Как подобрать оборудование для солнечной электростанции

На что обратить внимание при выборе солнечных модулей

1. Качество фотоэлементов. Фотоэлементы должны быть без микротрещин и дефектов, а это можно выявить только рентгенографией. Фотоэлементы с дефектами будут очень быстро терять свою эффективность. Может так получиться, что купили модули вроде с изначально высоким КПД, но в короткие сроки они деградировали на 30-40% и более. Деградация фотоэлементов за период эксплуатации должна быть менее 1% в год.
2. Устойчивость к воздействию коррозии, соли и аммиака (это зависит от качества материалов корпуса). Не качественные материалы рассыхаются и трескаются со временем, соответственно в модуль начинает проникать сырость и влага и он существенно теряет свою эффективность либо вовсе выходит из строя.
3. Наличие антибликовой грязеотталкивающей поверхности, которая снижает потери мощности от пыли и грязи.
4. Защита от токов утечки. Она способствует сохранению максимальной выходной мощности солнечного модуля на протяжении всего срока службы. Отсутствие этой технологии приводит к деградации солнечного модуля до 30% в очень короткие сроки.
5. Устойчивость к механическим (ветровым и снежным) нагрузкам. Модули должны быть сделаны из усиленного алюминиевого профиля и закаленного текстурированного стекла. В дешевых модулях экономят на алюминии и как следствие такие модули может ломать или гнуть ветром. Если будет не качественное стекло, то его может разбить градом, а если используется пластик вместо стекла то он со временем царапается, тускнеет и теряет свою пропускную способность для солнечных лучей.
6. КПД у качественных модулей должен быть от 20%.
7. Гарантийный срок.

PS.: При выборе солнечных модулей и оборудования еще стоит обратить внимание на поставщика, а именно на время присутствия его на рынке, т.к. у модулей и оборудования большие гарантийные сроки и если при этом его продает компания которая существует на рынке 1-3 года, то кто его знает просуществует ли она до конца действия гарантии на солнечную станцию).

Контроллер заряда.

Контроллер заряда подбирается под количество солнечных модулей. У каждого контроллера есть параметры входного напряжения и силы тока от солнечных модулей, которые он может выдержать и сохранить работоспособность.

Существует несколько типов контроллеров заряда:

ШИМ (PWM) – Широтно-Импульсная Модуляция

MPPT обладает функцией слежения за точкой максимальной мощности. Поэтому эффективнее, чем ШИМ на 30%, т.к. позволяет взять всю возможную мощность солнечной батареи. Контроллером отслеживается точка максимальной мощности с батареи. И отбор энергии строится так чтобы держать мощность от батареи максимально возможной, далее преобразовывая на трансформаторе.

Ultra MPPT (только у Victron energy) эффективнее чем MPPT на 10%

Сейчас очень много предложений в которых контроллер заряда уже встроен в инвертор напряжения, обычно это Китайские инверторы. Такие предложения как правило ниже по стоимости из-за низкого качества оборудования и самой сборки и в них кроется несколько опасностей:

1. Если контроллер встроен в инвертор, и он выйдет из строя, а такое часто случается с ненадёжным оборудованием, необходимо будет заменить весь инвертор целиком, что выйдет довольно дорого.
2. Очень часто такие контроллеры относятся к типу ШИМ, т.е. самому неэффективному. Это снизит эффективность всей вашей системы.
3. Гарантия на такое оборудование составляет всего 1 год. Это может привести ко многим проблемам в дальнейшем с таким оборудованием. Если вы хотите быть уверенны в надёжности всех комплектующих, обращайте внимание на срок гарантии, на качественное оборудование он не может быть ниже 5 лет.

Инвертор напряжения.

В автономной и гибридной солнечной электростанции инвертор напряжения подбирается под суммарную максимальную мощность (Pmax) потребителей, которые могут или будут включаться одновременно. Например, нужно запитать небольшой дом, в котором установлены: освещение общей мощностью 120Вт, но одновременно включаются только 40 Вт; холодильник класса А++ около 25 Вт с компрессором 350 Вт (пиковая нагрузка); телевизор 120 Вт; ноутбук 60 Вт; стиральная машинка с максимальной мощностью 600 Вт, а во время отжима 1500 Вт (пиковая нагрузка); СВЧ 700 Вт; электрочайник 2000 Вт; водонагреватель 2500 Вт.

Пиковые нагрузки возникают когда например включается компрессор холодильника при его запуске либо рабочем нагнетании холода до установленного значения или в стиральной машине когда начинается отжим, как правило они не продолжительны и не превышают 30 минут.

Суммарная максимальная мощность потребителей: 40 + 350 + 120 + 60 + 700 + 2000 + 2500 = 5770 Вт. Так как бойлер во время нагрева воды потребляет 2500 Вт в час на протяжении 2-2,5 часов, а инвертор VE (Victron energy) может выдерживать 1,5 нагрузки не более 30 минут, его включаем в номинальную нагрузку вместе с освещением, ноутбуком, телевизором и т.д. И получаем номинальную мощность инвертора: 40+ 25 + 120 + 60 + 600 + 2000 = 2845 Вт.

Здесь есть важный момент наличия возможности инвертора выдерживать пиковые нагрузки. Если у инвертора нет такой возможности, то он просто сгорит и придется покупать новый (а даже дешевые стоят денег). Возможность выдерживать пиковые нагрузки достигается за счет трансформатора. Например Victron energy использует в своих инверторах самые эффективные тороидальные трансформаторы, и посредством этого у данных инверторов есть возможность выдерживать пиковые полуторные нагрузки в течение 30 минут.

В сетевой солнечной электростанции инвертор напряжения подбирается под мощность массива солнечных модулей, которые будут к нему подключены. Например, к инвертору напряжения Solis-3P5K можно подключить до 10 000 Вт солнечных модулей.

На что надо обратить внимание при выборе инвертора:

1. Если инвертор встроен контроллер, и что-то из них выйдет из строя, а такое часто случается с ненадёжным оборудованием, необходимо будет заменить весь инвертор целиком, что выйдет довольно дорого
2. Наличие трансформатора позволяет выдержать пиковые нагрузки (скачки напряжения) и не сгореть. Самым лучшим считается тороидальный трансформатор. В без трансформаторных инверторах пиковых нагрузок нет, соответственно надо подбирать его номинальную нагрузку под пиковые необходимые нам нагрузки (чего часто не делают), соответственно мощность и стоимость такого инверторы вырастает.
3. Гарантийный срок на дешевые инверторы будет всего 1-2 года. Это может привести ко многим проблемам в дальнейшем с таким оборудованием. Если вы хотите быть уверенны в надёжности всех комплектующих, обращайте внимание на срок гарантии, на качественное оборудование он не может быть ниже 5 лет.

Аккумуляторная батарея

Количество и ёмкость аккумуляторных батарей подбирается под количество энергии, которую нужно запасти. Например, если нужно запасти 1000 Вт электроэнергии в АКБ напряжением 12 В, необходимая емкость АКБ составит: 1000/12 = 83 Ач, при 100% разряде. Но литий-железо-фосфатный АКБ (LiFePO4 или просто LFP) не рекомендуют разряжать больше 80%, а гелевый (Gel) больше 50%, тогда ёмкость АКБ нужно брать с этим расчётом, и она составит около 100 Ач для LFP и 166Ач для Gel.

При выборе аккумулятора надо обратить внимание на:

1. Гелиевые аккумуляторы имеют небольшое количество циклов зарядки-разрядки и боятся холода. Если такой аккумулятор устанавливается на улице, то возможность накопления электроэнергии значительно снижается на 50% при минусовых температурах, а так же снижается его рабочий ресурс (может и года не отработать в таких условиях). Поэтому при невозможности установить гелиевые аккумуляторы в помещении, надо рассматривать вариант закапывания их на глубину не промерзания. При правильной эксплуатации: использовании при плюсовых температурах и ограничении разрядки до 50% качественные гелиевые аккумуляторы могут прослужить около 1800 циклов. Это примерно 5 лет работы при ежедневной зарядке-разрядке. У Китайских аналогов этот ресурс в 2-3 раза ниже.
2. Литий-железо-фосфатные АКБ имеют большое количество циклов и имеют более широкий диапазон рабочих температур, но обойдутся примерно в 2 раза дороже чем гелиевые. Например такой АКБ ТМ «Aurinko» проработает минимум 7000 циклов, при условии зарядки-разрядки его ежедневно это 20 лет работы.
   Не всегда зарядка-разрядка аккумулятора происходит ежедневно, соответственно срок службы аккумуляторов в этом случае существенно увеличивается.

Важный момент: не обязательно сразу покупать количество солнечных модулей под всю необходимую потребность. Важно знать какая мощность в итоге Вам нужна и выбрать изначально правильно оборудование под нее. А затем докупать солнечные модули и некоторое оборудование постепенно по мере появления средств, уже сейчас начав пользоваться солнечной электроэнергией.

Надеемся, что статья была для Вас полезной. Звоните и мы профессионально подберём для вас надёжное оборудование согласно Вашим текущим и будущим потребностям.

Источник: https://shop-energo.by/blog/kak-podobrat-oborudovanie-dlya-solnechnoj-ehlektrostancii