Площадь солнечной электростанции

Один из самых популярных вопросов, которые задают инвесторы перед принятием решения о строительстве своей солнечной электростанции, остается вопрос нужной площади для установления определенной мощности солнечных батарей. Также не менее популярно обратное – какая мощность может быть размещена на крыше или земельном участке определенного размера. И эти вопросы не становятся менее актуальными даже с учетом стремительного развития рынка солнечной энергетики Украины в последние годы. Причина в том, что технологии непрерывно развиваются, а пропорции «мощность/площадь», еще вчера актуальные и верные уже сегодня оказываются устаревшими и нерелевантными. В любом случае, солнечные батареи все активнее встраиваются в энергетику нашей страны как надежный и эффективный источник экологически чистой электрической энергии.

Свободный размер территории, которую можно и нужно использовать для установки солнечной электростанции – это один из ключевых параметров, обычно внимательно анализируемый специалистами еще на начальных этапах моделирования и проектирования ФЭС. Очевидно, что этот параметр находится в непосредственной зависимости от планируемой мощности солнечной электростанции. К примеру, чтобы разместить солнечную электростанцию ​​мощностью 10 кВт, возможно использовать 27 солнечных модулей мощностью 375 Вт, которые будут установлены на площади 50-60 кв.м. Но в соответствии с конкретной модификацией солнечной электростанции к этой площади, возможно, придется добавить еще технологические проходы, а также выдержать необходимые расстояния между солнечными батареями, чтобы исключить их взаимное затенение. Таким образом, при расчетах необходимо учитывать несколько факторов:

• Географическое расположение и окружающие объекты вокруг вашей будущей фотоэлектрической системы.
• Вариант монтажа солнечных батарей — будут ли применяться стационарные металлоконструкции с фиксированным углом наклона или проектом предусмотрена установка подвижных трекерных систем (солнечных трекеров).
• Угол наклона к горизонту, под которым будут размещены на конструкциях солнечные фотоэлектрические модули.
• Ориентация в пространстве рабочей поверхности солнечных батарей (к югу или к востоку-западу).

Солнечная электростанция на наклонных крышах зданий и сооружений

Рассмотрим для начала самый простой случай – размещение солнечных батарей на крыше частного дома. Поскольку поверхность кровли обычно имеет свой угол наклона, то есть смысл устанавливать фотоэлектрические панели прямо на ней, конечно, при отсутствии внешних затенений и правильной ориентации дома по сторонам света. При таком размещении также решается проблема взаимного затенения, а занимаемая солнечными батареями площадь будет минимальной. В зависимости от размера и КПД используемых солнечных батарей солнечная электростанция мощностью 10 кВт, расположенная на наклонной крыше, занимает площадь до 75 кв.

Солнечная электростанция на плоских крышах

Монтаж солнечных электростанций на плоской крыше является вариантом, наиболее часто используемым для больших сооружений как склады, торговые и офисные здания и т.д. Для увеличения механической надежности конструкции при установке солнечных батарей на таких кровлях применяют углы наклона около 10-15 градусов. Причин для этого достаточно просты:

• Небольшой угол наклона плоскости солнечных батарей уменьшает так называемую парусность (т.е. нивелирует ветровую нагрузку), что позволяет в результате снизить вес конструкции. В результате уменьшается дополнительная нагрузка на несущие конструкции здания, а требуемая инвестиция в опорные конструкции соответственно удешевляется.
• Меньшие значения углов наклона позволяет избегать затенения рядов солнечных батарей в случае их более плотного размещения, тем самым также уменьшая занимаемую солнечной электростанцией площадь, что немаловажно, учитывая ограниченность имеющихся крыш.

По расчетам, для установки солнечной электростанции мощностью 10 кВт на плоской крыше потребуется примерно 100-120 кв.

Перспективы дальнейшего развития крышных солнечных электростанций даже без применения «зеленого» тарифа базируются на основном преимуществе таких СЭС – электроэнергия производится там, где она потребляется, и когда она необходима.

Наземные солнечные электростанции

При наличии достаточной площади свободных наземных территорий самым рациональным и эффективным способом является монтаж солнечных батарей под углом, близким к оптимальному значению с учетом фактической географической широты местности. Такой способ установки фотомодулей позволяет увеличить суммарную выработку электроэнергии и ускорить срок возврата инвестиций. Размещение солнечной электростанции на земельных участках с монтажом солнечных батарей под оптимальными углами – это отличный вариант как для СЭС промышленного назначения, так и для менее мощных коммерческих наземных фотоэлектрических систем.

Существует несколько вариантов оптимизации расположения солнечных батарей и выбора их углов при наземном строительстве солнечных электростанций:

• Оптимальный фиксированный угол наклона рассчитывается таким образом, чтобы гарантировать максимальный достижимый объем генерации электроэнергии выбранным фотоэлектрическим оборудованием в течение всего года. Такой способ наиболее часто используется при строительстве наземных коммерческих солнечных электростанций.
• Угол наклона, который зафиксирован в положении, наиболее оптимизирован для эксплуатации во время зимнего сезона с низким расположением солнечного диска над горизонтом. Такой способ используется проектировщиками в случаях установки солнечных батарей в качестве составляющих систем резервного электропитания для покрытия большого пикового потребления электроэнергии именно в зимний период.
• Угол наклона, зафиксированный в пространстве в положении, наиболее эффективный для эксплуатации в летнем сезоне. Такой вариант монтажа выбирают для объектов, нуждающихся в питании преимущественно в летний период — дачи, пансионаты, дома отдыха и другие, для которых можно пренебречь потреблением электроэнергии в зимние месяцы.
• Установка солнечных батарей на конструкции, которые спроектированы таким образом, чтобы иметь возможность изменять положение наклона уклона фотопанелей 2 раза в год (или несколько раз по необходимости). Такой способ позволяет обеспечить максимальные объемы генерации из-за того, что угол устанавливается в зависимости от сезона – зимнего или летнего. Такой вариант подходит для применения в коммерческих электростанциях, если есть необходимые ресурсы для периодического изменения ориентации солнечных батарей.
• Установка солнечных батарей в пределах одной солнечной электростанции под разными углами наклона (в качестве примера – ориентация «восток-запад») позволяет снизить занимаемую площадь и более эффективно сбалансировать профиль генерации с суточным профилем электропотребления. Такая система крепления солнечных батарей очень часто применяется в агровольтаике (наземные солнечные системы) и для плоских крыш.
• Одноосная движущаяся трекерная система позволяет отслеживать положение солнца и помогает увеличить генерацию электроэнергии на 20-30% (при сопровождении перемещения солнца в течение светового дня) или на 10% (при отслеживании среднегодового перемещения) по сравнению с закреплением солнечных батарей на фиксированных неподвижных металлоконструкциях.
• Двухосная подвижная трекерная система позволяет увеличить генерацию электроэнергии на 30-40%, если сравнивать ее с солнечными батареями, установленными под фиксированным углом на стационарных металлоконструкциях.

Каждый из способов размещения фотоэлектрических модулей в пространстве имеет свои плюсы и минусы. Например, применение движущихся трекерных систем позволяет значительно увеличить электрогенерацию, но с другой стороны для размещения той же мощности для динамической системы требуется гораздо больше площади. К тому же, помимо увеличения затрат на строительство солнечной электростанции, трекерная система потребует больших затрат на дальнейшее техническое обслуживание. Кроме того, применение фиксированного угла наклона в СЭС на стационарных конструкциях позволяет снизить и первоначальные инвестиции, и операционные затраты на дальнейшее техническое обслуживание.

Самым популярным способом пока остается фиксация угла наклона солнечных батарей в положении, обеспечивающем наибольшую генерацию электроэнергии в год. В таком случае, в зимнее время генерация будет меньше возможной для больших углов. Если фотоэлектрическая система необходима для резервного или автономного энергообеспечения объекта, необходимо также предусматривать возможность получения дополнительного количества электроэнергии в зимний период.

При установке солнечных батарей на конструкциях с фиксированным оптимальным углом (для нашей страны отимум размещается в диапазоне от 25 до 35 градусов) для установки электростанции мощностью 10 кВт нужно занять площадь около 170-200 кв.м. В случае, когда ваша наземная солнечная электростанция построена с использованием одноосных подвижных трекеров, то для установки солнечных батарей мощностью 10 кВт потребуется больше территории. Это вызвано тем, что в трекерной системе в течение дня значения угла наклона изменяются в зависимости от движения солнца. Поэтому в утренние и вечерние часы, пока солнце находится низко над горизонтом, для достижения условий оптимальной освещенности поверхности солнечных батарей, угол наклона может достигать значения в 50-55 градусов. Соответственно во избежание взаимного затенения фотомодулей расстояние между соседними рядами трекеров необходимо увеличивать.

Применение двухосных подвижных трекерных конструкций позволяет держать углы наклона плоскостей солнечных батарей в более широком диапазоне значений, но при этом необходимо использовать под строительство более внеземную территорию. Для этого типа солнечных электростанций площадь, необходимая для правильной установки всего оборудования, будет максимальной. Таким образом, наземная солнечная электростанция с использованием двухосных солнечных трекеров будет занимать территорию примерно вдвое больше, чем для случая применением обычных стационарных металлоконструкций, обеспечивающих фиксированный угол наклона солнечных батарей.

Для получения профессиональной консультации или более подробных расчетов по выбору наиболее рационального варианта размещения солнечной электростанции, пожалуйста, обращайтесь в компанию Авенстон. Квалифицированные инженеры-проектировщики, с учетом конкретных особенностей местности и пожеланий по вашему проекту, рассчитают оптимальный способ монтажа солнечных батарей.

Услуги Авенстон

Солнечные электростанции – это одна из ключевых и многократно подтвержденных на практике компетенций для компаний, входящих в группу Авенстон. Мы предоставляем все необходимые услуги для проектов солнечной энергетики, начиная от этапа девелопмента или предпроектных изысков и заканчивая сервисным обслуживанием уже построенных фотоэлектрических станций или систем. Все этапы реализации подобных проектов выполняются нами самостоятельно или с привлечением тщательно отобранных партнеров. В последнем случае все ключевые процессы управляются и контролируются штатными менеджерами проектов Авенстон. В списке наших солнечных проектов есть большое количество спроектированных и построенных промышленных солнечных электростанций, коммерческих солнечных электростанций и домашних солнечных электростанций. Если у вас есть планы по строительству собственной солнечной электростанции любого типа и размера, обращайтесь в компанию Авенстон. Мы с большим удовольствием поможем вам реализовать ваш проект самым оптимальным образом.