Сонячні електростанції типу “Схід-Захід”

Доцільність використання того чи іншого орієнтування панелей відносно сторін світу змінюється в залежності від цілей та особливостей кожного окремого випадку. У даній статті буде проведений детальний аналіз орієнтування сонячних панелей у складі сонячної електростанції одночасно на схід та захід, включно з визначенням їх переваг та особливостей. Хоч і встановлення сонячних модулів із спрямуванням на південь є найбільш розповсюдженим в Україні та ефективним з точки зору річної генерації енергії, іноді орієнтація “схід-захід” може бути більш перспективною за певних умов. Давайте більш детально розглянемо даний кейс.

Переваги застосування комбінованого орієнтування сонячних модулів на схід та захід

Фотоелектричні модулі працюють найкраще тоді, коли сонячні промені потрапляють на їх площину під кутом 90 градусів. Відповідно, в тих випадках, коли бажаним є максимізація вироблення енергії і не важливо, коли саме протягом дня вона виробляється (наприклад, при продажі електроенергії за “зеленим тарифом”) найбільш доречним буде орієнтування панелей до південної сторони, адже так можна встановити панелі під таким кутом, щоб сонячне світло  падало на них перпендикулярно. 

Але в тих випадках, коли критично важливу роль грає момент, в який сонячні панелі виробляють енергію, вибір орієнтації ФЕМ стає не таким очевидним. Якщо, наприклад, споживання електроенергії є лише у другій половині дня, тоді доцільним є розміщення панелей на захід. Безумовно, з однієї сторони генерація о 12 годині буде менша, але вже з 16 години на неї буде потрапляти більш прямих сонячних променів, що призведе до збільшення генерації. Так після 18 години панелі, що орієнтовані на південь, вже практично не працюють, а ФЕМ орієнтовані на захід ще вироблятимуть електроенергію. 

Розберемо більш практичний приклад: багато підприємств працюють як о 12 годині дня, так і о 8 годині ранку та о 18 годині вечора. Відповідно, протягом усього робочого дня підприємство споживає електроенергію.  І якщо це споживання розподілене рівномірно протягом дня, тоді заміщення власного споживання електроенергії за рахунок панелей, які орієнтовані на південь буде хорошим лише вдень, а зранку і ввечері споживатись буде більш дорога електроенергія з мережі. Якщо в даному випадку застосувати комбіновану орієнтацію панелей на схід та на захід, тоді підприємство матиме рівномірно розподілене заміщення споживання електроенергії протягом всього дня, що в результаті значно зменшить його витрати на електроенергію.

Зрозуміло, що не існує універсального рішення для будь-якої ситуації. І для різних умов найоптимальнішими будуть різні рішення. Нами було розібрано деякі випадки, в яких система схід-захід має перевагу за рахунок своїх конструктивних особливостей та кращій генерації в ранкові та вечірні години дня.

Ще однією суттєвою, на нашу думку, перевагою застосування систем “схід-захід” є можливість встановити значно більшу кількість ФЕМ, а відповідно й більші потужності на одній тій самій вільній площі. Така перевага виникає за рахунок того, що при встановленні панелей з орієнтацією на південну сторону, кут їх нахилу роблять доволі великим (від 25 до 35 градусів), адже, як вже було згадано вище, це оптимізує їх роботу. Але в такому випадку сусідні ряди панелей можуть відкидати тінь один на одного, це ж, як ви розумієте, в свою чергу призведе до зменшення ефективності їх роботи. Для уникнення цієї проблеми між рядами панелей роблять відступи, щоб ті не затінювали один одного. Тоді як при використанні системи схід-захід кут нахилу панелей зазвичай не більше 15 градусів. Відповідно за рахунок особливостей конструкції проблема із затемненням від тіні нівелюється. Таким чином, на ту саму площу можна встановити майже вдвічі більшу кількість панелей при використанні системи схід-захід.

Особливості застосування фотоелектричної системи

Уявімо сонячну електростанцію, яка має сумарну номінальну потужність панелей 50 кВт, ця потужність створена постійним струмом, далі DC (direct current – постійний струм), адже панелі генерують саме постійний струм. Також всі ці панелі підключені до сонячного інвертора номінальною потужністю 50 кВт, на виході з якого ми отримуємо змінний струм, далі AC (alternating current – змінний струм), адже, як ви знаєте, функцією інвертора є перетворення постійного струму на змінний, який найчастіше і використовують в електромережах.

За ідеальних погодних умов, панелі видаватимуть свою максимальну потужність, і на виході з інвертора ми отримаємо максимальні 50 кВт. Та, на превеликий жаль, ідеальні погодні умови, якщо і бувають, то дуже рідко. Так, в не дуже сонячний день така станція матиме на виході з інвертора не 50 кВт, а, наприклад, 40 кВт. Відповідно, для того щоб забезпечити прийнятну генерацію електроенергії на виході з інвертора,  якщо дозволяють вільні площі, встановлюють більше панелей для того, щоб номінальна потужність DC була більшою за номінальну потужність АС. Це співвідношення називають DC/AC ratio, зазвичай, економічно доцільними показниками цього співвідношення є величина від 1.2 до 1.3. Тобто для більш ефективної роботи нашої уявної станції, краще встановити панелі загальною номінальною потужністю 60 кВт, в цьому випадку DC/AC ratio становитиме 60/50=1.2.

Власне, для ефективної роботи сонячних станцій із застосуванням системи “схід-захід” наші інженери вважають доцільним показник DC/AC ratio рівним приблизно 1.3. Це дозволить отримувати більше енергії протягом дня.

Отже, за рахунок ряду переваг, застосування комбінованої орієнтації сонячних панелей на схід та захід є дуже ефективним рішенням для деяких підприємств, які мають потребу у заміщенні споживання електроенергії, яка рівномірно розподілена протягом усього робочого дня, на, більш дешеву, сонячну енергію. 

Наша компанія має багаторічний досвід у встановленні різноманітних за технологіями сонячних електростанцій. Ви можете бути впевнені в якості наших послуг та в надійності встановлених нами станціях, особливо в тому, що запропоноване рішення буде якомога краще підібрано за вашими бажаннями та параметрами. Якщо у вас залишилися будь які питання щодо особливостей використання СЕС типу “схід-захід”, звертайтесь в компанію Авенстон. Будемо раді проконсультувати і допомогти вам реалізувати ваш проєкт найбільш оптимальним способом.