Урбанизираните територии – естественият дом на фотоволтаичните електроцентрали

Предстои една дълга статия, по-задълбочена, с по-малко общи приказки, но пък и с картинки! :)
Ще започна от далеч. От изминалото лято, когато се проведе форумът “Black Sea Solar Camp 2009” с участието на преподаватели и студенти от Charles University – Прага, както и представители на фирми, работещи в областта на строителството, енергетиката и енергийната ефективност. Тук е мястото да благодаря на организатора доц. Митко Стоев от югозападния университет, който ме покани да изнеса лекция пред участниците. Темата, по която говорих, беше „Вградена фотоволтаична инсталация в окачена фасада на офис сграда. Анализи на електропроизводството и енергопотреблението. Икономически и екологични ползи.”

За целта трябваше да се поблъскам над следните основни проблеми:

  1. Да направя идеен проект на офис сграда, чиято южна фасада да е тип „окачена” и с такъв наклон, щото да не се пилее прекалено много от разгънатата застроена площ, но пък и да не се дискредитира електропроизводството от полупрозрачните фотоволтаични модули, вградени в нея. Тенденциозно предвидих сградата с плосък покрив, за да може при необходимост да се добави и покривна инсталация, както и стана в крайна сметка.
  2. Да организирам така фасадните модули по стрингове (група от определен брой последователно свързани модули), че всеки стринг, във възможно най-неблагоприятния ден на годината, да има достатъчно високо сумарно напрежение, за да може инверторът (устройството, което преобразува правия ток в променлив), към който е свързан, да отвори веригата. А в същото време разположението по фасадата да е стройно, за да не се влиза в преразход на правотокови проводници и респективно до загуби от повишено съпротивление в тях.
  3. Да бъде симулиран годишният разход на енергия на сградата и разбит по пера: отопление и гореща вода, охлаждане, осветление, вентилатори и помпи, други. На база разхода на енергия да се разиграят варианти с подбрани различни енергоизточници и да се подбере икономически най-целесъобразният вариант.

vis2

В крайна сметка се получи така, че в сградата, чиято разгъната застроена площ е 3000 кв.м., събрах 36000 Wp инсталирана мощност в самата фасада и 39000 Wp инсталирана мощност на покрива, като отстоянията на двуредовите блокове с модули са такива, че загубите от взаимни засенчвания не надхвърлят 2,3%, а в самата фасада взаимните засенчвания са нулеви, тъй като модулите лежат в една равнина. Оптималният ъгъл на фасадата, който би се явил като компромис между архитект и електропроизводство е 18⁰. Така загубите в електропроизводството няма да са фрапантно високи, а и няма да се загуби много от разгънатата площ на сградата. На следващатите снимки ще ви представя метеорологичните данни от METEONORM за района на сградата, в случая Пловдив. Те са първата стъпка към симулацията на централата в PVSYST. Данни от симулацията вижте също на снимките.

meteo

Имаме вече организационна идея на централата и нейната мощност, направена е и детайлна симулация на електропроизводството с приспаднати загуби от всички влияещи фактори. Установено е, че очакваното годишно електропроизводство е 84600 kW/h. Сега идва ред на енергопотреблението на сградата. Необходимостта от неговата симулация идва от това да се вземе адекватно решение какво да правим с енергията от фотоволтаичната инсталация и да видим дали и какъв друг енергоизточник да търсим, като изразим всичко това във финикийски знаци. Сега ще видим данните за енергопотреблението, симулирано в ENSI Key Numbers. За сега това е наложения в страната софтуер, който се ползва предимно при обследванията за енергийна ефективност. Съществуват и други, примерно RET Screen, който е базиран на EXEL. А от началото на тази година, можем да се похвалим и със свой собствен софтуер, работещ с последните изменения в НАРЕДБА 7, разработен от колегите в софийския офис на „Аниди” К. Апостолов и инж. М. Иванов.  След това лирично отклонение, нека се върнем на ENSI. Симулирахме два варианта. При първия, първичният енергоизточник, за отопление и битово горещо водоснабдяване (БГВ), е електричество. При вторият вариант е природен газ. Приемаме, че сградата е в газифициран район на града.  Какво се получава?!

ensi_screen pita_potreblenie

Общата енергия, която ни е нужна на годишна база е 186 334 kW/h. В случая, когато сградата се захранва изцяло от електричество, а фотоволтаичната централа се ползва за собствени нужди, установяваме, че на нас ни трябват допълнителни 101 734 kW/h електроенергия на година за да осигурим нормативния микроклимат, а ние произвеждаме само 84 600 kW/h. Т.е разликата трябва да я закупим от електроразпределитеното дружество. Тази разлика възлиза на 8851 евро на година, които се явяват комунален разход за нас, като собственици на сградата.
Във втория случай, енергията, необходима за отопление и БГВ се осигурява чрез доставки на природен газ. Тогава имаме нужда от 46603 kW/h енергия получена от природен газ и допълнителни 55 131 kW/h електроенергия от електроразпределителното дружество, а производството от фотоволтаичната централа е константа – 84 600 kW/h. В този случай годишните ни разходи за енергия ще са по-малки, поради по-ниската цена на енергията от природен газ. Те ще възлизат на 5728 евро.

Имаме и трети случай. Сградата се захранва с електроенергия и природен газ, а произведената електроенергия, от нашата фотоволтаична централа, я продаваме на преференциалната цена определена от ДКЕВР от 0,755 лв./kW/h. Тогава имаме годишен приход от централата в размер на 31 302 евро, а разходите ни за електроенергия и газ от доставчиците възлизат на 13089 евро. В този случай си покриваме комуналните разходи и в същото време генерираме приход от 18 213 евро. Тук е и мястото да отбележа, че централата в конкретния случай, би оскъпила строителството на сградата с 65 евро/кв.м. РЗП. Не смятам, че е такава болка, при положение, че сама си възвръща инвестицията.

В заключение ще се върна на  заглавието на статията. Няма да вадя лозунги и сентенции, но предполагам сами осъзнахте, колко по-ценни могат да бъдат фотоволтаиците в нашите градове. Трябва да прибавим и плюса, че електроразпределителните дружества присъединяват с по-голяма охота централи в градовете, тъй като не търпят загуби от преноса на енергия, а електроенергията от тях се консумира от най-близкия консуматор, в случая сградата. Финалното изречение ще е за екологичния ефект. Сметката показа, че нашата централа, всяка година ще спестява по 174 тона въглероден диоксид на нашата планета.

П.П.: Специални благодарности на А. Христев за визуализациите на сградата и на инж. Н. Вълчанов за симулациите в ENSI.

Милен Кавръков
/Възобновяеми Енергийни Източници/

 

11 Responses to “Урбанизираните територии – естественият дом на фотоволтаичните електроцентрали”

  1. амеро Says:

    Свежо: Във възможно най-неблагоприятния ден на годината, да има достатъчно високо сумарно напрежение, за да може инверторът (устройството, което преобразува правия ток в променлив), към който е свързан, да отвори веригата-ГЛУПОСТИ ПАНЕЛИТЕ ЗАРЕЖДАТ АКУМУЛАТОРИ 12V или 24V ЧАК СЛЕД ТОВА ПРАВИЯ ТОК СЕ ИНВЕРТИРА В ПРОМЕНЛИВ 220V- СУМАРНОТО НАПРЕЖЕНИЕ ВЛИЯЕ ЕДИНСТВЕНО НА ЗАРЯДА НА АКУМУЛАТОРА.НЕ СТАВА ОТ ПАНЕЛИТЕ ВЕДНАГА ПРЕЗ ИНВЕРТОРА .ПОНЕ МАЛКО НАУЧЕТЕ ЕЛЕКТРОТЕХНИКА ;)

  2. millenium404 Says:

    Свежо: Някъде в статията да пише нещо за акумулатори?! Използват се направо мрежови инвертори (grid inverters). Те си имат минимално входно напрежение,под което не отварят веригата,а напрежението на входа на инвертора е сума от работните напрежения на последователно свързаните в стринг модули. Диапазонът на това работно напрежение е голям,защото е функция на слънчевата радиация и температурата на околната среда.
    П.П.: Това,че пишеш с големи букви,не те приближава повече до истината, по скоро крещиш ;)

  3. амеро Says:

    Свежо: за да е пълноценна тази система ти трябва ампераж акомулатора ги осигурява.другото са измислици без ефект.

  4. амеро Says:

    Свежо: отделно наличието на акумулатори осигурява наличие на енергия и след като се скрие слънцето.логиката е като при колите.да си виждал кола без буфериращ акумулатор ;)

  5. millenium404 Says:

    Свежо: Ахааа… ясно! :D
    А съобрази ли, че това е офис сграда и нейния режим на натоварване е съсредоточен през деня. А видя ли анализа на енергопотреблението, което е по-високо от производството? Акумулаторите май ще са само декоративен елемент.. :)

  6. амеро Says:

    Свежо: май си фен на тази система тя се ползва само ако имаш 20 декара фотоволтаици.но не и за сгради защо ли.не е ефективна работи само на момента това не е добре .икономически не е изгодно.аз съм с панели и акумулатори и съм доволен имам познат на твоята система преправи я като моята.все още не е изобретен начин за съхранение на енергията освен кондензатори и акумулатори.най добре е и да се ползва и в комбинация с ветрогенератор. 😛

  7. millenium404 Says:

    Свежо: Тук вече съм съгласен с теб, че е неефективна за собствени нужди. Идеята на цялата статия е да покаже, че зелената енергетика стои елегантно и е по-удобна в градската среда, а електроенергията се продава в мрежата на електроразпределителното дружество, като то не търпи загуби от пренос на скъпата енергия. От друга страна собственикът на въпросната сграда освен паричен поток от наеми, си осигурява и паричен поток от продажба на електричество. ;)

  8. амеро Says:

    Свежо: (thumb up) (beer) харесва ми когато електроразпределителното дружество се изолира от сцената :D :D :D

  9. Velin Naydenov Says:

    Поздравления за статията!

  10. " Адрес НИ " Says:

    Дерзай!!! Ние сме с теб! Сгради и парцели търсете при нас!

  11. Doughboy Says:

    That’s an astute answer to a tricky quteoisn

Напишете Коментар

[+] kaskus emoticons nartzco

Better Tag Cloud