Күн электр станциясының тиімділігі тек жоғары сапалы жабдыққа ғана байланысты емес. Жобалау кезеңінде жіберілген инженерлік қателіктер кейінгі ондаған жыл бойы өндірілетін электр энергиясының көлеміне, инвестицияның қайтарым мерзіміне және пайдалану шығындарына әсер етеді. Халықаралық тәжірибе көрсеткендей, көлеңкені дұрыс есептемеу, модульдердің орналасуын қате таңдау немесе электрлік есептердің дәл болмауы генерацияны 20–40%-ға дейін төмендетуі мүмкін. Сондықтан жобалау кезеңіндегі инженерлік талдау кез келген күн электр станциясының негізі болып саналады. Қазақстандағы коммерциялық, өндірістік және жеке нысандарға арналған күн электр станцияларын жобалау, жеткізу, монтаждау және қызмет көрсету бағыттары туралы Helio Solar компаниясының Mytrade.kz парақшасынан танысуға болады.
Дұрыс жобалау неге бүкіл станцияның тиімділігін анықтайды?
National Renewable Energy Laboratory (NREL) жүргізген зерттеулерге сәйкес, алғашқы инженерлік қателіктер күн панельдерінің табиғи деградациясына қарағанда әлдеқайда үлкен шығын әкеледі. Қазіргі фотомодульдердің жылдық деградациясы көбіне 0,3–0,6% аралығында болса, жобалау кезінде кеткен қателіктер алғашқы жылдан бастап 20%-дан астам энергия жоғалтуға себеп болуы мүмкін.
IEA PVPS және Fraunhofer ISE ұйымдарының мәліметтері бойынша күн электр станциясының ұзақ мерзімді өнімділігінің шамамен 80%-ы жобалау сапасына тәуелді.
Компания жүзеге асырып жатқан жобаларды Helio Solar Reels бейнематериалдарынан көруге болады.
Электр энергиясының айтарлықтай төмендеуіне әкелетін негізгі инженерлік қателіктер
Күн ресурсын дұрыс бағаламау
Көп жағдайда жобалау кезінде нақты объектінің климаттық ерекшеліктері ескерілмейді. Инсоляция, бұлттылық, температура және маусымдық өзгерістер NASA, Meteonorm, Solargis немесе PVGIS секілді халықаралық дерекқорлар арқылы есептелуі тиіс.
PVsyst бағдарламасының талдауына сәйкес, күн ресурсын есептеудегі небәрі 5% қателік жылдық өндіріс болжамының дәл сондай мөлшерде ауытқуына алып келеді.
Көлеңкені ескермеу
Ғимараттар, ағаштар, инженерлік құрылыстар немесе технологиялық жабдықтар түсіретін көлеңке бір ғана панельдің емес, тұтас тізбектің жұмысын төмендетуі мүмкін. NREL зерттеулерінде модульдің шамамен 10%-ының көлеңкеленуі кей жағдайларда жолақтың өнімділігін 30–50%-ға дейін азайтатыны көрсетілген.
Сондықтан кәсіби жобаларда үшөлшемді көлеңке модельдеуі міндетті түрде орындалады.
Панельдердің бұрышын дұрыс таңдамау
Қазақстанның әр өңірінде күннің биіктігі мен климаттық жағдай әртүрлі болғандықтан, барлық объектілерге бірдей көлбеу бұрышы қолданылмайды. Инженерлер келесі факторларды есептейді:
- географиялық ендік;
- маусымдық энергия тұтыну;
- қар жүктемесі;
- жел жүктемесі;
- қыстағы және жаздағы өндіріс ерекшелігі;
- шатырдың конструкциясы.
IEA PVPS мәліметтері бойынша көлбеу бұрышының есептік мәннен 10–15° ауытқуы генерацияны 2–6%-ға төмендетеді, ал панельдердің дұрыс бағытталмауы 15%-ға дейін шығын әкелуі мүмкін.
| Инженерлік қате | Өндірістің төмендеуі | Дереккөз |
|---|---|---|
| Көлеңкені дұрыс есептемеу | 10–35% | NREL |
| Бағытталудың дұрыс болмауы | 5–15% | Fraunhofer ISE |
| Көлбеу бұрышының қателігі | 2–6% | IEA PVPS |
| Күн ресурсын дұрыс бағаламау | 5%-ға дейін | PVsyst |
Компания ұсынатын жабдықтар мен шешімдерді Helio Solar ұсыныстары бөлімінен көруге болады.
Инвертор мен электрлік схеманы таңдаудағы қателіктер
Инвертор тұрақты токты айнымалы токқа түрлендіріп қана қоймай, бүкіл жүйенің жұмыс режимін басқарады. Сондықтан оның сипаттамалары күн модульдерінің қуатына сәйкес болуы тиіс.
Fraunhofer ISE мәліметтері бойынша DC/AC қатынасын дұрыс таңдамау жыл сайынғы өндірісті қосымша 8–12%-ға дейін төмендетуі мүмкін.
Жобалау кезінде келесі параметрлер міндетті түрде есептеледі:
- DC/AC қуаттарының арақатынасы;
- жұмыс кернеуі;
- әр жолақтағы ток;
- температуралық коэффициенттер;
- болашақта кеңейту мүмкіндігі;
- электр желісінің ерекшеліктері.
Температуралық есептеулер мен салқындату жүйесінің маңызы
Күн панельдерінің тиімділігі температура жоғарылаған сайын төмендейді. Көптеген кремнийлі модульдердің температуралық коэффициенті –0,30...–0,45%/°C аралығында болады. Яғни модуль температурасы стандартты 25°C жағдайынан жоғарылаған сайын оның өндірісі біртіндеп азаяды.
Fraunhofer ISE зерттеулеріне сәйкес жаз мезгілінде панель бетінің температурасы 60–75°C дейін жетуі мүмкін. Егер панельдер мен шатыр арасында жеткілікті желдету қарастырылмаса, қосымша шығындар 8–15%-ға дейін ұлғаяды.
Инженерлер келесі факторларды міндетті түрде есептейді:
- панель мен шатыр арасындағы арақашықтық;
- табиғи ауа айналымы;
- шатыр материалы мен түсі;
- аймақтың орташа температурасы;
- желдің әсері;
- инверторлардың орналасуы.
Mismatch шығындары және модульдерді дұрыс топтастырмау
Бір серияда шығарылған күн модульдерінің өзінде электрлік сипаттамаларында аздаған айырмашылықтар болады. Егер жобалау кезінде бұл ерекшелік ескерілмесе немесе MPPT арналары дұрыс бөлінбесе, mismatch деп аталатын қосымша энергия шығындары пайда болады.
NREL және PVsyst жариялаған зерттеулер бойынша қалыпты жағдайда mismatch шығындары 1–3% шамасында болса, дұрыс жобаланбаған жүйелерде бұл көрсеткіш 8–10%-ға дейін ұлғаюы мүмкін.
| Жобалау қатесі | Салдары | Өнімділік жоғалтуы |
|---|---|---|
| Желдетудің жеткіліксіздігі | Панельдердің қызып кетуі | 5–15% |
| DC/AC қатынасының дұрыс таңдалмауы | Инвертордың шектелуі | 12%-ға дейін |
| Mismatch шығындары | Модульдердің теңгерімсіз жұмысы | 1–10% |
| Кабельдердің артық ұзындығы | Электрлік шығындардың артуы | 1–3% |
| Көлеңкені модельдемеу | Жекелеген тізбектердің тиімділігінің төмендеуі | 35%-ға дейін |
Заманауи инженерлік модельдеу қандай мәселелердің алдын алады?
Қазіргі күн электр станцияларын жобалау тек жабдық таңдаумен шектелмейді. Инженерлер PVsyst, Helioscope, AutoCAD Electrical, Meteonorm, Solargis және басқа да кәсіби бағдарламаларды пайдаланып, объектінің болашақтағы жұмысын толық модельдейді.
IRENA жариялаған мәліметтер бойынша инженерлік есептеулер халықаралық стандарттарға сай орындалған жобаларда жалпы техникалық шығындарды 10–25%-ға дейін азайтуға мүмкіндік береді.
Жобалау барысында ондаған көрсеткіш есептеледі: климаттық мәліметтер, тұтыну графигі, қар мен жел жүктемелері, кабель шығындары, жабдықтың деградациясы, желі параметрлері және станцияны кейін кеңейту мүмкіндігі.
Саладағы заманауи шешімдер туралы қосымша ақпаратты Mytrade.kz платформасындағы барлық Reels бейнероликтерінен көруге болады.
Дәл инженерлік есептеу ондаған жылдық тиімділікті қамтамасыз етеді
Жабдық сапасы қаншалықты жоғары болғанымен, дұрыс орындалмаған жоба оның әлеуетін толық пайдалануға мүмкіндік бермейді. Сондықтан күн электр станциясының экономикалық тиімділігі ең алдымен инженерлік есептердің сапасына байланысты. Объектінің ерекшеліктерін толық зерттеу, өндірісті дәл болжау және халықаралық әдістемелерді қолдану электр энергиясын тұрақты өндіруге және инвестицияның тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді.
Helio Solar Қазақстандағы коммерциялық, өндірістік және жеке нысандарға арналған күн электр станцияларын жобалау кезінде халықаралық инженерлік тәжірибені қолданады. Компанияның басқа материалдарын Helio Solar жаңалықтары мен сараптамалық мақалалар бөлімінен оқуға болады.
Алдыңғы жарияланған материалды да оқуға кеңес береміз: күн электр станциясының экономикалық тиімділігі, LCOE, ROI және өтелу мерзімін есептеу туралы толық талдау.
Күн энергетикасы саласындағы компаниялар мен ұсыныстар туралы толық ақпаратты Mytrade.kz маркетплейсінен табуға болады.
