Сетевые солнечные электростанции

Солнечная энергия, попадающая на поверхность нашей планеты, обладает колоссальной мощностью – солнечное излучение в течение недели по мощности превосходит все ныне известные мировые запасы ископаемых нефти, урана и угля вместе взятые. Солнечные батареи (фотоэлектрические модули) преобразуют энергию солнечного излучения в переменный ток, затем поступающий в общую (централизованную) электросеть. Сетевые (т.е. подключенные 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 солнечные электростанции (on-grid PV power plants) – это один из наиболее распространенных типов фотоэлектрических систем, предназначенный для генерации электроэнергии с последующей ее передачей во внешнюю сеть. Чаще всего электрическая энергия, производимая сетевой солнечной электростанцией, продается стороннему покупателю, например, по «зеленому» тарифу, по рыночной цене или цене, установленной в ходе специального «зеленого» аукциона. Сетевые солнечные электростанции по своей конструкции делятся на наземные, кровельные, фасадные. В них может применяться как фиксированное размещение солнечных батарей, так и используются подвижные опорные конструкции, позволяющие ориентировать поверхность солнечных панелей в наиболее оптимальном направлении по отношению к солнцу. Сетевые солнечные электростанции можно 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).

Типичная сетевая фотоэлектрическая система состоит из следующих элементов:

Солнечные батареи. Служат для преобразования поступающего на их поверхность солнечного излучения в постоянный ток.
Металлоконструкции (несущие металлические опорные конструкции, фермы). Служат для монтажа солнечных панелей (батарей) на земной поверхности, фасадах домов, крышах и т.д. Помимо 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 предназначение – преобразование постоянного тока (DC), поступающего от солнечных батарей, в переменный ток с промышленной частотой.
Трансформаторные подстанции. Необходимы для преобразования (повышение) напряжения с выхода инверторов до уровня напряжения во внешней сети.
Система мониторинга и управления СЭС. Предназначена для контроля параметров работы, 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 учет количества электроэнергии, реализуемого во внешнюю общую сеть по зеленому тарифу.
Кабельные линии. Проводящие или воздушные линии электропередач (ЛЭП) обеспечивают соединение СЭС с общей (централизованной) сетью.

Схема сетевой солнечной электростанции

Основные преимущества сетевых солнечных электростанций:

Использование бесплатной возобновляемой энергии, доступной практически в неограниченных объемах – солнечного излучения. Которое, кроме 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, особенно быстро изнашивающихся и требующих 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 малозатратно и не требует проведения трудоемких дорогостоящих 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 израсходованы для ее производства.
Высокая скорость возврата инвестиций – на сегодняшний день инвестиции в солнечную энергетику окупаются быстрее, чем в нефтегазовую отрасль.
Вариативность мощности солнечных электростанций – это позволяет производить необходимое количество электроэнергии и использовать ее максимально эффективно.
Высокая автоматизация всех процессов, позволяющая легко контролировать все происходящие на станции процессы и оптимизировать режимы генерации.

Строительство сетевых солнечных электростанций

Компания Авенстон предоставляет услуги по проектированию и монтажу солнечных электростанций любого типа. Мы обеспечиваем максимально полное сопровождение строительства солнечных проектов, что гарантирует высокое качество и надежность установленной солнечной системы. Основная специализация Авенстона – генеральный подряд по строительству сетевых солнечных электростанций «под ключ». Нами построены десятки фотоэлектрических систем разных типов и разной мощности: в портфеле компании есть наземные, крышные и BIPV солнечные электростанции.

Кроме проектирования и строительства объектов солнечной энергетики, Авенстон также занимается прямыми поставками оборудования (солнечные батареи, солнечные инверторы, кабели и т.п.), а также предоставляет услуги по эксплуатации и сервисному обслуживанию (O&M) солнечных электростанций.

Обратившись к специалистам Авенстона, вы получите глубокую техническую экспертизу и квалифицированную поддержку на всех этапах проектирования, строительства и эксплуатации вашей сетевой солнечной электростанции.

Самопроизводство электрической энергии (Net Billing)

Из-за высокой стоимости инновационных технологий, включающих компоненты солнечных и ветровых электростанций, с начала 2000-х годов возобновляемая энергетика в мире развивалась медленно. Учитывая это, правительства развитых стран искали возможность ускорить развитие «зеленой» энергетики, обеспечивающей постепенный отказ от использования ископаемого топлива и уменьшение негативного влияния на окружающую среду, замедление изменения климата.

Первым таким механизмом стал «зеленый» тариф, который еще в 2001 году был введен в Германии, чтобы стимулировать развитие возобновляемой энергетики. С того времени Германия стала лидером в развитии «зеленой» энергетики в мире, где в 2023 году до 55% потребностей страны в электроэнергии обеспечивали возобновляемые источники энергии (в Украине этот показатель не превысил 11% по состоянию на 01.02.2022 г.).

Единственным механизмом поддержки развития возобновляемой энергетики в Украине первоначально тоже стал «зеленый» тариф, введенный в 2009 году в соответствии с Законом Украины «О внесении изменений в некоторые законы Украины об установлении «зеленого» тарифа №601-VI от 25 сентября 2008 года . С помощью «зеленого» тарифа в Украине, по состоянию на 01.02.2022 года, было построено около 9,8 Гигаватт (ГВт) электростанций из возобновляемых источников энергии, из которых около 7,5 ГВт — это наземные и крышные солнечные электростанции.

В 2019 году в Украине законодательно был введен также аукционный механизм поддержки, который в силу субъективных причин так и не был имплементирован по сей день. В конце 2019 — середине 2020 года произошла практически полная остановка развития промышленной «зеленой» энергетики, и с тех пор энергосистема перешла в состояние хронических задолженностей за производимую возобновляемую электроэнергию. В то же время, рост стоимости электроэнергии для промышленных потребителей и графики отключений вызвали широкую дискуссию относительно использования возможностей возобновляемой энергетики для обеспечения собственного потребления.

Поэтому в середине 2023 года в результате принятия Закона Украины «О внесении изменений в некоторые законы Украины о восстановлении и «зеленой» трансформации энергетической системы Украины» начаты новые правовые возможности для построения более устойчивой к массированным обстрелам и децентрализованной энергосистеме. Кроме ранее внедренного «зеленого» тарифа, одним из новых инструментов поддержки развития возобновляемой энергетики стал механизм самопроизводства электрической энергии (Net Billing).

Механизм самопроизводства является новым явлением и успешно работает в большинстве развитых стран мира. Он фактически является одним из видов просюмерства, то есть когда одно и то же лицо (физическое или юридическое лицо) является и потребителем, и производителем энергии одновременно. На сегодняшний день количество просьюмеров, по данным International Renewable Energy Agency, глобально уже превышает 240 млн. человек. И мы убеждены, что эта цифра будет только расти, в том числе и благодаря реализации потенциала Украины.

Механизм самопроизводства (Net Billing): понятие и сущность

Со вступлением в силу Закона No3220 введено немало новелл по правовому регулированию рынка ВИЭ. Одной из новелл Закона №3220 является введение механизма самопроизводства, являющегося аналогом механизма поддержки, широко применяемого в мире для объектов возобновляемой энергетики — Net Energy Billing (деньги за киловатт на киловатт).

Схематически механизм Net Billing смотрится следующим образом. Первый контур – электроэнергия: избыточная электроэнергия, производимая генерирующей установкой активного потребителя, учитывается счетчиком и передается в сеть, одновременно такой потребитель может получать из сети электроэнергию в тех объемах, которые ему необходимы для покрытия своего полного потребления, в частности, и тогда, когда собственная генерация отсутствует. Второй контур – финансовый, в ходе которого активный потребитель получает расчет на виртуальный счет за всю электроэнергию, отпущенную в сеть по определенной рынком или договором цене. Полученные на виртуальный счет средства активный потребитель использует в первую очередь при расчетах за полученную электроэнергию и услуги по передаче/распределению.

Так, Законом предусмотрено, что каждый потребитель имеет право установить в пределах разрешенной потребления мощности генерирующую установку и пользоваться ею для покрытия собственных потребностей в электроэнергии с возможностью отпуска излишка в сеть.

Отпуск излишков электрической энергии осуществляется для бытовых потребителей, малых небытовых потребителей, заключивших договор с поставщиком универсальных услуг (далее – ЧУП) – по цене рынка в сутки вперед (далее – РДН). В случае, если объект использует установку хранения энергии, то цена отпуска электрической энергии, по которой он может работать с ПУП-ом, является ценой РДН общей, что является более высоким показателем, чем цена на РДН, например, в дневные часы. В случае, когда малые небытовые и другие потребители заключают договор не с ЧУП-ом, а с отдельным электропоставщиком, они будут производить отпуск электроэнергии по свободным ценам, о которых договорятся в договоре.

Определяется стоимость отпущенной электроэнергии ежемесячно по результатам почасового сальдирования стоимости объема отпуска электрической энергии в сеть и стоимости отбора электроэнергии из сети (потребления) с учетом стоимости услуг по передаче и/или распределению электрической энергии, отдельно уплачиваемой ПУП-у или другому электропоставщику. По результату месяца, по состоянию на первое число календарного дня после завершения расчетного периода, средства, аккумулированные за отпущенную электроэнергию, используются в первую очередь автоматически для оплаты потребленной электроэнергии и услуг по передаче и/или распределению. Начисление средств за отпущенные киловатты происходит до 12 числа календарного месяца. Остаток после оплаты потребленной электрической может быть выплачен потребителю до 15 числа месяца следующего за расчетным или накоплен для последующей оплаты за потребленную электрическую энергию из общей сети электроснабжения.

Работа в пределах механизма самопроизводства осуществляется по договору купли-продажи электрической энергии по механизму самопроизводства, являющегося приложением к договору о поставке электрической энергии потребителю.

Следовательно, суть механизма самопроизводства состоит в следующем: потребитель устанавливает для собственного потребления электростанцию, производящую электроэнергию из возобновляемых источников энергии. В определенный период такая электростанция производит больше электроэнергии, чем в этом нуждается потребитель, то есть появляются излишки электрической энергии, которые потребитель может продать поставщику электрической энергии, получив за это оплату от поставщика на специальный счет по ценам, определенным Законом или свободным ценам, если таковая возможность предусмотрена Законом. Денежные средства с этого счета используются в дальнейшем, в случае, если собственная генерирующая установка потребителя не покрывает потребности потребителя и он берет электроэнергию из сети для оплаты такой электроэнергии. Если после оплаты за потребленную электроэнергию средства остаются, они могут быть оплачены потребителю по его заявлению.

Возможность воспользоваться преимуществами механизма самопроизводства открывается для таких видов активных потребителей:

Бытовые потребители (в частных домохозяйствах) – при установке генерирующих установок, установленная мощность которых не превышает 30 кВт для крышных и/или наземных и 50 кВт для крышных и/или фасадных, предназначенных для производства электрической энергии из энергии солнечного излучения и/или энергии ветра.
Малые небытовые потребители – при установке генерирующих электроустановок, подключенных к электроустановкам, предназначенным для потребления электрической энергии напрямую или через сети такого потребителя, при условии, что установленная мощность таких электроустановок не превышает величину разрешенной (договорной) мощности электроустановок такого потребителя, предназначенных для потребления электрической энергии , но не более 50 кВт и продажи производимой, но не потребленной электрической энергии по механизму самопроизводства.
Небытовые потребители – при установке генерирующих электроустановок, подключенных к электроустановкам, предназначенным для потребления электрической энергии напрямую или через сети такого потребителя, при условии, что установленная мощность таких электроустановок не превышает величину разрешенной (договорной) мощности электроустановок такого потребителя, предназначенной для потребления электрической энергии и продажи производимой, но не потребленной электрической энергии по механизму самопроизводства. Также владельцы объектов электроэнергетики, работающие по «зеленому» тарифу без ограничения по разрешенной мощности потребителя, которые будут пользоваться электроэнергией таких объектов, могут перейти на работу по механизму самопроизводства. При этом одновременное заключение договора купли-продажи по «зеленому» тарифу и договора купли-продажи электрической энергии для самопроизводства на одну и ту же генерирующую установку активного потребителя запрещено.
Другие потребители, в частности, энергетические кооперативы – при установке генерирующих установок, установленная мощность которых не превышает 150 кВт, предназначенных для производства электрической энергии из энергии солнечного излучения и/или энергии ветра, из биомассы, биогаза, гидроэнергии, геотермальной энергии.

Мощность генерирующей установки активного потребителя определяется номинальной мощностью инверторного оборудования такой генерирующей установки (в случае его наличия), что обеспечивает работу генерирующей установки. Законом установлено ограничение разрешенной к отпуску в сеть электрической мощности активного потребителя (кроме бытового и малого небытового потребителя), которая не может превышать 50% от величины разрешенной (договорной) мощности такого потребителя.

Сальдирование объема электроэнергии, отпущенной в сеть, происходит в соответствии с предусмотренным Законом порядком и зависит от мощности установленной солнечной электростанции.

Алгоритм действий по установке генерирующей установки, производящей электроэнергию из ВИЭ

Список разрешительной документации, нужной для роли в механизме самопроизводства электрической энергии, зависит от выбранного потребителем метода действий. Общий алгоритм выглядит следующим образом:

Определить разрешенную мощность генерирующей установки в зависимости от категории и потребностей конкретного потребителя;
При необходимости провести переоборудование сетей электроснабжения объекта, на которое планируется осуществляться электроснабжение;
Установить генерирующую установку, производящую электроэнергию из альтернативных источников энергии;
Ввести генерирующую установку в строительную эксплуатацию, согласно установленным нормативным актам правилам;
Провести испытание установленного объекта поколения;
Устроить узел учета электрической энергии;
Внести изменения в паспорт точки распределения или получить новый паспорт;
Заключить необходимые договоры с электропоставщиком или поставщиком универсальных услуг.

Следует отметить, что установка крышных солнечных электростанций не требует приобретения в собственность или пользования земельного участка и прохождения ряда разрешительных процедур по сравнению с наземными СЭС. Более того, Законом Украины «О зеленой трансформации» № 3220-IX предусмотрено, что установка крышных солнечных электростанций может производиться без получения разрешительной документации в сфере строительства.

Наземная же генерирующая установка, согласно Закону Украины «Об архитектурной деятельности», является объектом архитектуры, строительство которой требует получения разрешительной документации и документов, подтверждающих введение объекта в эксплуатацию. Право на застройку земельного участка реализуется его собственником или пользователем при использовании земельного участка в соответствии с требованиями градостроительной документации согласно ч.4 ст.26 Закона Украины «О регулировании градостроительной деятельности».

Для получения более подробной информации по реализации конкретных проектов по механизму Net Billing, пожалуйста, обращайтесь в компанию Авенстон. Наши специалисты тщательно изучат ваши пожелания и задачи и предложат наиболее оптимальный алгоритм действий.