Сетевые солнечные электростанции

На сегодняшний день разработаны и активно используются несколько технологий, позволяющих генерировать солнечную энергию в промышленных масштабах. В проектировании и строительстве солнечных электростанций, использующих фотоэлектрический эффект, наша компания использует кремниевые фотоэлектрические модули наземного применения, которые отличаются оптимальным соотношением цена/качество. В настоящее время именно эта технология преобразования солнечной энергии в электрическую является доминирующей и, по мнению специалистов, останется такой в ​​течение, как минимум, следующих 15-20 лет. Конструкция солнечных панелей указанного типа позволяет обеспечить высокий КПД в сочетании с большой надежностью и стабильностью солнечных станций. Преимуществом фотоэлектрических модулей данного типа является их очень большой срок эксплуатации — не менее 25-30 лет. При этом сокращение мощности, которое вызвано естественным старением компонентов, которые включает в себя фотоэлектрический модуль, составляет не более 20% после 25 лет работы СЭС.

Солнечная энергия, которая попадает на поверхность нашей планеты, имеет колоссальную мощность — солнечное излучение в течение недели по мощности превосходит все ныне известные мировые запасы ископаемых нефти, урана и угля вместе взятые. Солнечные батареи (фотоэлектрические модули) превращают энергию солнечного излучения в переменный ток, который затем поступает в общую (централизованное) электросеть. Сетевые (то есть подключении к общей сети, on-grid) солнечные (фотоэлектрические) системы как объект солнечной энергетики могут использоваться как для генерации экологически безопасной электроэнергии с целью дальнейшей реализации в общегосударственную электросеть по зеленому тарифу, так и для выработки электроэнергии для собственного потребления.

Сетевые on-grid солнечные электростанции — это один из наиболее распространенных типов фотоэлектрических систем, предназначенный для генерации электроэнергии с последующей ее передачей во внешнюю сеть. Чаще всего электрическая энергия, выработанная сетевой солнечной электростанцией, продается стороннему покупателю, например, по «зеленому» тарифу, рыночной цене или цене, установленной в ходе специального «зеленого» аукциона. Сетевые солнечные электростанции по своей конструкции разделяются на наземные, крышные и фасадные. В них может применяться как фиксированное размещение солнечных батарей, так и используются движущиеся опорные конструкции, которые позволяют ориентировать поверхность солнечных панелей в наиболее оптимальном направлении по отношению к солнцу. Сетевые солнечные электростанции можно также разделить на крупные промышленные (средней мощности до 1 МВт и более мощные — от 1 МВт) и менее мощные частные (обычно их мощность не превышает нескольких десятков киловатт).

Обычно сетевая солнечная электростанция состоит из следующих элементов:

• Солнечные батареи. служат для преобразования солнечного излучения, поступающего на их поверхность, в постоянный ток.
• Металлоконструкции (металлические опорные конструкции). Служат для монтажа солнечных батарей на земной поверхности, фасадах домов, крышах и т.д. Кроме неподвижных статических конструкций, могут использоваться подвижные поворотные солнечные трекеры для установки солнечных батарей. Трекерная система слежения за Солнцем — электромеханическая система, позволяющая за счет постоянной поддержки оптимального состояния солнечных батарей относительно Солнца максимально эффективно использовать все поступающее солнечное излучение.
• Сетевые инверторы. Их функциональное назначение — преобразование постоянного тока (DC), поступающего от солнечных батарей, в переменный ток промышленной частотой.
• Трансформаторные подстанции. Необходимы для преобразования (повышения) напряжения с выхода инверторов до уровня напряжения во внешней сети.
• Система мониторинга и управления СЭС. Предназначена для контроля параметров работы, а также исправности всех компонентов ФЭС. Современные системы управления позволяют дистанционно осуществлять непрерывный мониторинг по всем параметрам станции, проводить диагностику оборудования, отображать в режиме реального времени всю необходимую информацию, хранить всю информацию о состоянии и работе как самой солнечной станции, так и отдельных элементов. Счетчики обеспечивают  учета количества электроэнергии, реализуемой во внешнюю общую сеть по зеленому тарифу.
• Кабельные линии. Подземные кабельные линии (КЛ) или воздушные линии электропередач (ЛЭП) — обеспечивает соединение СЭС с общей (централизованной) сетью.

Основные преимущества сетевых солнечных электростанций:

• Использование бесплатной, возобновляемой энергии, доступной практически в неограниченных объемах — солнечного излучения. Которое, помимо прочего, нет необходимости доставлять к месту генерации электричества.
• Высокая надежность — современные солнечные батареи могут эффективно эксплуатироваться в течение 25 лет. Кроме того, станция не имеет подвижных / вращающихся частей, которые в частности быстро изнашиваются и требуют замены.
• Низкие затраты на эксплуатацию — современная солнечная электростанция отличается высокой степенью автоматизации всех процессов, поэтому требует минимального количества обслуживающего персонала.
• Техническое обслуживание солнечных станций для поддержания работоспособности станции очень малозатратное и не требует проведения трудоемких дорогих операций.
• Возможность задействовать под строительство солнечной электростанции не только свободные площади, но и те, которые используются малоэффективно или вообще не используются, например, фасады и крыши домов — это не только позволяет сэкономить территорию, но и значительно снижает капиталовложения в строительство СЭС.
• Объемы генерации электроэнергии в несколько раз превосходят те, которые были потрачены для ее производства.
• Высокая скорость возврата инвестиций — на сегодняшний день, инвестиции в солнечную энергетику окупаются быстрее, чем в нефтегазовую отрасль.
• Вариативность по мощности солнечных электростанций — это дает возможность производить необходимое количество электроэнергии и использовать ее максимально эффективно.
• Высокая автоматизация всех процессов, что позволяет легко контролировать все процессы, происходящие на станции, и оптимизировать режимы генерации.

Основные фазы реализации типичного PV проекта, от создания предварительного ТЭО до начала эксплуатации станции, представлены на диаграмме: