Нижче розберемо, що входить у комплект сонячної електростанції мережевого, гібридного та автономного типу, щоб ви розуміли, з яких вузлів формується система, як вони пов'язані між собою та що закладають у кошторис на етапі проєктування.
Комплект фотомодулів
Панелі підбирають за типом комірок, площею та електричними параметрами. Сьогодні масовий стандарт для приватних об'єктів електроенергетики – це монокристалічні модулі 400–560 Вт з технологіями PERC, TOPCon або HJT. Полікристал фактично пішов із нових проєктів, тонкоплівкові використовуються тільки в нішевих (наприклад, для автобудинку, фасаду, малих архітектурних форм).
У комплект сонячних батарей хоч для мережевої, хоч для гібридної сонячної станції входить не тільки сам фотомодуль, але і все, що необхідно для його монтажу та роботи у складі СЕС:
-
алюмінієві напрямні та притискачі для кріплення на даху або на землі,
-
спеціальні кабелі PV1-F, стійкі до сонця та вологи,
-
стандартні роз'єми MC4 для з'єднання панелей між собою та з інвертором,
Ще заземлювальні елементи, які забезпечують безпеку системи під час грози та захищають від статичної електрики.
Скільки потрібно панелей?
Кількість сонячних батарей, що входить до комплекту, визначається відразу кількома факторами.
Насамперед інженери дивляться на річне споживання об'єкта. Припустимо, якщо будинок витрачає близько 6000 кВт·год на рік, це означає, що потрібно приблизно 12–15 панелей по 400–500 Вт кожна. Якщо витрата вища, наприклад, 10 000 кВт·год, то комплект вже зросте до 20–24 панелей. Саме тому, коли ви вирішуєте купити домашню сонячну електростанцію, розрахунок кількості модулів завжди починається з аналізу ваших фактичних витрат.
Кожна панель займає приблизно 2 м², тому стандартна установка 22–26 модулів по 400–460 Вт для типової мережевої СЕС 10 кВт вимагає близько 45-50 м² даху. Якщо площа обмежена, наприклад, на старих будинках з маленькими схилами або на будинках з інженерними конструкціями на даху, інженери підбирають «потужні» панелі по 500–550 Вт. В цьому випадку для тієї ж станції достатньо 18-20 модулів.
Так зменшується кількість кріплень, кабельних з'єднань та робіт з монтажу, що знижує трудові та непрямі витрати. Однак потужні панелі коштують дорожче, тож підсумкова ціна сонячної енергії формується як баланс між меншими витратами на будівництво та вищою вартістю обладнання.
Третій момент це тип та габарити самих модулів. Одна справа, розмістити 20 компактних панелей, інша – 15 великих. При цьому загальна площа та вага можуть збігатися, але навантаження розподіляється по-різному. Важливий нюанс: чим менше з'єднань та кабельних стиків у системі, тим нижчий ризик втрат та простіше обслуговування. Тому за можливості кількість панелей намагаються зменшувати за рахунок їх більшої номінальної потужності.
Комплект інвертора
Інвертор — обов'язкова комплектація сонячних батарей у проєктах СЕС. Це центральний вузол, до якого підключаються всі інші елементи: панелі через МРРТ-трекери, АКБ (якщо вони передбачені проєктом), лінії живлення будинку чи підприємства, а також пристрої захисту та обліку.
Разом із самим інвертором у кошторис закладаються комутаційні елементи, кабелі, запобіжники. Майже кожна модель комплектується системою віддаленого моніторингу. У базовому наборі це Wi-Fi або Ethernet-модуль, який передає дані у хмару виробника. З нею власник може контролювати вироблення та стан системи через смартфон чи комп'ютер.
На промислових об'єктах додають інтерфейси Modbus та системи SCADA. Вони дозволяють інтегрувати станцію до загального енергообліку підприємства: аналізувати піки, планувати навантаження, економити на тарифах.
Комплект АКБ
Системи накопичення поповнюють список обладнання для сонячної електростанції тоді, коли замовнику потрібна автономність чи резерв живлення.
Сьогодні для побутових завдань стандартом вважаються літій-залізо-фосфатні батареї (LiFePO4). Вони вибухобезпечні, витримують від 6000 до 8000 циклів за глибини розряду 80–90 %.
Використання якісних LFP-батарей спрощує технічне обслуговування сонячної електростанції: менша кількість деградацій та проблем з балансуванням комірок скорочує необхідність частих перевірок та продовжує інтервали між плановими ТО.
Щоб зрозуміти, який об'єм батарей потрібен саме вам, інженери виходять із вашого нічного споживання та необхідного резерву.
Простий приклад: якщо вночі будинок витрачає 5 кВт·год, а господар хоче мати запас енергії на добу вперед з додатковим резервом, то корисна місткість має бути не менше ніж 6–7 кВт·год. З урахуванням втрат на інверторі та кабелях у проєкт зазвичай закладають 7–8 кВт·год.
Далі з цього показника обчислюється, скільки саме АКБ увійде до комплекту. Припустимо, для гібридної сонячної електростанції 5 кВт, розрахованої на побутове навантаження, це може бути три батареї по 2,5 кВт·год або два по 5 кВт·год, залежно від бажаного резерву енергії та профілю споживання.
На промислових об'єктах ставлять стійкові шафи або цілі контейнерні акумуляторні системи, які можна збільшувати зі збільшенням потреб.
У комплекті з батареями завжди йде:
-
BMS система управління, яка стежить за зарядом та розрядом, контролює температуру та балансує комірки;
-
Кабельне розведення виконується мідними провідниками, розрахованими на робочі струми та мінімальне падіння напруги.
-
На кожному плюсовому контурі ставлять запобіжники та DC-автомати, щоб унеможливити ризик перегріву та короткого замикання.
Важливо: акумулятори багато в чому визначають, якою буде підсумкова вартість електростанції на сонячних батареях, оскільки вони залишаються найдорожчим елементом системи.
Конструкції та кріплення
Покрівельні системи підбирають під покриття: металочерепиця, фальц, бітум.
На плоских дахах застосовують два підходи:
-
баластові рами;
-
проникні кріплення (у регіонах із сильним вітром, де баласт може бути знесений).
Якщо станція ставиться на землі, застосовують гвинтові (геошуруп) чи забивні палі. Для великих проєктів іноді використовують трекери – конструкції, що повертаються за сонцем. Вони дають +15–30% до вироблення за рік, але коштують дорожче та потребують регулярного обслуговування, тому у приватних будинках майже не використовуються.
У комплект постачання кріплень зазвичай входять всі опорні балки, напрямні, притискачі та сполучні елементи. Але важливо, щоб вони сумісні з конкретними рамами панелей — це визначає термін служби. Тому виробник чи постачальник проєктує індивідуальну електростанцію під об'єкт, підбирає кріплення під конкретні панелі.
Кількість елементів залежить від числа модулів у системі: на кожен модуль припадає від 4 до 6 точок кріплення плюс сполучні профілі та опори.
Комутація, захист, облік
Це те, що входить у комплект електростанції на сонячних батареях або докуповується окремо.
На стороні постійного струму використовують спеціальні UV-стійкі кабелі типу PV1-F. З'єднання виконують через стандартні роз'єми MC4. Кожен «стрінг» панелей (ланцюжок, з'єднаний послідовно) обов'язково заводиться через автоматичний вимикач. Якщо таких ланцюжків кілька і вони поєднуються паралельно, то ставлять ще й запобіжники, також обмежувачі перенапруг (ГНН) типу 2. Це захищає систему від стрибків напруги під час грози.
На стороні змінного струму (AC) до обов'язкового комплекту входять:
-
вступний автоматичний вимикач;
-
пристрої захисту від перенапруг;
-
за необхідності ПЗВ;
-
шафа обліку електроенергії.
Якщо станція підключається до зовнішньої мережі, оператор (наприклад, обленерго) потребує двонаправлений лічильник. Для проєктів з обмеженим лімітом потужності додатково закладають пристрої автоматичної генерації обмеження.
Також потрібна система заземлення та блискавкозахисту. У базовий комплект вона зазвичай не входить, її розраховують та монтують індивідуально, під конкретний об'єкт.
Вся ця комутація та захист постачається або окремими позиціями від виробників, або у щитах готових рішень для сонячних панелей, зібраних під проєкт. Кількість апаратів залежить від кількості стрінгів, потужності інвертора та вимог мережевої компанії.
Індивідуальний комплект обладнання від Atmosfera
Найчастіше комплектація станції формується індивідуально під об'єкт. Тому інженери компанії Atmosfera підбирають обладнання під конкретні завдання замовника, щоб система працювала максимально ефективно та без проблем довгі роки. Якщо ви плануєте купити комплект сонячних батарей в Україні, оптимальним рішенням буде звернутися до фахівців, які врахують усі нюанси та зберуть комплект під ваші реальні потреби.
