Семь шагов, которые нужно сделать для создания эффективной фотоэлектрической станции

Первый этап. Выбор площадки.

При оценке местности учитывают, возможно ли строительство на данном участке, сколько оно будет стоить и каковы будут параметры выработки электроэнергии на будущей станции. Исходя из этого, важными критериями при выборе площадки для проектирования являются:

1. Подходящее назначение участка, отсутствие природных и историко-культурных ценностей поблизости.
2. Подходящие геологические условия, выявленные предварительными испытаниями.
3. Наличие необходимой инфраструктуры - подъездной дороги, трансформаторной подстанции требуемой мощности и кабельной линии.
4. Ровный или опускающийся в направлении юга рельеф, без затеняющих элементов и повышенной влажности. Местность в низине, в районе разлива рек не подходит. 

Также для площадки предварительно определяют максимальную мощность источника будущей фотоэлектростанции.

Второй этап. Анализ возможности передачи электроэнергии на выбранной площадке.

Здесь в первую очередь учитывается расположение, протяженность и мощность линий электропередач, ближайших к площадке. На основании данных о ЛЭП оцениваются возможные классы напряжения для выдачи в электрические сети. Затем составляются схемы:

1. Прокладки кабелей от станции до линий электропередач, с учетом сечения и типа подключения. 
2. Электросети выбранной местности с учетом протяженности, типа и сечения ЛЭП, основное оборудование трансформаторных подстанций, точки и сила тока короткого замыкания (КЗ), положение коммутационных аппаратов. 
3. Замещения с учетом всех ранее определенных параметров.

В результате формируется техническая характеристика выдачи мощности.

Также проводится анализ потокараспределения мощности будущего источника в электросетях, оценивается их пропускная способность, возможность и варианты подключения будущей ФЭС к системе и необходимость ее реконструкции. На основе этих исследований формируются исходные данные для проектирования.

Третий этап. Разработка технико-экономического обоснования.

Здесь учитывается выбор:

1. Основного оборудования ФЭС - монокристаллические или поликристаллические солнечные панели. Первый вариант эффективнее, второй вариант дешевле. Важно, чтобы в одной цепочке были установлены панели одного вида и одной мощности. 
2. Угла наклона панелей. Наиболее эффективные показатели панели выдают, если лучи падают на них под прямым углом. С учетом изменения освещения в течение дня и других факторов наиболее действенным считается угол широта० минус 10०-15०. Для максимальной выработки в зависимости от сезона устанавливают углы зимой (21 декабря) широта० +23०, летом (21 июня) - широта० -23०.
3. Расстановки столов. Столы ориентируются строго на юг.  Расстояние между столами рассчитывается так, чтобы панели не оказывались в зоне затенения в условиях наименьшей высоты солнца над горизонтом (в декабре).

На этом этапе возможно оценить максимальную мощность ФЭС. Она зависит от количества панелей. На него влияет площадь и расположение (широта) участка,  угол наклона панелей, мощность инверторного оборудования и напряжение выдачи в сеть.

Солнечные станции с учетом всех этих факторов можно моделировать в  специализированном программном обеспечении, таком, как PVSYST.

Также при оценке экономической обоснованности создания ФЭС учитываются атмосферные и временные факторы: 

• Температура. При нагреве солнечные модули теряют мощность. Температурный коэффициент панелей в среднем составляет -0,45%, это значит, что при нагреве они могут терять от 15 до 25% от первоначальных показателей мощности.
• Запыленность. В регионах, где мало осадков и повышенная запыленность, нужно учитывать необходимость очистки. В особенно запыленных районах при ежемесячной очистке панели теряют до 25% производительности, при очищении раз в два месяца - до 35%.
• Старение панелей. Со временем модули теряют в мощности. Поликристаллический в первый год эксплуатации теряет около 2% мощности, в последующие - 0,67%. Для монокристаллических показатели - 3% и 0,71%. 

Затраты на оборудование станции оцениваются по объектам-аналогам или по особенностям оборудования и перечню работ. 

Основными показателями эффективности инвестиций в проект являются: 

• срок окупаемости проекта меньше срока службы основного оборудования;
• чистый дисконтированный доход (NPV) больше 0;
• внутренняя норма рентабельности (IRR) больше ставки дисконтирования.

Четвертый этап. Установка измерительного оборудования на площадках.

Для проверки правильности выбора площадки не менее, чем на год, устанавливают измерительное оборудование: два пиранометра - один в горизонтальной плоскости, другой под расчетным углом к горизонту, датчики температуры и влажности. 

Часто решение о строительстве принимается с учетом информации ближайшей метеостанции и глобальных данных об инсоляции региона. 

Пятый этап. Анализ результатов измерений.

Если в течение года проводились измерения, их необходимо проанализировать. Анализ должна выполнять компания с аккредитацией DIN EN ISO / IEC 17025 на выполнение работ в области анализа и оценки данных измерений.

На основе полученных результатов на выбранных площадках моделируются ФЭС и рассчитываются показатели эффективности с разными вероятностями.

Шестой этап. Сбор документации. 

После выбора площадок с наилучшими показателями собирают исходные данные и ряд документов от местных органов (разрешения от управляющего учреждения, служб МЧС, экологов, заключения от пожарной организации, центра эпидемиологии и гигиены). К исходным данным прилагаются:

• задание на проектирование;
• результаты геологических и геодезических исследований;
• документы о выводе земельного участка. 

А также справки о технических условиях:

• подключения электрогенерирующих мощностей от энергоснабжающей организации;
• подключения к системам связи;
• дорожной инспекции;
• водоснабжения на период строительства от водоканала.

Седьмой этап. Разработка архитектурного и/или строительного проекта

Основные разделы проекта ФЭС:

1. Технологические решения. Выбирается основное и вспомогательное оборудование для объекта, рассчитывается количество необходимых для обеспечения работоспособности ресурсов.
2. Конструктивные решения. Прорабатываются несущие конструкции сооружений с обозначением специфики и назначения каждого строения, выбираются стройматериалы. Здесь также учитываются климатические факторы местности.
3. Электротехнические решения. Проектируется устройство сетей и оборудования, обеспечивающего электроснабжение самого объекта и выдачу электроэнергии на сети.
4. Генеральный план. Составляется схема расстановки объектов на участке с учетом наличия или необходимости строительства подъездных дорог и другой инфраструктуры.

Также в проекте описывается автоматизация объектов, системы управления технологическим процессом, соответствие экологическим требованиям, все работы, которые потребуются на разных этапах строительства ФЭС и прочее. 

Причины обратиться в “ЭНЭКА” для проектных и предпроектных работ в области энергетики

1. В штате есть ведущие инженеры-технологи разных направлений энергетики, в том числе солнечной.
2. При проектировании используется новейшее ПО и методы проектирования (ВIM-технологии)
3. Компания на рынке уже 17 лет и была одной из первых в сфере альтернативной энергетики. Имеет опыт проектирования подобных объектов на международном рынке и широкий референс-лист. 

Компания «ЭНЭКА» осуществляет проектирование промышленных зданий и сооружений. Разработка эскизного проекта в Москве.