В прошлой статье мы рассмотрели, как устроена автономная солнечная станция, а теперь продолжим нашу серию статей описанием устройства сетевой солнечной электростанции или как принято в английской терминологии "On Grid" станции.
В сетевых солнечных электростанциях не предусмотрены аккумуляторные батареи, они подключаются к общей электросети и предназначены для замещения электроэнергии из сети электроэнергией от солнца в реальном времени, а также для сброса лишней электроэнергии от солнца в сеть с последующей продажей по «зелёному» тарифу. Всеми этими процессами управляет сетевой инвертор.
Сетевая солнечная станция физически связана с общей линией электропередач и не может функционировать, если в сети пропадает электроэнергия, т.е. её нельзя рассматривать как единственный источник энергии.
Рассмотрим теперь подробнее работу сетевой станции. Сгенерированная электроэнергия от солнечных панелей, расположенных на крыше дома или на наземной конструкции, по проводам поступает на сетевой инвертор, который синхронизируется с сетью при первом запуске станции. Далее, инвертор преобразует ток из постоянного в переменный с параметрами домашней сети, (т.е. 220/380В и 50 Гц для регионов Украины), который потом поступает в домашнюю энергосеть и там потребляется электроприборами. И в первую очередь питание приборов осуществляется энергией от солнца, так как по законам электротехники, потребляется энергия от ближайшего источника энергии, а ближайшим источником у нас как раз является солнечная электростанция. Если солнечной энергии недостаточно, то из сети подмешивается «городская» электроэнергия. Нехватка энергии может быть по разным причинам. Например, наступила ночь, и солнечная станция перестала вырабатывать энергию, так же из-за пасмурных дней станция не вырабатывает необходимое количество энергии. Может быть и такой случай, когда работает большое количество потребителей и станция не может обеспечить их всех электроэнергией. Если энергия необходимая для питания включённых электроприборов равна выработанной электроэнергии от солнечных панелей, то энергия от сети не подмешивается и потребление из сети равняется нулю. И третий случай, когда бытовыми приборами потребляется не вся энергия от солнца, а только часть, то лишняя энергия будет поступать в общую сеть. Это происходит потому, что инвертор эту лишнюю энергию подаёт в сеть с напряжением, превышающим напряжение в сети буквально на пару вольт, возникает разность потенциалов и ток течёт в другую сторону, т.е. перетекает в общую сеть. И тут важно понимать, что если дом оборудован обычным счётчиком и не подключён к «зелёному» тарифу, то большинство обычных современных счётчиков будут считать энергию, отданную в сеть, как потреблённую. Чтобы этого не происходило, существуют способы исключения утечки лишней электроэнергии в сеть, это может быть установка так называемых «смарт лимитеров» которые при избытке энергии занижают производительность инвертора. Ещё один из способов - установка «ваттроутеров», которые автоматически перебрасывают лишнюю энергию на резервные потребители, например, на ТЭН водонагревателя. Но эти схемы рассматриваются, когда нет возможности подключить «зелёный» тариф или нет такой цели. В большинстве случаев, сетевые электростанции строятся для продажи лишней электроэнергии по «зелёному» тарифу. Что такое «зелёный» тариф вы можете почитать в статье по ссылке. Если станция работает по «зелёному» тарифу, то в ней присутствует ещё один очень важный элемент – это двунаправленный счётчик, который при подписании договора с поставщиком электроэнергии ставится вместо обычного счётчика. Этот счётчик считает потреблённую и отданную в сеть электроэнергию и отправляет все данные по GSM каналу на сервер энергокомпании, где производится подсчёт разницы потреблённой и выработанной электроэнергии. Если эта разница положительная, т.е. это тот случай, когда солнечная электростанция вырабатывала лишнюю электроэнергию, а из сети потреблялось мало, то вот как раз за выработанную «зелёную» энергию энергокомпания начисляет на счёт деньги. В конце месяца производится взаиморасчёт разницы потреблённой и выработанной энергии.
Как и в автономной станции для защиты от короткого замыкания и перенапряжений система комплектуется защитной автоматикой, которая располагается в распределительных щитках. Туда входят предохранители и ограничители перенапряжения, разъединители. Кроме названых элементов, стоит так же отметить, что ни одна станция не может обойтись без креплений для солнечных панелей. Система креплений обеспечивает не только надёжную фиксацию панелей и приемлемый эстетический вид, но и проветривание панелей, что очень важно для их эффективной работы.
При проектировании сетевой электростанции учитываются такие факторы, как собственное потребление дома, площадь крыши для установки солнечных панелей, подвод мощности линии электропередач к дому (указан в договоре с вашим поставщиком электроэнергии), а также бюджет на строительство станции. Для частных лиц мощность устанавливаемых станций ограничена и составляет максимум 30 кВт. Станции более 30 кВт являются промышленными и оформляются юр. лицами.
Теперь рассмотрим комплектацию типовой сетевой солнечной электростанции под «зелёный» тариф мощностью 15 кВт:
Площадь крыши необходимая для установки солнечных панелей такой мощности составляет 90м2
Достоинства:
- Станция окупается в течении 4-6 лет, а дальше приносит прибыль.
- Надёжность
- Не требует регулярного обслуживания
- Низкая цена по сравнению с автономными и гибридными станциями
Недостатки:
- Зависимость от общей электросети, не работает при отсутствии напряжения в сети.