Энергосовет - энергосбережение и энергоэффективность
в Яndex
Главная >> Архив номеров >> Возобновляемые источники энергии >> >> Архив номеров

Анонсы

22.09.17 27 сентября в Москве состоится круглый стол «Перспективы развития ВИЭ в России после 2024 года» подробнее >>>

21.09.17 Российский энергетический форум в Уфе предложит специалистам широкую деловую программу подробнее >>>

21.09.17 Приглашаем подавать проекты и решать задачи на Всероссийском инженерном конкурсе для студентов и аспирантов в области нанотехнологий ВИК.Нано 2017 подробнее >>>

Все анонсы портала

Новое на портале

25.09.17 Генератор водорода высокого давления в составе автономного комплекса свободной энергетики // статья подробнее >>>

22.09.17 Автономному дому – свою микро-ТЭЦ // статья подробнее >>>

19.09.17 Вячеслав Кравченко о законопроекте "О развитии интеллектуальных систем учета электроэнергии" // интервью подробнее >>>

13.09.17 Вышел очередной номер журнала "ЭНЕРГОСОВЕТ" подробнее >>>

Все новости портала

Генерация энергии 2017

Эта статья опубликована в журнале Энергосовет № 4 (46) за 2016 г

Скачать номер в формате pdf (7610 kБ)

Фотоэлектростанция на крыше здания: устройство, результаты работы



Рубрика: Возобновляемые источники энергии
Автор: А.Т. Беленов, Ю.В. Даус, С.А. Ракитов, В.В. Харченко, И.В. Юдаев

А.Т. Беленов, ФГБНУ «Всероссийский научно – исследовательский институт электрификации сельского хозяйства», ФАНО, кандидат технических наук, г. Москва
Ю.В. Даус, Азово-Черноморский инженерный институт – филиал ФГБОУ ВО «Донской ГАУ», магистрант, г. Зерноград
С.А. Ракитов, ФГБОУ ВО «Волгоградский ГАУ», аспирант, г. Волгоград
В.В. Харченко, ФГБНУ «Всероссийский научно – исследовательский институт электрификации сельского хозяйства», ФАНО, доктор технических наук, профессор, г. Москва
И.В. Юдаев, Азово-Черноморский инженерный институт – филиал ФГБОУ ВО «Донской ГАУ»,
зам. директора по научной работе, доктор технических наук, доцент, г. Зерноград

В условиях развития возобновляемой энергетики научный и практический интерес представляет информация об имеющемся опыте эксплуатации солнечных электроэнергетических систем. Авторами статьи показаны конструктивное решение, технические параметры и первые результаты работы фотоэлектрической станции, смонтированной на крыше двухэтажного здания в г. Камышине Волгоградской области. Солнечная электростанция находится в эксплуатации c 2012 года.

 

Ежегодный темп прироста солнечной энергетики в мире в 2014-2017 гг., согласно прогнозу, должен составить порядка 15% [1]. Прогнозируется сохранение ведущих позиций за солнечными электростанциями, установленными на земле, так как в большинстве стран, лидирующих в использовании солнечной энергии, работают программы поддержки именно крупных электростанций. Однако интенсивно идет и развитие сегмента солнечных электростанций, установленных на крышах и стенах зданий.

Эксперты в области возобновляемых источников энергии ожидают значительный прогресс и в отечественной солнечной энергетике [2]. Теоретический потенциал солнечной энергии в России составляет более 2300 млрд т у. т., экономический потенциал – 12,5 млн т у. т. в год [3, 4]. Ввиду территориального расположения страны уровень солнечной радиации существенно меняется от 810 кВт⋅ч/м2 в год в отдаленных северных районах до 1400 кВт⋅ч/м2 в год в южных. На уровень солнечной радиации оказывают влияние и значительные сезонные колебания: на широте 55° солнечная радиация в январе составляет 1,69 кВт⋅ч/м2, а в июле – 11,41 кВт⋅ч/м2 в день [3]. Наибольшим потенциалом солнечной энергии обладают юг европейской части РФ (СеверныйКавказ, побережья Черного и Каспийского морей), Южная Сибирь и Дальний Восток. Перспективными регионами в плане развития солнечной энергетики считаются Астраханская область, Калмыкия, Ставропольский край, Ростовская область, Краснодарский край, Волгоградская область, Алтай, Читинская область, Бурятия, Приамурье, Приморье и другие регионы на востоке страны [3].

В представляемой статье мы обобщаем опыт эксплуатации в городских условиях юга России фотоэлектрической станции, установленной на крыше здания. В Южном Федеральном округе (г. Камышин Волгоградской области) на крыше построенного в начале прошлого столетия двухэтажного здания, в котором сегодня размещается развлекательный комплекс, была смонтирована солнечная электростанция площадью около 495 м2 и установленной мощностью 72,35 кВтпик [5, 6]. Размеры двускатной крыши, покрытой гофрированным профилем, составляют 71,2x15,3 м. Уклон обоих скатов крыши симметричен и составляет 17°. Для комплектования станции использовались фотоэлектрические модули типа KV 195W/24M производства ПАО «Квазар» (Украина) пиковой мощностью 195 Вт и номинальным напряжением 24 В, в количестве 371 штуки. С учетом географической ориентации здания большая часть солнечных модулей смонтирована на юго-восточном скате крыши; один ряд модулей установлен на северо-западном скате ближе к коньку крыши. Азимутальный угол юго-восточного ската от полуденного положения солнца составляет 45°. Умеренно-континентальный климат Волгоградской области обеспечивает малую облачность и большое количество солнечных дней в году.

Общий вид фотоэлектрической станции показан на рис. 1.

рис.1

Рис. 1. Общий вид фотоэлектростанции на крыше здания.

 

Электроэнергия, вырабатываемая фотоэлектростанцией, поступает во внутреннюю сеть учреждения, подключенную к городской электросети. Для согласования напряжения полученного постоянного тока с напряжением 220 В однофазного переменного тока промышленной частоты 50 Гц, на которое рассчитано бытовое и специализированное электрооборудование здания, использовались инверторы Sunny Tripower 15000TL производства SMA Solar Technology AG (рис. 2 а и б) – трехфазные инверторы мощностью 15 кВА в количестве 5 штук. Для снижения омических потерь в проводах цепей постоянного тока модули соединены последовательно-параллельно таким образом, чтобы рабочее напряжение на входе в инвертор составляло порядка 480-500 В. Общая проектная мощность солнечного массива равна 72 кВт, а ориентировочная выработка электроэнергии за год – 73 395 кВт⋅ч. Общий объем инвестиций в строительство станции составил 8,5 млн руб. и включал в себя проведение строительных работ по укреплению и модернизации крыши, проектные и электромонтажные работы, расходы на закупку модулей и дополнительного электрооборудования, а также непосредственно монтаж солнечных модулей на модернизированной крыше здания.

рис.2

рис2б
а б

Рис. 2. Внешний вид инвертора (а) и информационное табло на передней панели (б).

 

Подключение инверторов к распределительной сети здания осуществлено посредством стандартного вводно-распределительного шкафа (рис. 3) с незначительной модернизацией его электрической части.

рис.3

Рис. 3. Внешний вид вводно-распределительного шкафа.

 

В связи с тем, что электроснабжение до строительства солнечной электростанции осуществлялось от централизованной городской системы, было решено произвести параллельное подключение линии электроснабжения от солнечной станции, предусмотрев возможность переключения при необходимости питания электрооборудования здания и организацию раздельного учета потребляемой им электрической энергии. Структурная схема системы электроснабжения здания представлена на рис. 4.

рис. 4

Рис. 4. Структурная схема системы электроснабжения здания от фотоэлектрической станции и городской
сети электроснабжения.

 

В процессе эксплуатации станции ежедневно проводилась автоматическая почасовая регистрация выработанной ею электроэнергии. Получаемая информация передавалась в областной центр по GPS-каналам. В дальнейшем эти данные преобразовывались в суточные суммы; данные по суточной генерации автоматически суммировались в месячные величины. На рис. 5 графически представлена динамика помесячной генерации электроэнергии, полученной от фотоэлектростанции с июля 2012 по июнь 2014 г.

рис.5

Рис. 5. Данные о суммарной месячной выработке электроэнергии солнечной электростанцией (в январе, феврале, марте и октябре 2013 г. почасовая регистрация выработки электроэнергии отключалась по разным причинам на 22, 18, 13, 9 дней соответственно).

 

В солнечные дни, особенно в весенний и летний периоды, электростанция генерировала 110-388 кВт⋅ч в сутки, а за период первых двух лет наблюдений общая выработка составила около 115,5 тыс. кВт⋅ч. При регулярной очистке от снега поверхности фотомодулей в зимнее время крышная электростанция генерировала электроэнергию круглогодично и ежедневно: от 7-8 часов за световой день в декабре-январе до 16 часов в сутки в мае, июне и июле.

При тарифе на электроэнергию 4 руб. за 1 кВт⋅ч данный реализованный проект принес экономию средств в размере порядка 460 тыс. руб. за 2 года наблюдений. Фотоэлектростанция показала себя как достаточно надежное и перспективное сооружение.

Таким образом, использование солнечной электростанции общей площадью 495 м2 и установленной мощностью 72,35 кВтпик позволило сократить потребление электрической энергии из городской электрической сети на 73,5 тыс. кВт⋅ч/год, снизив нагрузку коммунальной сети города. Надежность электроснабжения была обеспечена наличием возможности переключения в случае необходимости питания электрооборудования здания на городские электрические сети. При этом был организован раздельный учет потребляемой энергии. Кроме того, станция оснащена системой автоматической почасовой регистрации выработанной ею электроэнергии, что позволяет в перспективе выявить периоды, когда генерация снижена или отсутствует, с целью ликвидации причин, вызвавших отклонения от нормальной работы, а также для оптимизации режима работы системы электроснабжения объекта. Необходимо продолжать наблюдения и измерения с целью определения эксплуатационной надежности и экономических показателей в долгосрочный период для выработки дальнейших рекомендаций.

Авторы выражают благодарность руководству АО «Оптовая электрическая компания» за возможность изучения работы станции, ознакомления с технической документацией и материалами по эксплуатации.

Литература


Прогноз развития солнечной энергетики до 2017 года [Электронный ресурс] http://helios- resource.ru/prognoz-po-razvitiju-solnechnoj-jenergetiki-do-2017-g.html.

Пресс-релиз Innovative Business Centre [Электронный ресурс] www.ecraft.ru/releas- es/9301.

Пивоварова З. И., Стадник В. В. Климатические характеристики солнечной радиации как источника энергии на территории СССР. - Л.: Гидрометеоиздат, 1988. – 174 с.

Елистратов В. В., Аронова Е. С. Солнечные энергоустановки. Оценка поступления солнечного излучения. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2012. - 164 с.

Елистратов В. В. Возобновляемая энергетика. - СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2011. – 239 с.

АО «Оптовая электрическая компания»: официальный сайт [Электронный ресурс]. www.voec.ru/news/item/392.

В Волгоградской области запущена первая накрышная СЭС [Электронный ресурс]. Код доступа: www.elektrovesti.net/19656_v-volgogradskoy-oblasti-zapushchena-pervaya-nakryshnaya-ses.

Elistratov V.V. Vozobnovljaemaja jenergetika [Renewable energy], Saint Petersburg, Izd-vo SPbGPU, 2011.

Nash pervyj proekt [Our first project]. http:// www.voec.ru /news / item/392 (accessed 25 May 2016).

Rossijskaja «Optovaja jelektricheskaja kompanija» postroila nakryshnuju SJeS moshhnost’ju 72 kVt v Volgogradskoj oblasti [Russian «Wholesale Electric Company» built on the top of the roof solar power plant with capacity of 72 kW in the Volgograd region]. Available at: http://rencentre.com/news-and-insights/6297 (accessed 25 May 2016).

По материалам: журнала «Энергобезопасность и энергосбережение» № 5 2016.

Все статьи рубрики Возобновляемые источники энергии

Архив номеров

Выпуски за 2009 год: №1 (1), №2 (2), №3 (3), №4 (4), №5 (5),

Выпуски за 2010 год: №1 (6), №2 (7), №3 (8), №4 (9), №5 (10), №6 (11), №7 (12), №8 (13),

Выпуски за 2011 год: №1 (14), №2 (15), №3 (16), №4 (17), №5 (18), №6 (19),

Выпуски за 2012 год: №1 (20), №2 (21), №3 (22), №4 (23), №5 (24), №6 (25),

Выпуски за 2013 год: №1 (26), №2 (27), №3 (28), №4 (29), №5 (30), №6 (31),

Выпуски за 2014 год: №1 (32), №2 (33), №3 (34), №4 (35), №5 (36), №6 (37),

Выпуски за 2015 год: №1 (38), №2 (39), №3 (40), №4 (41), №5 (42),

Выпуски за 2016 год: №1 (43), №2 (44), №3 (45), №4 (46) ,

Выпуски за 2017 год: №1 (47), №2 (48), №3 (49).

Статьи по темам

Энергетика (8) ,
Энергоэффективное строительство (17) ,
Возобновляемые источники энергии (20) ,
Региональный опыт (3) ,
О работе НП "Энергоэффективный город" (5) ,
Энергоменеджмент (4) ,
Энергоэффективные здания (0) ,
Информация о работе Координационного совета (124) ,
Экономика и управление (129) ,
Теплоснабжение (68) ,
Энергоэффективное освещение (53) ,
Учет энергоресурсов (16) ,
Энергосервис и ЭСКО (45) ,
Электроснабжение (13) ,
Когенерация (4) ,
Мировой опыт энергосбережения (41) ,
Новые технологии (45) ,
Энергетические обследования и энергоаудит (30) ,
Обзор СМИ (5) ,


Rambler's Top100

Авторские права на размещенные материалы принадлежат авторам
Тел.(495) 360-66-26 E-mail:
© Портал ЭнергоСовет.ru - энергосбережение, энергоэффективность, энергосберегающие технологии 2006-2017
Возрастная категория Интернет-сайта 18 +
реклама | карта сайта | о проекте | контакты | правила использования статей

Регулятор отопления для зданий для устранения перетопов подробнее