Для покрытия доли потребляемой электроэнергии за счет ВИЭ одним из экспериментальных объектов в г. Новочеркасск (Ростовская область) была установлена солнечная электростанция суммарной мощности 7,2 кВт, состоящая из солнечных модулей со сбросом выработанной электрической энергии во внутреннюю 3-фазную сеть.

В составе электрической установки используется оборудование одного из мировых лидеров по производству инверторного оборудования SMA Solar Technology. Использование преобразовательной техники этого производителя дает возможность осуществлять мониторинг работы установки через Интернет.

Состав солнечной энергоустановки

Фотоэлектрические модули: назначение: преобразование энергии солнечного излучения в электрическую; Исходный материал: моно-мультикристаллический кремний; Материал рамы: анодированный алюминий; Распределяющая коробка: поликарбонат, наполненный стеклом; Защита: покрытие – двойной ламинат, закалённое стекло, светопропусканием (92%), 3 мм толщиной (в некоторых моделях — 4 мм); Средний полный срок службы — не менее 20 лет; Квалификационные испытания в соответствии со стандартами IEC 61215.

Аккумуляторные батареи: единый банк (АКБ) из 8 аккумуляторов фирмы SunLight (рисунок а) суммарной емкостью 1600 А·ч с номинальным напряжением 48 В Емкости банка аккумуляторов достаточно, чтобы обеспечить резервное питание дома в течение 10 часов, при среднем потреблении 2 кВт·ч.

Инверторы: три инвертора SI-6048 TB и SB-5000 TL фирмы SMA используются для реализации отдачи непотребленной электроэнергии во внешнюю сеть. Количество поступившего электричества от солнечных панелей измеряется встроенным в инвертор SB-5000 TL контроллером заряда. Контроль потребленной электроэнергии из внешней сети и отданной неиспользованной энергии от аккумуляторных батарей осуществляется инвертором SI-6048 TB.

Электротехническое оборудование

В состав системы входят  3 инвертора SunnyIsland 8.0 (рисунок б), которые образуют 3-х фазную сеть. Параллельно выходу на нагрузку подключены три инвертора SunnyBoy5000TL-21 (рисунок в), которые настроены пофазно как L1, L2 иL3. На каждый сетевой инвертор подключен микроконтролер MPPT со входом 12 модулей KV200/24M, соединенных последовательно.

Вспомогательное оборудование солнечной электростанции

Технические характеристики модулей KV — 200/24 M

Функциональная схема солнечной энергоустановки

Монтаж системы

На фото ниже представлены этапы монтажа оборудования и готовый комплекс солнечной электростанции.

Мониторинг работы солнечной энергоустановки

Автоматическая выгрузка данных, получаемых от солнечной станции, позволяет проводить системный анализ и разрабатывать наиболее эффективные режимы эксплуатации установки в условиях отсутствия возможности отдачи получаемой электрической энергии в сеть. Примеры графических характеристик, демонстрирующих работу станции, приведены ниже.

Выработка ФЭП, кВт. Даты записи: 03.05 — 09.05.2014

Выработка ФЭП, кВт. Даты записи: 10.05 — 16.05.2014

Выработка ФЭП, кВт. Даты записи: 15.05 — 21.05.2014

Баланс энергетической системы. Май 2014

Баланс энергетической системы, 21 мая 2014

Тип здания: жилое

Количество этажей: 2 (3 с подвальным техническим этажом)

Общая площадь: 360 м²

Категория теплоэнергетической эффективности здания: повышенная

Класс энергетической эффективности: В++

 Состав материалов

Стены из кирпича толщиной 0,37 м, для утепления стен применены термопанели толщиной 80 мм. Крыша состоит из гибкой черепицы толщиной 0,0038 м и ОСП толщиной 0,01 м, для утепление крыши применяем минеральную вату толщиной 250 мм, для утепления цоколя – термопанель толщиной 80 мм, для утепления фундамента – экструдированный пенополистирол толщиной 80 мм. Окна – двухкамерный стеклопакет. Двери металлопластиковые.

Инжиниринговое оснащение

Для отопления и горячего водоснабжения в здании установлен тепловой насос Viessmann Vitocall 300 G мощностью 17 кВт, 4 комплекта солнечных коллекторов Viessmann Vitosol 300 T общей мощностью 9,6 кВт, газовый котел Viessmann Vitodens 200 мощностью 23,7 кВт.

Поскольку газопровод к объекту еще не подведен, уже в течение двух лет здание отапливается только при помощи теплового насоса и системы вакуумных солнечных коллекторов, при этом обеспечивается заданный температурный режим в здании в течение всего отопительного периода.

Объект был сдан в эксплуатацию в конце 2012 года. За время работы система тепло/холодоснабжения показала высокую эффективность работы.

Система автоматики управляется контроллером Viessmann Vitotronic обеспечивает контроль за работой всех процессов энергообмена, происходящих во всем здании.

В качестве приборов отопления служат система теплых полов и алюминиевые радиаторы. Система теплых полов, работая в низкотемпературном режиме, обеспечивает здание необходимым теплом и позволяет работать тепловому насосу с большим коэффициентом преобразования (около 3,5).

Для кондиционирования в проекте УЭЭЭД-2 применены фанкойлы Lessar, обеспечивающие требуемую холодопроизводительность, но потребляющие в десятки раз меньше электроэнергии, чем сплит-системы аналогичной мощности.

Состав технологической системы

Тепловизионное обследование

Тепловизионная съемка показала, что здание полностью удовлетворяет критериям энергоэффективности класса В++. Через окна и стены потери тепла отсутствуют, но имеются незначительные потери через швы ограждающих конструкций. Наибольшие потери тепла идут в местах примыкания цоколя к поверхности тротуарной плитки.

Суммарное годовое потребление энергии (электрической) на работу системы тепло/холодоснабжения – 8464,5 кВт⋅ч, таким образом объект УЭЭЭД-2 относится к классу энергоэффективности «В+».

Температура в помещении установлена:

• угловые комнаты +20 °С;
• спальные комнаты +21 °С;
• кухни +22 °С;
• ванные комнаты +25 °С и +23 °С.

Значения внутренних температур соответствуют СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование». Сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций находятся в пределах нормы.

Дополнительная информация

Брошюру, включающую в себя сводную информацию по реализованным проектам ООО НПП «Донские технологии» можно скачать по ссылке.