвертор перетворює постійний струм на змінний з параметрами, необхідними для внутрішньої мережі підприємства. Після цього електроенергію можна використовувати для живлення звичайного обладнання.

Крім панелей та інверторів, СЕС для підприємства потрібні:

• опорні конструкції;

• DC- та AC-кабельні лінії;

• електричні щити;

• комутаційне обладнання;

• системи захисту та обліку;

• автоматика та моніторинг.

На великому об'єкті можуть працювати сотні чи тисячі модулів та кілька інверторів. Але для підприємства це єдина система: після перетворення вироблена енергія надходить у його внутрішню мережу.

Наприклад, бізнес-центр або офіс на сонячній енергії споживають 50 кВт·год, а панелі зараз виробляють 30 кВт. Ці 30 кВт відразу використовуються на власне споживання об'єкта, тому з мережі необхідно забрати тільки 20 кВт.

СЕС+УЗЕ: як працює сонячна електростанція для бізнесу із накопичувачами?

Сонячна генерація не завжди збігається з графіком роботи підприємства. Максимальна продуктивність припадає на день, а бізнес може активно споживати електроенергію ввечері чи працювати цілодобово.

Припустимо, о 13:00 станція виробляє 300 кВт·год, а обладнання використовує лише 220 кВт. Виникає 80 кВт надмірної потужності. Установка зберігання енергії (УЗЕ) дозволяє зберегти частину цього надлишку та використовувати його пізніше.

У такому разі принцип роботи СЕС для бізнесу виглядає так:

1. Станція забезпечує поточне навантаження.

2. Надлишок енергії заряджає накопичувач.

3. Коли генерація знижується, АКБ віддає збережену енергію.

4. Потужність, якої не вистачає, надходить із зовнішньої мережі.

Тому СЕС та УЗЕ виконують різні функції: панелі виробляють енергію, а накопичувач дозволяє перенести її використання на інший час.

Батарея також дає резерв для критичного обладнання, якщо зовнішня мережа вимикається. В умовах нестабільної енергосистеми це одна з головних причин ставити панелі разом із накопичувачами.

Навіть якщо вдень підприємство одразу використовує всю сонячну генерацію та батарея майже не дає додаткової економії, вона виконує інше завдання – страхує від блекаутів. Під час відключення УЗЕ не дає зупинитися серверам, зв'язку та ключовій техніці. Ще одна важлива функція УЗЕ — керування вартістю електроенергії. Накопичувач можна заряджати від СЕС або мережі в години нижчих цін, а використовувати енергію, коли вона дорожча. За відповідної моделі роботи підприємства накопичену електроенергію також можна продавати на ринку «на добу наперед» (РДН), отримуючи додатковий економічний ефект від системи.

Як СЕС із накопичувачами встановлюються на підприємстві

Комерційна станція має бути інтегрована в наявну електричну інфраструктуру. Тому проєктування починається з обстеження об'єкта, а не з підрахунку кількості панелей, що фізично розміщуються на даху.

Інженери оцінюють:

• фактичне навантаження та піки споживання;

• точки підключення;

• трансформатори та розподільні щити;

• кабельні лінії;

• доступну площу покрівлі чи території;

• місця для інверторів та УЗЕ;

• вимоги до резервного живлення.

Після цього визначається архітектура електростанції. Панелі можуть розміщуватись на покрівлях виробничих та складських будівель, наземних конструкціях або сонячних навісах. Від них DC-лінії йдуть до інверторів, а після перетворення змінний струм через захисне обладнання надходить у внутрішню мережу.

Якщо використовується накопичувач, він підключається через відповідне перетворювальне обладнання та систему керування.

Автоматика при цьому контролює генерацію, споживання, заряд АКБ та обмін із зовнішньою мережею. Тому те, як працює сонячна станція для бізнесу, визначається не тільки панелями: важлива коректна спільна робота всіх елементів.

Якщо підприємству потрібний резерв, окремо виділяють критичні споживачі. Це можуть бути сервери, зв'язок, охорона, холодильне обладнання, насоси чи частина виробничої лінії. Резервувати акумуляторами весь завод зазвичай не потрібно.

Як сонячна станція працює протягом доби

Робота СЕС змінюється залежно від сонячної генерації, навантаження підприємства та наявності енергії у мережі. Якщо встановлено накопичувач, він допомагає використовувати денну енергію пізніше та підтримувати об'єкт під час вимкнення.

Розглянемо, як працюють сонячні електростанції протягом дня.

Ранок

Після сходу генерація поступово зростає. Якщо підприємство споживає 150 кВт·год, а панелі виробляють 40 кВт, решта 110 кВт надходять із мережі. При відключенні мережі нестачу потужності може компенсувати АКБ.

День

У середині дня СЕС виходить на максимальну продуктивність. Можливі три сценарії:

• генерації недостатньо – об'єкт використовує панелі та мережу;

• генерація покриває навантаження – споживання з мережі мінімальне;

• з'являється надлишок – його можна направити у накопичувач.

При відключеннях УЗЕ також згладжує перепади генерації та підтримує критичні споживачі.

Вечір та ніч

Після заходу сонця панелі перестають виробляти енергію. Якщо мережа є, підприємство отримує електроенергію з неї. При відключенні резерв забезпечує накопичувач – у межах його ємності та потужності.

Тобто принцип роботи сонячної електростанції для бізнесу такий: вдень СЕС живить підприємство і заряджає акумулятор, увечері накопичувач може віддавати збережену енергію, а зовнішня мережа доповнює їх, коли власної генерації недостатньо.

Яку користь СЕС дає підприємству

Для бізнесу ключовий показник – не сама генерація, а скільки виробленої енергії підприємство використовує замість електроенергії із мережі. Чим вище власне споживання, тим помітніший економічний ефект і тим швидше окупається проєкт.

Залежно від профілю навантаження та потужності станції вона може покривати значну частину денного споживання підприємства. Наприклад, якщо в робочі години об'єкт стабільно споживає 200 кВт·год, а система виробляє 100-150 кВт, сонячна генерація в окремі години замінює 50-75% потужності, яку довелося б отримувати з мережі.

Для українського бізнесу це дає кілька практичних переваг:

• скорочення витрат на купівлю електроенергії;

• меншу залежність собівартості продукції від зміни тарифів;

• можливість використовувати власну генерацію у години високого денного навантаження;

• з АКБ – накопичення надлишків та резерв при відключеннях;

• найбільш прогнозовані енергетичні витрати на роки уперед.

Фактором ефективності тут є не специфіка бізнесу, а графік споживання об'єкта. Сонячна станція може працювати й на підприємстві з нічними змінами, але якщо ключове обладнання включається вночі, системі обов'язково знадобляться акумулятори для зберігання денної енергії.

Тому потужність електростанції розраховують щодо реального профілю навантаження. Для українських підприємств це особливо важливо: проєкт має одночасно скорочувати купівлю дорогої мережної електроенергії та підвищувати стійкість бізнесу до перебоїв енергопостачання.

СЕС для бізнесу від Atmosfera

Інженери компанії Atmosfera понад 15 років розробляють та впроваджують рішення у сфері альтернативної енергетики. Ми проводимо комплексний енергоаудит, аналізуємо профілі навантажень, розробляємо проєкт та підбираємо надійне обладнання класу Tier-1. Фахівці компанії виконують весь цикл робіт – від постачання та монтажу до налаштування автоматики та сервісного обслуговування.

Зверніться до проєктного відділу компанії Atmosfera, аби отримати індивідуальний розрахунок окупності та підібрати конфігурацію сонячної станції під завдання вашого підприємства.