У минулій статті ми розглянули, як влаштована автономна сонячна станція, а тепер продовжимо нашу серію статей описом конструкції мережевої сонячної електростанції або як прийнято в англійській термінології "On Grid" станції.
У мережевих сонячних електростанціях не передбачені акумуляторні батареї, вони підключаються до загальної електромережі і призначені для заміщення електроенергії з мережі електроенергією від сонця у реальному часі, а також для скидання зайвої електроенергії від сонця в мережу з наступним продажом за «зеленим» тарифом. Всіма цими процесами керує мережевий інвертор.
Мережева сонячна станція фізично пов'язана із загальною лінією електроживлення і не може функціонувати, якщо у мережі пропадає електроенергія, тобто її не можна розглядати як єдине джерело енергії.
Розглянемо тепер детальніше роботу мережевої станції. Згенерована електроенергія від сонячних панелей, розташованих на даху будинку або на наземної конструкції, по проводах надходить на мережевий інвертор, який синхронізується з мережею при першому запуску станції. Далі, інвертор перетворює струм з постійного на змінний з параметрами домашньої мережі, (тобто 220 / 380В і 50 Гц для регіонів України), який потім надходить у домашню енергомережу і там споживається електроприладами. І в першу чергу живлення приладів здійснюється енергією від сонця, так як за законами електротехніки, споживається енергія від найближчого джерела енергії, а найближчим джерелом у нас якраз є сонячна електростанція. Якщо сонячної енергії недостатньо, то з мережі підмішується «міська» електроенергія. Брак енергії може бути з різних причин. Наприклад, настала ніч, і сонячна станція перестала виробляти енергію, так само через похмурі дні станція не виробляє необхідну кількість енергії. Може бути і такий випадок, коли працює велика кількість споживачів і станція не може забезпечити їх всіх електроенергією. Якщо енергія необхідна для живлення увімкнених електроприладів дорівнює виробленої електроенергії від сонячних панелей, то енергія від мережі не підмішується і споживання з мережі дорівнює нулю. І третій випадок, коли побутовими приладами споживається не вся енергія від сонця, а тільки частина, то зайва енергія буде надходити в загальну мережу. Це відбувається тому, що інвертор цю зайву енергію подає у мережу з напругою, що перевищує напругу в мережі буквально на пару вольт, виникає різниця потенціалів і струм тече в іншу сторону, тобто перетікає в загальну мережу. І тут важливо розуміти, що якщо будинок обладнаний звичайним лічильником і не підключений до «зеленого» тарифу, то більшість звичайних сучасних лічильників вважатимуть енергію, віддану в мережу, як спожиту. Щоб цього не відбувалося, існують способи виключення витоку зайвої електроенергії в мережу. Це може бути встановлення так званих «смарт лімітерів» які при надлишку енергії занижують продуктивність інвертора. Ще один із способів - встановлення «ватроутерів», які автоматично перекидають зайву енергію на резервні споживачі, наприклад, на ТЕН водонагрівача. Але ці схеми розглядаються, коли немає можливості підключити «зелений» тариф чи немає такої мети. У більшості випадків, мережеві електростанції будуються для продажу зайвої електроенергії по «зеленому» тарифу. Що таке «зелений» тариф ви можете почитати у статті за посиланням. Якщо станція працює по «зеленому» тарифу, то в ній присутній ще один дуже важливий елемент - це двонаправленний лічильник, який під час підписання договору з постачальником електроенергії ставиться замість звичайного лічильника. Цей лічильник вважає спожиту і віддану в мережу електроенергію і відправляє всі дані по GSM каналу на сервер енергокомпанії, де проводиться підрахунок різниці спожитої та виробленої електроенергії. Якщо ця різниця позитивна, тобто це той випадок, коли сонячна електростанція виробляла зайву електроенергію, а з мережі споживалося мало, то ось як раз за вироблену «зелену» енергію енергокомпанія нараховує на рахунок гроші. В кінці місяця проводиться взаєморозрахунок різниці спожитої та виробленої енергії.
Як і в автономній станції для захисту від короткого замикання і перенапруги система комплектується захисною автоматикою, яка розташовується в розподільних щитках. Туди входять запобіжники і обмежувачі перенапруги, роз'єднувачі. Крім названих елементів, варто так само відзначити, що жодна станція не може обійтися без кріплень для сонячних панелей. Система кріплень забезпечує не тільки надійну фіксацію панелей і прийнятний естетичний вигляд, але і провітрювання панелей, що дуже важливо для їх ефективної роботи.
При проектуванні мережевої електростанції враховуються такі чинники як власне споживання будинку, площа даху для встановлення сонячних панелей, підведення потужності лінії електромережі до дому (вказано у договорі з вашим постачальником електроенергії), а також бюджет на будівництво станції. Для приватних осіб потужність встановлюваних станцій обмежена і складає максимум 30 кВт. Станції більше 30 кВт є промисловими і оформляються юр. особами.
Тепер розглянемо комплектацію типовий мережевий сонячної електростанції під «зелений» тариф потужністю 15 кВт:
Площа даху необхідна для встановлення сонячних панелей такої потужності становить 90м2
Переваги:
- Станція окупається протягом 4-6 років, а далі приносить прибуток.
- Надійність
- Не вимагає регулярного обслуговування
- Низька ціна в порівнянні з автономними і гібридними станціями
Недоліки:
- Залежність від загальної електромережі, не працює при відсутності напруги в мережі.