Обнадеждаващи тенденции при изграждането на фотоволтаични системи в България

Ръст в изграждането на системи за собственото потребление

В последните 2 години забелязваме окуражаваща тенденция на българския пазар за фотоволтаични системи: увеличава се броят на системите, при които произведеното електричество се използва за покриване на собствени нужди! В периода от началото на 2019 до края на 2020 година, нашият екип проектира и изгради системи с обща мощност над 1 000kWp, от които 450kWp са покривни системи за собствено потребление.

Обнадеждени сме, защото тенденцията затвърждава нашата вяра в ефективността и предимствата на този тип инвестиция. Нашият опит показва, че най-доброто място за производство на зелена енергия е там, където тя ще се консумира – на покривите на производствени предприятия и складове. Тези системи са изключително ефективни поради ниските нива на загуба на енергия по кабелната линия от източника до консуматора и носят многобройни предимства, особено за индустриални инвеститори.

Мрежова 250kWp покривна централа в гр. Пазарджик

Ярък пример е фотоволтаичната централа с мощност 250kWp на покрива на предприятие за рециклиране (Фигура 1), намиращо се в индустриалната зона на гр. Пазарджик. Екипът на „ЕС-3“ проектира, изгради и пусна в експлоатация тази централа през 2020г.

Фигура 1. Фотоволтаична централа 250kWp върху покрива на предприятие за рециклиране в гр. Пазарджик[

Фотоволтаичната централа беше изградена върху покривите на две отделни сгради на предприятието за срок от 45 дни. Екипът ни пое изцяло бюрократичната тежест по пред проектна подготовка на системата. Нашият дългогодишен опит в тази сфера спестява доста време и главоболия на клиентите, които често попадат в капана на внезапно променящи се бюрократични изисквания. „ЕС-3“ също така извърши цялостната дейност по проектиране на системата, включително изготвяне на проекти за част конструктивна и част електрическа.

Оборудване на системата

Системата се състои от 735 броя монокристални фотоволтаични панели SunRise 340Wp Mono PERC Half-Cut върху обща покривна площ от около 2 000м2. Панелите, които избрахме за тази система, са изработени с най-новата PERC технология за слънчеви клетки. Наполовина изрязаните слънчеви клетки са точно това, което подсказва името им – традиционните силиконови слънчеви клетки, разрязани наполовина с помощта на лазер. Тези клетки имат няколко предимства: предлагат подобрена производителност и издръжливост, могат да увеличат ефективността на панела с няколко процентни пункта и тъй като са с по-малки размери са по-устойчиви на механични повреди (напукване).

Централата е оборудвана с 4бр. инвертори SUN2000-60KTL-М0 на Huawei. Преди няколко години Huawei навлязоха на пазара с фотоволтаични компоненти и по-конкретно – мрежови (on-grid) инвертори и аксесоари за тях, с цел да доставят продукт с високо качество и ниска цена. Ние смятаме, че са се справили перфектно с тази задача и вече успешно вграждаме техни компоненти във всички наши мрежови системи. С максимална ефективност от 98.9%, инверторите SUN2000-60KTL-М0 бяха идеалното решение за тази покривна система, тъй като техните вградени 6 MPP тракера позволяват висока гъвкавост при интегриране на модули, разположени с различна ориентация или на различни наклони, каквито се забелязват и в този обект.

Особеното тук, е че сградата не е ориентирана правилно към юг. Инвеститорът естествено иска да произвежда максимално количество енергия за вложените от него средства. Затова, чрез специализиран софтуер, направихме няколко симулации на възможни разположения и техните прогнозни производства. След като ги представихме на клиента, той се спря на този вариант. Друго особено е, че предприятието разполага с два собствени трафопоста от които се захранва, което наложи да разделим фотоволтаичната система по равно между двете сгради.

Също нещо интересно и не толкова често използвано е типа на конструкцията която сме внедрили в тази система. Понеже сградата е с PVC мембрана, която хидроизолира покрива, нейното нарушаване с пробиване и захващане и напълно забранено и неправилно. В случаи като този, се използва „баластна“ конструкция, с наклон 20 ᳸. Името и идва от там, че за захващането се използват баласти (тежести). Много внимателно се изчислява на кои точки точно колко тежести трябва да се поставят, така че да може да се гарантира статичност на фотоволтаичните панели. Взима се под голямо внимание в какъв район попада сградата и с какви ветрове трябва да се справя конструкцията. За допълнително предпазване от вятър, всеки един ред панели има капаци от задната страна и от двете страни, за да направи почти невъзможно прилагането на подемна сила от страна на вятъра към панелите. Цялата конструкция и всеки един крепеж са изработени от алуминий или неръждаема стомана, за да имат дълъг живот, също като системата.

Централата притежава две допълнителни предимства – система за мониторинг Huawei SmartLogger 3000A, която позволява наблюдението на производството и консумацията на енергия в реално време, и система за компенсация на реактивна енергия – Huawei Smart Reactive Power Control, която намалява значително наказателните такси за този вид енергия. Тя се случва благодарение на комбинацията от SmartLogger 3000A и инверторите на Huawei.

Когато са в режим на потребление, производителите на електрическа енергия заплащат надбавка върху стойността на активната електрическа енергия в зависимост от използваната реактивна електрическа енергия за всеки петнадесет минутен интервал, при който факторът на мощността е по-малък от 0,9 (cosφ<0,9). Тези наказателни такси са насочени към стимулиране на намален пренос на реактивна енергия, която предизвиква увеличаване на загубите на активна енергия и намаляване на пропускателните възможности на електроразпределителната мрежа. Интегрираната система Huawei Smart Reactive Power Control поддържа фактора на мощността на електрическите съоръжения около и над 0,9 и увеличава общата производителност на фотоволтаичната система.

Huawei са направили интегрирането на техните инвертори и система за мониторинг изключително лесно и удобно. Huawei SmartLogger може да приеме наблюдението на до 80 инвертора в едно устройство и позволява следенето на тяхното състояние в реално време от където и да е, чрез интернет портала FusionSolar. Тази система беше особено необходима в случая на предприятието за рециклиране, тъй като инвеститора взе разумното решение да настрои системата изцяло за собствени нужди. В този случай, системата за мониторинг на Huawei беше използвана, за да настроим инверторите така, че да не връщат енергия обратно в електропреносната мрежа.

Наблюдение на производството в реално време

Фигура 2. Извадка от системата за проследяване на производството на енергия в реално време

Системата за прогнозиране на производство, която използваме, изчисли, че на това местоположение и с тази мощност, централата ще произвежда 325 000kWh годишно, 100% от които ще бъдат използвани от инвеститора за задоволяване на собствените нужди на предприятието от електроенергия. Тази мрежова фотоволтаична система е изключително ефективно решение за използване на произведената соларна енергия. Това е така главно защото времето на максимално производство на системата до голяма степен съвпада с времето, през което предприятието има най-висока консумация (Фигура 2). По този начин системата допринася за значително намаляване на разходите за електричество от страна на инвеститора. А данните генерирани от системата за мониторинг са ценен ресурс при решения свързани с оптимизирането на дейността на предприятието, спрямо новия му енергиен профил.

Около 11:00 на 1 април 2021г. модулите на покривната система с мощност от 125kWp (мощността на едната половина на централата) са достигнали DC мощност от 107,63kW, а инверторът е подал 105,55kW AC мощност към електромера на предприятието, което е реална ефективност на преобразуване от 98,2% (Фигура 2). По същото време е имало включени консуматори с обща мощност от 266,81kW, които до 11:00 в този ден са използвали общо 797.27kWh електрическа енергия. По този начин, на 1-ви април системата е допринесла за покриване на 10.95% от общата енергийна консумация на предприятието, докато останалите 89.05% (6.49MWh) са били доставени от мрежата.

Възвръщаемост на инвестицията

Благодарение на системата предприятието ще спестява над 325MWh енергия годишно, а пълната възвръщаемост от инвестицията ще бъде постигната в рамките на 4 до 5 години, при годишна възвръщаемост от 20-25%. Имайки предвид, че фотоволтаичните панели са с 12 години, а инверторите с 5 години пълна техническа гаранция, възвръщаемостта на инвестицията е 100% гарантирана още по време на гаранционния срок, а фотоволтаичната централа ще продължи да произвежда „безплатно“ ток за своя инвеститор в продължение на повече от 20 години след пълното изплащане на инвестицията.

Оптимистично за бъдещето

Данни за 2020 показват очаквания за инсталация на над 60MW нови мощности фотоволтаични системи за собствено потребление, a  прогнозите за 2021 година са за допълнителни 100MW. В средносрочен план, в срок до 2025 година енергията произведена от възобновяеми източници за собствена консумация се очаква да надхвърли 4 000MW, което ще доведе до сериозна промяна в енергийната карта на страната и потвърждава посоката към децентрализация на енергийното производство и разрастването на новата категория потребители, които сами произвеждат част от енергията, която консумират (т.нар. „prosumers“).

Ако и Вие сте заинтересовани от този тип фотоволтаична система и искате да проучите какви са възможностите да произвеждате сами електроенергия, която да покрива цялостно или частично нуждите на Вашия бизнес или предприятие, свържете се с нас, ще се радваме да Ви бъдем полезни с нашия опит и съвети!