Солнечно вакуумные электростанции: Солнечная энергия – решение будущего. Солнечные электростанции.

Солнечная энергия – решение будущего. Солнечные электростанции.

Люди уже не представляют себе жизнь без электричества, и с каждым годом потребность в энергии все больше растет, в то время как запасы энергоресурсов таких нефть, газ, уголь стремительно сокращаются.  У человечества не остается других вариантов, как использование альтернативных источников энергии. Одним из способов получения электроэнергии является преобразование солнечной энергии с помощью фотоэлементов. То, что можно использовать энергию солнца люди узнали относительно давно, но активно развивать начали лишь в последние 20 лет.  За последние годы благодаря не прекращающимся исследованиям, использованию новейших материалов и креативных конструкторских решений удалось значительно увеличить производительность солнечных батарей. Многие полагают, что в будущем человечество сможет отказаться от традиционных способов получения электроэнергии в пользу солнечной энергии и получать ее с помощью солнечных электростанций.

Солнечная энергетика один из источников получения электроэнергии не традиционным способом, поэтому относится к альтернативным источникам энергии. Солнечная энергетика использует солнечное излучение и преобразовывает его в электричество или в другие виды энергии. Солнечная энергия является не только экологически чистым источником энергии, т.к. при преобразовании солнечной энергии не выделяется вредных побочных продуктов, но еще энергия солнца самовосстанавливающийся источник альтернативной энергии.

Теоретически рассчитать, сколько можно получить энергии от потока солнечной энергии несложно, давно известно, что пройдя расстояние от Солнца до Земли и падая на поверхность площадью 1 м² под углом 90°, солнечный поток на входе в атмосферу несет в себе энергетический заряд равный 1367 Вт/м², это так называемая солнечная постоянная. Это идеальный вариант при идеальных условиях, которых как мы знаем добиться практически не возможно. Таким образом после прохождения атмосферы максимальный поток который можно получить будет на экваторе и будет составлять 1020 Вт/м², но среднесуточное значение которое мы сможем получить будет в 3 раза меньше из-за смены дня и ночи и изменения угла падения солнечного потока. А в умеренных широтах к смене дня и ночи прибавляется еще и смена времен года, а с ним и изменение длительности светового дня, поэтому в умеренных широтах количество получаемой энергии сократится еще в 2 раза.

Как мы все знаем, в последние несколько лет развитие солнечной энергетики с каждым годом все больше набирает темпы, но давайте попробуем проследить динамику развития.  В далеком 1985 году мировые мощности, использующие солнечную энергию, составляли всего лишь 0,021 ГВт. В 2005 году они уже составляли 1,656 ГВт. 2005 год считают переломным в развитии солнечной энергетике, именно с этого года люди началось активно интересоваться исследованиями и развитием электросистем работающих на солнечной энергии.  Далее динамика не оставляет сомнений (2008г-15,5 ГВт, 2009-22,8 ГВт, 2010-40 ГВт, 2011-70 ГВт, 2012-108 ГВт, 2013-150 ГВт, 2014-203 ГВт). Пальму первенства в использовании солнечной энергии держат страны Евросоюза и США, в производственной и эксплуатационной сфере только в США и Германии заняты больше 100 тыс. людей в каждой. Также своими достижениями в освоении солнечной энергии могут похвастаться Италия, Испания и, конечно же, Китай, который если и не является лидером в эксплуатации солнечных элементов то, как производитель фотоэлементов из года в год наращивает темпы производства.

Достоинства: 1) экологичность-не загрязняет окружающую среду; 2) доступность-фотоэлементы доступны в продаже не только для промышленного использования, но и для создания частных мини солнечных электростанций; 3) неисчерпаемость и само восстанавливаемость источника энергии; 4) постоянно снижающаяся себестоимость  производства электроэнергии.
Недостатки: 1) влияние на производительность погодных условий и времени суток; 2) для сохранения энергии необходимо аккумулировать энергию; 3) меньшая производительность в умеренных широтах из-за смены времен года; 4)значительный нагрев воздуха над солнечной электростанцией; 5) потребность периодически очищать поверхность фотоэлементов от загрязнения, а это проблематично из за огромных площадей, занимаемых под установку фотоэлементов; 6) также можно сказать об относительно высокой стоимости оборудования, хоть с каждым годом себестоимость снижается, пока говорить о дешевой  солнечной энергии не приходится.

На сегодняшний день развитию солнечной энергетики пророчат большое будущее, с каждым годом все больше строятся новые солнечные электростанции, которые поражают своими масштабами и техническими решениями. Также не прекращаются научные исследования, направленные на увеличение КПД фотоэлементов. Ученые посчитали, что если покрыть сушу планеты Земля на 0,07%, с КПД фотоэлементов в 10%, то энергии хватит более чем на 100% обеспечения всех потребностей человечества. На сегодняшний день уже используются фотоэлементы с  КПД в 30%. По исследовательским данным известно, что амбиции ученых обещают довести его до 85%.

Солнечные электростанции это сооружения задачей, которых является преобразовывать потоки солнечной энергии в  электрическую энергию.  Размеры солнечных электростанций могут быть различными, начиная от частных мини электростанций с несколькими солнечными панелями и заканчивая огромными, занимающими площади свыше 10 км².

Со времени постройки первых солнечных электростанций прошло довольно много времени, за которое было осуществлено множество проектов и применено немало интересных конструкционных решений. Принято делить все солнечные электростанции на несколько типов:
1.    Солнечные электростанции башенного типа.
2.    Солнечные электростанции, где солнечные батарей представляют собой фотоэлементы.
3.    Тарельчатые солнечные электростанции.
4.    Параболические солнечные электростанции.
5.    Солнечные электростанции солнечно-вакуумного типа.
6.    Солнечные электростанции смешанного типа.

Очень распространенный тип конструкции электростанции. Представляет собой высокую башенную конструкцию на вершине, которой расположен резервуар, с водой выкрашенный в черный цвет для  лучшего притягивания отраженного солнечного света.  Вокруг башни по кругу расположены большие зеркала площадью свыше 2 м², они все подключены к единой системе управления, которая следит за изменением угла наклона зеркал, что бы они всегда отражали солнечный свет и направляли его прямиком на резервуар с водой расположенный на верхушке башни. Таким образом, отраженный солнечный свет нагревает воду, которая образует пар, а затем этот пар с помощью насосов подается на турбогенератор где и происходит выработка электроэнергии. Температура нагрева бака может достигать 700 °C. Высота башни зависит от размеров и мощности солнечной электростанции и, как правило, начинается от 15 м, а высота самой большой на сегодняшний день составляет 140 м. Такой тип солнечных электростанций очень распространен и  предпочитается многими странами за свой высокий КПД в 20%.

Используют для преобразования солнечного потока в электричество фотоэлементы (солнечные батареи). Данный тип электростанций стал очень популярным благодаря возможности использования солнечных батарей небольшими блоками, что позволяет применять солнечные батареи для обеспечения электричеством, как частных домов, так и крупных промышленных объектов.  Тем более что КПД с каждым годом растет и на сегодняшний день уже существуют фотоэлементы с КПД 30%.

Данный тип солнечной электростанции имеет вид огромных спутниковых антенн, внутренняя сторона которых покрыта зеркальными пластинами. Принцип, по которому происходит преобразование энергии, похож с башенными станциями с небольшим отличием, параболическая форма зеркал обусловливает, что солнечные лучи, отражаясь от  всей поверхности зеркала, концентрируются в центре, где расположен приемник с жидкостью, которая нагревается, образуя пар, который в свою очередь и является движущей силой для небольших генераторов.

Принцип работы и способ получения электроэнергии идентичен солнечным электростанциям  башенного и параболического типа. Отличие составляет лишь конструктивные особенности. На стационарной конструкции немного похожей на гигантское металлическое дерево, на котором развешены круглые плоские зеркала, которые концентрируют солнечную энергию на приемнике.

Это очень необычный способ использования энергии солнца и разности температур. Конструкция электростанции состоит из покрытого стеклянной крышей участка земли круглой формы с башней в центре. Башня внутри полая, в ее основании расположены несколько турбин, которые вращаются благодаря возникающему из-за разности температур потоку воздуха.  Через стеклянную крышу солнце нагревает землю и воздух внутри помещения, а с внешней средой  здание сообщается трубой и так как вне помещения температура воздух значительно ниже, то создается воздушная тяга, которая увеличивается с  ростом разницы температур. Таким образом, ночью турбины вырабатывают электроэнергии больше чем днем.

Это когда на солнечных электростанциях определенного типа в качестве вспомогательных элементов используют, например солнечные коллекторы для обеспечения объектов горячей водой и теплом или возможно использование одновременно на электростанции башенного типа участков фотоэлементов.

Солнечная энергетика развивается высокими темпами, люди, наконец, то всерьез задумались об альтернативных источниках энергии, что бы предупредить неизбежно надвигающийся энергетический кризис и экологическую катастрофу.   Хоть лидерами в солнечной энергетике по-прежнему остаются США и Евросоюз, но все остальные мировые державы постепенно начинают перенимать и использовать опыт и технологии производства и использования солнечных электростанций. Можно не сомневаться, что рано или поздно солнечная энергия станет основным источником энергии на Земле.

Особенности солнечных электростанций

В настоящее время все большую популярность у крупных промышленных предприятий, других организаций, частных лиц приобретают солнечные электростанции (СЭС). Они представляют собой инженерные сооружения, которые преобразуют ультрафиолетовое излучение в энергию. Сегодня купить солнечную батарею так же просто, как и ИБП для газовых котлов, например.

Особенности разных видов СЭС

Их можно охарактеризовать следующим образом:

• Башенные. Достаточно крупные установки, для бытовых целей, как правило, не используются. Они получают водяной пар за счет действия радиации, появляющейся от солнечного излучения, который и вращает турбинный вал для образования электроэнергии. В центре установки находится башня, по бокам которой расположен гелиостат — специальное зеркало, имеющие площадь минимум в несколько десятков квадратных метров. На ее вершине имеется объемный резервуар с водой. Он вращается в зависимости от позиции источника излучения. Главная проблема таких станций, с которой сталкиваются инженеры, — это необходимость регулярного движения зеркал для того, чтобы они постоянно отражали солнечные лучи. Однако на станциях такого типа можно получать относительно высокий коэффициент полезного действия, средний показатель которого находится в районе 40%. Крупнейшая башенная СЭС на планете в настоящее время эксплуатируется в калифорнийском городе Сан-Бернардино, ее мощность достигает 392 МВт (введена в строй в 2014 году).
• СЭС с фотоэлектрическими модулями. Это всем известные солнечные батареи, которые могут иметь размер обычной обувной коробки. Такие часто устанавливают на крышах домов, многие корпорации разрабатывают даже автомобили, которые будут работать за счет фотоэлектрических модулей. Главная особенность батарей данного типа заключается в том, что они непосредственно, напрямую преобразуют получаемую солнечную энергию в электрическую. Стоят описываемые панели сравнительно много при относительно небольшом КПД (до 15%). Однако в настоящее время разрабатываются фотоэлементы на основе наноантенн, которые смогут осуществлять непосредственное выпрямление тока, поступающего на распределительное оборудование. Их основное преимущество заключается в том, что они производятся из недорогого сырья и имеют весьма значительный для данного типа устройств КПД — 85%. Если их начнут изготавливать массово, то солнечная батарея будет использоваться повсеместно, включая удаленные регионы России. Крупнейшая фотоэлектрическая станция так же, как и башенная, находится в Калифорнии. Она имеет колоссальное количество модулей, число которых превышает 9000000. Суммарная их мощность – 550 МВт. Если брать страны СНГ, то наиболее крупная СЭС располагается в белорусском городе Речица. Они активно возводятся и на территории России, в ее южной части.
• Тарельчатые. По своему устройству схожи с описанными выше башенными, однако состоят сразу из большого количества модулей, закрепленных на опоре, имеющую ферменную конструкцию передатчика и сферический отражатель. Сегодня используются достаточно редко. Могут быть и полностью автономными, и являться частью общей сети.
• Аэростатные. Предполагают, что солнечные панели располагаются на высоте не менее 20 метров от поверхности земли. Это дает возможность избежать уменьшения интенсивности работы при наличии облачности. Коэффициент полезного действия у них колеблется в пределах от 15 до 40 процентов. Преимущество таких систем заключается в том, что стоимость их производства в несколько раз дешевле, чем стандартных панелей. Главная особенность аэростатных солнечных станций состоит в том, что они движутся одновременно с воздушным потоком, что практически полностью исключает возможность существенных ветровых потерь энергии, свойственных другим СЭС. Верхняя часть конструкции данных агрегатов сделана из прозрачной пленки с прочной металлической армировкой, в центре которой находится солнечный концентратор, оснащенный термопреобразователем. Он охлаждается или водородом (если в установке смонтирована система разложения воды), или гелием (при наличии датчиков , способных осуществлять передачу электрической энергии в дистанционном режиме). В одном дирижабле (аэростате) может находиться не только один, но и сразу несколько мощных модулей.
• С параболоцилиндрическими концентраторами. Их принцип действия довольно прост. Он заключается в нагревании теплоносителя (как правило, в его качестве используется масло или вода, только не техническая, а очищенная) до тех параметров, которые будут пригодны для применения в турбинных генераторах электрической энергии. На их ферменной конструкции монтируется параболоцилиндрическое отражающие зеркало достаточно большой длины, в середине которого располагается специальная трубка, осуществляющая нагревание теплоносителя. Последний и преобразует воду до состояния пара, заставляющего вращаться турбогенератор. Данные станции в настоящее время являются наиболее распространенными. Крупнейшая из них находится в пустыне Мохаве, расположенной в американском штате Калифорния. Если рассматривать Европу, то самая большая СЭС с параболоцилиндрическими концентраторами — Solaben Solar, находящаяся на юге Пиренейского полуострова в Испании.
• Комбинированные. Суть таких СЭС состоит в том, что на них дополнительно устанавливают специальные агрегаты для быстрого получения воды необходимой температуры, использующейся впоследствии не только для бытовых, но и технических нужд. Рядом с такими специализированными станциями могут быть расположены фотоэлектрические панели и описанные выше концентраторы. По сути, комбинированная СЭС являет собой смешение сразу всех технологий. Возводить такие сегодня экономически нецелесообразно, строят их, как правило, в научно-исследовательских целях.
• С двигателем Стирлинга. Представляют собой станции преобразования энергии Солнца в электрическую с наличием параболоцилиндрического концентратора и мотора Стирлинга. Их главная особенность заключается в том, что в конструкции отсутствует кривошипно-шатунный механизм, как практически во всех остальных СЭС, исключая фотоэлектрические. Они непосредственно превращают поршневые колебания в энергию, используя в качестве рабочего тела либо гелий, либо водород, как и аэростатные. Коэффициент полезного действия СЭС с двигателем Стирлинга сравнительно высок. Он составляет в среднем 31,5%. В настоящее время такие станции возводятся редко по причине дороговизны строительства.
• Вакуумные. Являются сравнительно новыми. Их главная особенность заключается в том, что они используют солнечную энергию не напрямую, а извлекают ее из воздушного потока, применяя для этого разные температурные режимы в припочвенном слое и на высоте. Конструкция предполагает наличие большого стеклянного купола и длинного стержня башенного типа, у основания которого находится воздушная турбина с электрическим генератором. Суммарная вырабатываемая мощность нарастает пропорционально разности температур вверху и внизу конструкции. Соответственно, чем выше стержень (башня) – тем она больше. Существенным преимуществом таких солнечных станций является то, что они используют в работе энергию нагретого грунта, благодаря чему могут эксплуатироваться фактически круглосуточно, включая ночное время суток. КПД у них не превышает 20%, стоимость строительства сравнительно велика. По этим причинам вакуумные СЭС в настоящее время пока распространены мало.

В целом же можно сказать, что развитие альтернативных источников энергии будет происходить с каждым годом все интенсивнее. Планетарные запасы углеводородного сырья истощаются. По этой причине во многих странах мира разработаны проекты по постепенному переходу функционирования домохозяйств и предприятий на альтернативные источники получения электричества, самыми распространенными из которых как раз и являются сегодня СЭС.

Приобрести солнечные электростанции, а также ИБП для котлов, зарядные устройства, инверторы, контроллеры, аккумуляторные батареи, аксессуары и расходные материалы к ним, запчасти и многое другое специализированное оборудование можно прямо сейчас на сайте нашего интернет-магазина.

Подробная статья о всех типах и видах солнечных электростанций

19. 07.2019

Содержание:

1. Солнечное электричество: доступное и разнообразное.
2. Как устроены фотоэлектрические электростанции.
3. Что такое параболоцилиндрические концентраторные солнечные электростанции.
4. Башенные электростанции.
5. Чем отличаются тарельчатые электростанции.
6. Солнечно-вакуумные электростанции: 100% экологические.
7. Что такое комбинированные солнечные электростанции.

При словосочетании “солнечная электростанция” большинство читателей представляет систему из черных, прямоугольных панелей, расположенных в пустыне или на крыше дома. Однако в широком смысле солнечной электростанцией может называться любое устройство, способное тем или иным образом трансформировать тепло и свет солнца в электричество. Именно поэтому существуют разные виды солнечных электростанций, использующих различные способы такой трансформации. 

Солнечное электричество: доступное и разнообразное

Извлекать пригодную для бытового использования электроэнергию из солнечных лучей можно различными методами, технология не ограничивается фотоэлектрическими панелями. Конечно, большинство конструкций слишком сложны или дорогостоящие, чтобы применять их в домашних СЭС, но в некоторых регионах мира на их основе работают полноценные промышленные генераторы. Ниже мы расскажем, как устроены солнечные электростанции: преимущества, недостатки и принцип работы.

Как устроены фотоэлектрические электростанции

Фотоэлектрические электростанции наиболее узнаваемы и распространены по всему миру. Это те самые “черные, прямоугольные панели”, которыми обвешаны крыши европейских домов и усеяна Невада. 

Как работает солнечная электростанция такого типа объясняют на уроках физики — в основе фотоэлектрической технологии лежат кремниевые полупроводники, способные извлекать энергию фотонов из потока света, которая затем трансформируется в электрическую. За счет этого СЭС может эффективно работать даже зимой — температура воздуха не важна, достаточно только солнечного света. 

Благодаря компактности и дешевизне технологии, купить солнечную станцию можно практически в любом регионе мира по доступной для среднестатистического покупателя стоимости. Из недостатков фотоэлектрических модулей можно назвать:

• Деградацию полупроводников — со временем они разрушаются и КПД фотоэлектрической СЭС будет постоянно падать; 
• Относительно невысокую эффективность — большинство панелей выдает 20-24% КПД.

Правда, в защиту фотоэлектрических панелей можно сказать, что технология постоянно развивается, поэтому их стоимость устойчиво падает, а КПД растет — уже есть прототипы с производительностью до 44-46%. 

Что такое параболоцилиндрические концентраторные солнечные электростанции

В основе параболоцилиндрической солнечной станции лежит большое по площади параболическое (полукруглое) зеркало с внутренней отражающей поверхностью. Зеркало фокусирует солнечные лучи на специальный цилиндрический резервуар с тепловым агентом. За счет концентрации лучший теплоагент нагревается и испаряет воду, пар крутит турбину генератора. 

Как работает солнечная электростанция с парабольными зеркалами проверяли в Калифорнии в 80-х, но позже от нее отказались как от нерентабельной и малоэффективной. Однако в регионах с более высокими температурами параболоцилиндрические СЭС используются до сих пор.

Такая станция на 500 мВт и с полумиллионом зеркал работает в марокканской Сахаре. 

Башенные электростанции

Башенные СЭС появились как дальнейшее развитие применения зеркал в получении и трансформации солнечной энергии. Это крупные солнечные электростанции, принцип работы которых построен на кипячении воды: в центре СЭС стоит башня, на вершине которой резервуар с водой, вокруг нее расположены сотни (или тысячи) отражающих солнечный свет гелиостатов. Гелиостаты автоматически корректируют угол наклона, чтобы концентрировать свет на резервуаре с водой, при нагревании вода испаряется, а пар крутит турбину генератора. 

Особенности:

• Как и в параболоцилиндрических, КПД башенных СЭС зависит от температуры окружающей среды.
• Для нормальной работы требуется большая площадь и сложные системы авторегулирования отражателей.

Крупнейшая башенная электростанция построена на территории Израиля. При высоте башни в 240 м и 500 зеркалах она может вырабатывать до 121 мВт электроэнергии. В 2011-м в Испании тестировалась усовершенствованная технология с соляным теплоносителем вместо воды, такое нововведение позволяет СЭС работать круглосуточно, а не только на протяжении светового дня. 

Чем отличаются тарельчатые электростанции

Тарельчатые электростанции используют тот же принцип работы, что и башенные, но в их конструкции нет центрального элемента — башни. Вместо нее на каждом гелиостате в точке фокуса солнечных лучей установлен фотонный двигатель Стирлинга. То есть солнечная электроэнергия вырабатывается не централизованно, а каждой зеркальной “тарелкой”, после чего подается в общую сеть. 

Технология относительно новая и тестировалась швейцарскими разработчиками в 2015-м на юге Африки. Несмотря на то, что тарельчатые СЭС имеют те же недостатки, что и башенные, их КПД за счет применения фотонных двигателей возросло до 34% — больше, чем у средних фотоэлектрических панелей. 

В более простых и дешевых аналогах двигатель Стирлинга заменяется на резервуар с теплоносителем, который испаряет воду, а пар крутит турбину генератора. Однако КПД в таких моделях ниже. 

Солнечно-вакуумные электростанции: 100% экологические

Вообще, принцип работы солнечной электростанции данного типа был запатентован во Франции еще в 29-м году прошлого века. Такая СЭС генерирует энергию за счет естественного движения теплого воздуха вверх (в область низкого атмосферного давления). Работает это так: 

1. Стеклянным куполом накрывается большой участок земли. В центре купола устанавливается высокая труба с турбиной. 
2. При попадании солнечных лучей температура внутри купола растет, а разогретый воздух устремляется вверх через трубу.
3. Этот поток воздуха крутит турбину генератора, установленную в трубе.

Как можно понять, конструкция максимально проста и не может повлиять на окружающую среду. Однако распространения солнечно-вакуумные электростанции не получили, поскольку:

• Требуется высокая температура окружающей среды;
• Купол должен накрывать большую площадь, а это сложно и дорого; 
• У таких СЭС невысокий КПД.

Экспериментировать с технологией попытались в Китае, где в 2010-м возвели крупнейшую в мире солнечно-вакуумную электростанцию. В результате, чтобы получить 200 кВт энергии, потребовалось накрыть куполом почти 280 Га земли. 

Что такое комбинированные солнечные электростанции

Комбинированными СЭС называют системы, которые используются не только для генерации электричества, но и обеспечения других видов энергоснабжения (как правило, для подогрева воды). Комбинированная станция может включать фотоэлектрические панели и гелиоконцентраторы, которые справляются с подогревом эффективнее. 

Правильно выбранная и установленная комбинированная солнечная электростанция (отзывы подтверждают это) может обеспечить:

• электроэнергию;
• горячее водоснабжение;
• отопление дома.

При наличии достаточного количества модулей и уровня солнечной активности в регионе комбинированные СЭС способны сделать частный дом полностью энергоавтономным или как минимум сократить коммунальные расходы. 

Самые мощные солнечные электростанции в мире

Источник: http://www.solarpowertoday.com.au/blog/roundup-the-worlds-20-largest-solar-projects/, перевод: Михаил Берсенев

Довольно существенное снижение стоимости получения электричества при помощи солнечной энергетики, которое наблюдается в течении последних двух десятилетий, создало благоприятные условия для возведения крупных солнечных электростанций по всему миру. Эти проекты имеют разные формы и размеры, начиная от солнечных панелей и концентрирующих солнечных накопителей до гигантских массивов, использующих параболические зеркала. Однако у них у всех есть кое-что общее: они представляют собой воплощение надежды и веру в тот факт, что однажды весь мир все–таки может и будет снабжаться энергией из возобновляемых источников. Ниже мы приводим список двадцати наиболее весомых проектов солнечной энергетики, ранжируя их в зависимости от выходной мощности (в обратном порядке — от меньшего к большему).

20. Солнечная станция Meuro – мощность 166 МВт

• Расположение: Шипкау, Германия.
• Тип: фотоэлектрические солнечные панели.
• Монтаж завершен в 2011 году.

Солнечный Парк Меуро – крупнейший проект солнечной энергетики Германии, часть большого парка солнечных станций, один из 28, и самый мощный. Проект состоит приблизительно из 636 000 солнечных панелей, производит 166 МВт электрической энергии. Он был назван главным проектом в области солнечной энергетики в 2012 году по версии Power-Gen. Солнечный парк панелей построили в местечке Muero, Schipkau на месте бывшей угольной шахты.

Бурый уголь дает порядка 45% всей электрической энергии Германии, но использование угля постоянно снижается, чтобы соответствовать планам Евросоюза по сокращению на 20% выбросов парниковых газов в регионе к 2020 году.

19. Солнечная станция в Сэнтинела — 170 МВт

• Местоположение: США, штат Калифорния.
• Тип: солнечные панели
• Введена в эксплуатацию в 2013г.

Солнечная энергетическая станция в Сэнтинела мощностью в 170 МВт способна обеспечить потребности в электрической энергии 82 500 домохозяйств. Раскинулась эта станция в районе Империал Велли на многих акрах частных земель, расположенных в нижней Калифорнии на границе с Мексикой. Вообще солнечная энергетика в Калифорнии развивается семимильными шагами, учитывая, что недостатка солнца там не наблюдается и это очень теплый и солнечный штат.

Вторым фактором стала поддержка солнечных проектов администрацией штата и самим населением. Власти планируют достичь цифры в 25% — такой будет доля альтернативной энергетики в Калифорнии в 2016–м году, а в 2020-м – уже 33%.

18. Солнечная станция в Голмуте — 200 МВт

• Местоположение: Китай, провинция Цинхай
• Введена в эксплуатацию: 2011 г.
• Тип: солнечные панели

Станция Golmud в провинции Цинхай выиграла в 2012 году состязание за звание «Наиболее качественный проект в области энергетики» Правительства Китая. Большая часть китайских солнечных станций, общая мощность которых составляет 570 МВт, расположена в Голмуте, но часть их также раскинулась в пустынном кластере Голмутс, включая и эту, занимающую 5,64 кв. км. Данная солнечная фабрика способна без особых проблем обеспечивать примерно 317,2 Гигаватт-часов экологичной энергии в годовом выражении.

17. Солнечная энергетическая станция Solaben — 200 МВт

• Расположение: Логросан, Испания
• Тип: термальная
• Завершена в 2013 г.

Solaben 3 в комплексе Solucar в Логросан в Испании имеет в своем составе как термальные, так и фотоэлектрические солнечные установки. Станция включает в себя 12 960 тепловых коллекторов типа Schott, и это дает возможность производить 100 000 мегаватт-часов ежегодно, что достаточно для обеспечения потребности в электричестве примерно для 94 000 домохозяйств.

16. Солнечная станция в Меските — 207 МВт

• Расположение: Аризона, США
• Тип: солнечные панели
• Введена в эксплуатацию: 2013 г.

Недалеко от Арлингтона, около юго-восточной границы Аризоны, в 2011 году началось сооружение солнечной электростанции Mesquite, стоимостью 600 млн. долларов США, и уже через два года проект был завершен. Эта станция способна производить приблизительно 350 гигаватт-часов электричества ежегодно. Тем самым предотвращается выброс в атмосферу около 200 000 тонн двуокиси углерода.

15. Солнечная станция в Чаранке – 221 МВт

• Местоположение: Patan, Индия
• Тип: солнечные панели
• Завершение: 2012 г.

Солнечная станция в Чаранке является частью большого солнечного парка штата Гуджарат (смотри описание ниже, п.1), включающего порядка 19 различных проектов, которые в сумме дают около 500 МВт энергии. Чаранка сама по себе, если рассматривать ее отдельно, является одной из крупнейших солнечных электростанций мира. Она раскинулась на территории в 4900 акров и состоит из 17 отдельных систем, образованных тонкопленочными фотоэлектрическими солнечными панелями. Пиковая мощность станции достигает 221 мегаватт.

Если считать все вместе, то все станции Солнечного парка штата Гуджарат могут достичь суммарного производства электроэнергии в рекордные 968.5 мегаватт, после того, когда все стадии проекта будут окончательно завершены.

14. Солнечная станция в Genesis – 250 МВт

Расположение: Калифорния, США
Tип: CSP (технология концентрации солнечной энергии)
Монтаж завершен: 2014 г.

Термальная энергия используется человеком многие столетия. Франк Шуман (январь 23, 1862 — апрель 28, 1918) был знаменитым американским изобретателем, инженером и его называют «пионером» в области использования солнечной энергии. Шуман построил в Египте в период с 1912 по 1913 гг первую в мире солнечную термальную электростанцию, которая концентрировала солнечную энергию, используя параболические желоба. Технологии Шумана получили новое дыхание в 1970-х годах прошлого столетия, когда возрос интерес к возможности замены угля при производстве электрической энергии. Целью стало желание достичь как можно более низких выбросов вредных веществ в атмосферу, плюс снизить зависимость США и других развитых стран от импорта природного газа и нефтепродуктов. Электростанция на солнечных термальных батареях в Genesis стала новым воплощением изобретения Шумана.

Проект представляет собой концентрирующую солнечную станцию, состоящую из двух секций по 125 мегаватт. Расположена станция в низовьях реки Колорадо, восточнее местечка Блайт (Blythe), штат Калифорния. Она раскинулась на площади в 1920 акров на землях, принадлежащих Бюро по Управлению Государственными и Общественными землями США. Так как проект Genesis возведен на территории особой зоны естественного обитания ряда редких животных и птиц (пустыня Sonoran), то до сих пор сохраняются опасения по поводу воздействия проекта на популяции птиц.

13. Солнечная станция Mount Signal – 265,7 МВт

• Расположение: Калифорния, США
• Тип: солнечные батареи
• Введена в эксплуатацию: 2014

Недалеко от мексиканской границы, в Калифорнии, расположилась солнечная электростанция Mount Signal, в прошлом больше известная как Imperial Valley Solar 1. Стоимость ее возведения составляет 365 млн долларов США, но ее владелец – компания Silver Ridge Power (в прошлом известная как AES solar) планирует, что Mount Signal сможет производить достаточно электроэнергии для 72 000 хозяйств в округе. Более трех миллионов солнечных панелей занимают 801 гектар земли, которая не пригодна для сельскохозяйственного использования.

12. Солнечная станция в Antelope – 266 МВт

• Расположение: Калифорния, США
• Введена в эксплуатацию: 2013 г.
• Тип: солнечные батареи

Еще один калифорнийский проект альтернативной энергетики расположен в северной части округа Лос-Анджелес, производит 266 мегаватт энергии, что достаточно для снабжения электричеством порядка 75000 домовладений в Калифорнии. В загазованном Лос-Анджелесе, забитом автомобилями, данная солнечная электростанция позволяет уменьшить выбросы в атмосферу примерно на 140,000 тонн диоксида углерода в год, что эквивалентно ежегодным выхлопам 30 000 тысяч автомобилей.

11. Солнечная электростанция в Мохаве – 280 МВт

• Расположение: Калифорния, США
• Тип: термальная, концентрирующая солнечные лучи
• Ввод в эксплуатацию: 2014 г.

В пустыне Мохаве в Калифорнии тепловая солнечная энергия имеется в изобилии, что позволяет солнечной электростанции Мохаве производить пар, который проходит через паровую турбину, которая выдает электрический ток. Станция имеет два независимых рабочих поля солнечных батарей, каждое из которых выдает примерно 125 МВт. В сумме электричества, которое вырабатывает данная электростанция, должно хватать на покрытие нужд порядка 88 000 домовладений. Еще один плюс в том, что эта станция за счет своей экологичности предотвращает выброс более чем 430 килотонн двуокиси углерода ежегодно .

10. Электростанция Solana – 280 МВт

• Расположение: Aризонa, США
• Tип: тeрмальная, концентрирующая
• Ввод в эксплуатацию: 2013 г.

Когда солнечная электростанция Solana от компании Abengoa (испанская мультинациональная корпорация, специализируется на телекоммуникациях, энергетике, логистике) вводилась в эксплуатацию, она должна была стать самой мощной электростанцией в мире, работающей на принципе концентрации солнечной энергии с помощью параболических зеркал. Но ей пришлось уступить этот титул электростанции Ivanpah (Калифорния, см. п.5). Solana была введена в строй в 2013 году. Она занимает площадь 1,920 акров недалеко от Gila Bend в штате Аризона, примерно в 70 милях к юго-западу от Феникса — крупнейшего населенного пункта в Аризоне. При заявленной мощности станции в 280 мегаватт ее энергии хватает для покрытия нужд в электроснабжении для 70 000 домовладений в округе Феникс . Также станция за счет своей работы предотвращает выброс двуокиси углерода в окружающую среду (если бы использовались традиционные виды топлива) в 475 000 тонн ежегодно.

9. Солнечная электростанция Agua Caliente – 290 МВт

• Расположение: Юма, Аризона, США
• Тип: солнечные панели
• Ввод в эксплуатацию: 2014г.

В феврале 2012г. электростанция Agua Caliente получила награду как проект года. Солнечная электростанция мощностью 290 МВт в округе Юма, штат Аризона, использует 3-ю серию солнечных панелей из теллурида кадмия, производимую американской компанией «First solar». Департамент Энергетики США предоставил заем под этот проект в размере 967 млн. долларов.

8. Электростанция «Солнечное ранчо» в Калифорнии – 292 МВт

• Расположение: Калифорния, США
• Тип: солнечные панели
• Введена в эксплуатацию: 2012г.

Калифорнийская электростанция Solar Ranch («Солнечное ранчо») названа так потому, что расположилась на площади 1966 акров на месте бывших пастбищных земель в Carrizo Рlain, на северо- востоке Калифорнийской долины. Электростанция производит 250 МВт энергии посредством высокоэффективных кристаллических солнечных панелей и 88 000 устройств, поворачивающих панели вслед за движением Солнца — трекеров. Предполагается, что данная электростанция способна обеспечить потребность в электрической энергии для более чем 100.000 домохозяйств.

Несмотря на то, что электростанция на данном этапе имеет фактическую мощность всего в 25 % от заявленной, ее плюс в том, что она производит электрическую энергию в полдень, когда потребность в электричестве достигает максимальных значений и цена его наиболее высока.

7. Солнечная электростанция Longyangxia Dam — 329 МВт

• Расположение: Хайнань, провинция Цинхай, Китай
• Тип: солнечные панели
• Введена в эксплуатацию: 2013г.

Данные электростанция является частью большого проекта, разработанного и построенного компаний POWERCHINA. Проект соединяет солнечную и гидроэлектрическую станции. ГЭС построена на водохранилище Longyangxia в китайской провинции Цинхай, на Жёлтой реке, солнечная станция — неподалеку. Строительство Longyangxia Dam прошло за поразительно короткое время — всего девять месяцев с начала 2013г. до тестовых испытаний в декабре.

Солнечная часть данного Энергетического Парка дает порядка 320 МВт электроэнергии. Сочетание гидроэлектростанции и солнечной станции позволяет компенсировать неизбежные колебания мощности, получаемой от солнечных батарей, в течение дня. Данный факт предоставляет собой большое преимущество Longyangxia Dam по сравнению с другими, чисто солнечными электростанциями.

6. Система генерации солнечной энергии SEGS – 354 МВт

• Расположение: США, Калифорния
• Тип: концентрирующая солнечные лучи
• Введена в эксплуатацию: 1984

Система генерации солнечной энергии (Solar Energy Generating Systems, SEGS) объединяет солнечные электростанции, расположенные в трех местах, которые в совокупности производят 354 мегаватт энергии. Всего комплекс объединяет девять солнечных электростанций, которые собирают солнечную энергию с помощью 936 384 зеркал, размещенных на площади более чем 1,600 акров в пустыне Мохаве, Калифорния. Блоки I и II в местечке Daggett выдают 44 мегаватт; блоки III-VII в Kramer Junction — 150мегаватт; блоки VIII-IX в Harper Lake производят 160 МВт.

Часть этих блоков принадлежит и управляются компанией NextEra Energy Resources. Данная солнечная станция производит достаточно энергии для обеспечения нужд 232,500 жителей, и предотвращает выброс 3,800 тонн загрязнений окружающей среды ежегодно за счет отказа от использования традиционных видов топлива, таких как нефть, например.

5. Солнечная энергетическая станция Ivanpah — 397 МВт

• Расположение: США, Калифорния
• Тип: термальная концентрирующая
• Ввод в эксплуатацию: 2013

Система генерации солнечной энергии Ivanpah расположилась также в калифорнийской пустыне Мохаве, в 40 милях к юго-западу от Лас-Вегаса, штат Невада. Станция входит в пятерку наиболее мощных солнечных электростанций мира. Хотя станция была уменьшена по сравнению с первоначальным проектом чтобы избежать влияния на среду обитания пустынной черепахи, она способна давать 397 МВт энергии при помощи концентрирующей солнечную энергию термальной электростанции.

173 500 двузеркальных гелиостатов (гелиостат — прибор способный поворачивать зеркало так, чтобы направлять солнечные лучи постоянно в одном направлении, несмотря на видимое суточное движение Солнца) фокусируют солнечную энергию на бойлеры на трех энергетических вышках. Негативным аспектом данного проекта можно считать то, что облака и многочисленные инверсионные следы пролетающих здесь самолетов, а также капризы погоды привели к тому, что станция смогла в 2014 году произвести лишь половину от заявленной мощности.

4. Электростанция Sunlight Farm (солнечная ферма) – 550 МВт

• Расположение: Калифорния, США
• Тип: солнечные панели
• Ввод в эксплуатацию: 2015 г.

Solar Farm – солнечная ферма – еще один большой проект в пустыне Мохаве в Калифорнии. Ее возведение происходило в два этапа, на площади более 6 кв.миль недалеко от Национального Лесного Парка. Эта солнечная электростанция имеет мощность в 550 МВт и состоит из 8.8 млн. до того не применявшихся тонкопленочных солнечных панелей из теллурида кадмия. Американский Департамент Энергетики дал банковские гарантии для выделения кредитной линии под проект в 1.46 млн. долларов.

3. Солнечная электростанция Topaz – 550 МВт

• Расположение: Калифорния, США
• Тип: солнечные панели
• Ввод в эксплуатацию: 2014 г.

Расположенная в США, построенная и контролируемая американской компанией First Solar, электростанция Topaz занимает третье место в списке наиболее больших и дорогостоящих проектов солнечной энергетики. После ввода в эксплуатацию подсчитали, что проект обошёлся в 2.5 миллиарда долларов. Topaz улавливает лучи калифорнийского солнца посредством 9 млн. тонкопленочных солнечных модулей, сделанных из теллурида кадмия, и выдает «на гора» 550 МВт электрической энергии. Подобная мощность, по оценкам экспертов, поможет Калифорнии достичь запланированного властями результата: получать не менее 33% всей требуемой энергии из возобновляемых источников к 2020 году.

2. Солнечная электростанция Star – 579 МВт

• Расположение: Калифорния, США
• Ввод в эксплуатацию – конец 2015 г.
• Тип: солнечные панели

В 2011 году Департамент Энергетики США выдал заем в $646 миллионов, и началось возведение в районе Долины Антилоп (Antelope Valley) другого большого проекта, расположенного в западной части пустыни Мохаве в южной Калифорнии. Эта солнечная станция использует порядка 3,8 миллиона солнечных панелей. Около 20% из них установлены на базе шасси с системой слежения за Солнцем. При мощности 579 МВт проект сможет давать достаточно электрической энергии, чтобы обеспечить потребности в электричестве 75,000 жителей ежегодно и тем самым уменьшить выброс загрязнений в окружающую среду, который эквивалентен тому, как если бы убрать с дорог 30 000 автомобилей.

1. Комплекс солнечных электростанций штата Гуджарат – 856.81 МВт

• Расположение: Gujarat, Индия
• Тип: солнечные панели
• Ввод в эксплуатацию: 2011, 2012

Комплекс солнечных электростанций в штате Гуджарат (Gujarat) – это объединение из 46 солнечных парков, раскиданных по Индии, и самая мощная из них — «Солнечный парк» в Чаранке (Charanka) в серверной части Gujarat. Данный масштабный проект должен помочь Индии достичь цели в получении 15% от общей электроэнергии страны за счет альтернативной энергетики. Двадцать одна крупная компании приняли участие в этом международном проекте, несколько из них из США.

Дополнение к статье

Самые мощные солнечные электростанции в России находятся в Крыму, где расположены солнечная электростанция «Охотниково» мощностью 80 МВт и солнечная электростанция «Перово» мощностью 100 МВт.

В 2015 году в Крыму должны войти в строй две новых солнечных электростанции: в поселке Николаевка мощностью 69,7 МВт, и в посёлке Владиславовка в Кировском районе мощностью 110 МВт. Их строительство предусмотрено в Федеральной целевой программе развития Крыма и Севастополя до 2020 года.

Что касается остальной территории Росси, то самой мощной солнечной электростанцией здесь является Кош-Агачская СЭС, расположенная в селе Теленгит-Сортогойское Кош-Агачского района Республики Алтай, которая была введена в эксплуатацию 6 ноября 2014 года. Она состоит из 20880 солнечных фотоэлектрических модулей общей мощностью 5 МВт.

22 декабря 2013 года была запущена солнечная электростанция в городе Каспийск в Дагестане мощностью 5 МВт. После полного ввода станции в эксплуатацию ее производительность будет составлять 8-9 млн кВт-часов в год.

Как видите, пока Россия не может претендовать на призовые места в списке самых мощных солнечных электростанций. Однако солнечная энергетика в России тоже развивается, о чем свидетельствуют планы строительства новых солнечных электростанций.

Солнечную электростанцию мощностью 75 мегаватт планируют построить в селе Старомарьевка Грачевского района Ставрополья. Ввод всех запланированных мощностей должен состояться к 2019 году.

В Якутии к началу лета 2015 года должны ввести в строй солнечную электростанцию мощностью 1 МВт.

Компания Xevel планирует построить солнечные электростанции в Сибири общей мощностью более чем 254 МВт. Объекты будут расположены в диапазоне от берегов Северного Ледовитого океана до приграничных с Казахстаном территорий и бесплодных земель на границе с Китаем и Монголией. «Только в 2015 году мы запускаем 30 МВт-ный фотоэлектрический центр на Алтае, 25 МВт-ную солнечную электростанцию в Бурятии, солнечную установку мощностью 30 МВт в Омской области и электростанцию мощностью 10 МВт в районе Забайкалья», — заявил официальный представитель компании Xevel Евгений Казаков.

Готовые комплекты солнечных электростанций на 5кВт-ч Solar-SE2400

Дешёвая, экологически чистая, перспективная – это всё о солнечной энергии. Переход к возобновляемым источникам электричества является приоритетом для всего прогрессивного сообщества. Использовать бесплатную электроэнергию можно уже сейчас, а начать рекомендуем с солнечной электростанции для дома Solar-SE2400.  

Основные преимущества

• Простота. Это полностью готовое решение. Кабели, крепления, аккумуляторы, инвертор и фотоэлектрические модули поставляются в одном комплекте. Монтаж оборудования не требует проведения подготовительных строительных работ.
• Мощность. В летний сезон солнечная электростанция 5 кВт способна обеспечить нормальную работу бытовых приборов. В случае превышения пиковой нагрузки, на помощь приходят 2 АКБ с суммарным запасом энергии 3.8 кВт*ч. Также аккумуляторы компенсируют периоды плохой погоды и дают энергию в ночное время.
• Окупаемость. Купить СЭС – значит инвестировать в будущее. Солнечная электростанция для дачи на пять киловатт окупается менее чем за 10 лет, в то время как срок службы превышает 25 лет. А это минимум 15 лет бесплатной электроэнергии.

Кроме того, аккумуляторы СЭС Solar-SE2400 основаны на GEL-технологии и отличаются лучшей эффективностью отдачи и большим сроком службы по сравнению с AGM-аналогами. Это особенно актуально при функционировании мощных бытовых приборов вроде холодильника, индукционной плиты или скважинного насоса.

Основной источник энергии    

Готовые наборы солнечных электростанций могут использоваться не только в качестве «дачного», но и основного источника электроснабжения. Для этого рекомендуем докупить 2 электрохимических аккумулятора, что увеличит суммарный запас энергии в 2 раза. В период максимальной солнечной активности, АКБ запасут энергию, чтобы подать её в систему в случае нехватки освещения солнечных панелей или при временном возрастании потребления. Зачем прибегать к таким, кажется, сложным мерам? Во-первых, не во всех регионах осуществимо подключение частного домовладения к централизованной электросети. Во-вторых, стоимость проводки ЛЭП иногда слишком «кусается», плюс, нужно платить налог за обслуживания электросетей. При самых примерных расчётах, готовые комплекты солнечных электростанций оказываются более выгодными, даже с учётом модернизации, нежели проводка ЛЭП.           

Что касается ухода за солнечными электростанциями, то он минимален. Достаточно лишь мыть фотоэлектрические модули перед началом и в конце сезона эксплуатации, а также обращать внимание на возможные ошибки при считывании показаний счётчиков. Выполняя эти несложные условия, проблем с эксплуатацией готовой солнечной электростанции для дачи не возникнет.        

СЭС Solar-SE2400 – это экологически чистое средство производства электрической энергии, в основе которого лежит неисчерпаемая и бесплатная энергия солнца. Благодаря продолжительному сроку службы, сетевая солнечная электростанция станет вашим поставщиком альтернативного электричества на долгие годы.

Покупайте домашнюю СЭС Solar-SE2400 в интернет-магазине «SolarElectro» – и вы получите сертифицированный продукт с гарантией. Специалисты нашей компании помогут с выбором солнечной электростанции, а также предоставят консультацию относительно монтажа приобретённого комплекта. С нами будущее становится ближе!

К солнечной электростанции Solar-SE2400 может быть подключено дополнительное оборудование, что позволит увеличить емкость хранения электроэнергии —

• Комплект дополнительных аккумуляторов — две аккумуляторные батареи, комплект дополнительных полок установки АКБ на стеллаже солнечной станции, дополнительные провода большого сечения для подключения аккумуляторов к электростанции.

Солнечная электростанция Solar-SE2400 поставляется в разобранном виде. Комплект поставки включает следующие упаковки:

• Основной модуль электростанции (включая инвертор) — 1 упаковка
• Стеллаж — 1 упаковка
• Солнечная батарея Delta SM 200-24 M 200 ватт 4 шт. — 4 упаковки
• Аккумуляторная батарея Delta GEL 12-200 12 вольт 200 Ач. 2 шт. — 2 упаковки

Можно подключить и использовать:

• светодиодное освещение общей мощностью 40 — 50 ватт, время использования до 10 часов
• телевизор 100 ватт, до 4 часов
• ноутбук 50 ватт, около 4 часов
• заряд мобильных телефонов
• холодильник класса А+ с потреблением 700 ватт*час за сутки
• насос водопровода мощностью 600 ватт, время использования до 0,5 часа в сутки
• Электрический чайник — до 20 минут использования в день
• Микроволновую печь — до 20 минут использования в день
• Ручной электроиснтрумент мощностью до 2 кВт.

Среднесуточное потребление энергии 3,5 кВт*час за одни сутки.

Основные преимущества солнечной электростанции:

• готовое решение, созданное обеспечивать электроэнергией автономные объекты (коттеджи, дома, дачи и т. д.)
• экологически чистая энергия
• возможность модернизации (увеличение производительности электроэнергии)
• простота использования
• длительный срок службы
• гарантия и техническая поддержка

Сведения о сертификации: Декларация соответствия Техническим Регламентам Таможенного Союза (ТР ТС004 и ТР ТС020) ТС № RU Д-RU.AB29.B.13312 от 17.12.2015

Китай теперь работает от крупнейшей в мире плавучей солнечной электростанции

Крупнейшая плавучая солнечная электростанция в мире теперь официально находится в эксплуатации.

Компания Sungrow, ведущий мировой поставщик инверторных систем для фотоэлектрических систем, объявила, что крупнейшая в мире плавучая фотоэлектрическая электростанция поставляет 40 МВт электроэнергии в сеть в Хуайнане, Китай.

[Источник изображения: Sungrow через PR Newswire ]

Завод был построен недалеко от горнодобывающего района, который постоянно затопляется из-за дождливой погоды.Глубина воды колебалась от 4 до 10 метров в Хуайнане, богатом углем городе на юге провинции Аньхой. Добыча, которая ведется на близлежащей земле, выливает в воду значительное количество минералов, делая резервуар бесполезным. Однако в настоящее время здесь размещается крупнейшая в мире плавучая солнечная электростанция.

«Завод не только полностью использует эту территорию, снижая потребность в земле, но также улучшает выработку за счет охлаждающего эффекта поверхности», — объясняет специалист из местного правительства.

Огромная солнечная электростанция предлагается «под ключ» в рамках последних разработок Sungrow. Компания снижает стоимость установки и сокращает время сборки, отправляя солнечные панели в сегментах 20 футов . После этого панели необходимо подключить только к центральному инвертору SG2500-MV.

Панели располагаются на плавучем контейнере, который служит одновременно основанием для панелей и платформой, по которой могут проходить техники и инженеры. Завод работает точно так же, как типичная солнечная ферма, только эта плавает на воде.

Система специально разработана для работы в условиях повышенной влажности и солевого тумана.

«Внедрение передовых технологий в продукты — это то, к чему мы всегда стремимся. Мы продолжаем предлагать лучшие продукты и решения клиентам по всему миру», — сказал профессор Ренсян Цао, президент Sungrow.

Преимущества плавающих солнечных панелей

Плавающие солнечные панели — относительно новое дополнение к области производства электроэнергии.Однако плавучие установки обладают множеством преимуществ по сравнению с традиционными системами.

В густонаселенных районах по всему миру значительная часть земли используется для жилья и бизнеса. Любая другая открытая земля обычно используется для поддержки ферм. Солнечные фермы, однако, требуют больших площадей земли в непосредственной близости от района, по которому будет транспортироваться электричество. Плавающие солнечные панели позволяют устанавливать растения в районах, непригодных для будущего развития.е. на больших реках, озерах или океанах.

Растения также сохраняют возможность размещаться в непосредственной близости от городов. Чем меньше расстояние для электричества, тем меньше будет потерь при передаче. Растения также просты в эксплуатации и не требуют значительного развития фундамента. Увеличить размер установки так же просто, как поставить новую батарею солнечных панелей и подключить их к плавучей установке.

В аварийных ситуациях станции также можно буксировать для оказания аварийных услуг в районах, которые не имеют электричества в течение длительных периодов времени — ситуация, типичная для прибрежных регионов.У растений также есть способность скручиваться и изгибаться, позволяя системе перемещаться по волнам, не будучи поврежденными. Однако на данный момент остается неизвестным, как такая установка справится с худшей погодой в Мировом океане.

Хотя, пожалуй, самым большим преимуществом программы является новое движение по обеспечению средств чистых технологий для питания некоторых частей мира.

Проблема растущего загрязнения в Китае

Как заявляет Всемирная организация здравоохранения, Китай является самой густонаселенной страной в мире.Кроме того, неудивительно, что экономика Китая быстро растет, среднегодовые темпы роста валового внутреннего продукта (ВВП) 10% за последние два десятилетия. Тем не менее экономическое процветание Китая не обошлось без потерь.

Смог накрывает китайский город [Источник изображения: Эрхард Ренц через Flickr ]

Экономический рост позволил сотням миллионов людей выбраться из бедности. С другой стороны, рост стал тяжелым бременем для экосистемы, в которой они сосуществуют.Значительные проблемы возникают все чаще и с угрожающей скоростью. Многие люди теперь остаются с непитьевой водой, зараженной пищей и токсичным воздухом.

В последнее время загрязнение воздуха, опустынивание, нехватка воды и загрязнение, а также смог остаются наиболее серьезными проблемами, с которыми Китай сталкивается в 21 веке. Уровень смога в Китае достигает рекордно высокого уровня, намного превышая рекомендованные уровни, указанные ВОЗ. В Китае примерно 1,1 миллиона человек ежегодно погибают из-за загрязнения воздуха.

Три года назад премьер-министр Ли Кэцян объявил войну загрязнению воздуха в Китае на ежегодном съезде Коммунистической партии. С тех пор китайские власти советуют массам сократить выбросы. Правительство также обеспечивает сокращение производства на фабриках или их закрытие. Также в марте национальное правительство объявило о прекращении или прекращении работы 103 угольных электростанций.

Возглавляя будущее с возобновляемыми источниками энергии

Несмотря на проблемы, с которыми сталкивается Китай, внедряются новые системы для уменьшения загрязнения окружающей среды.Китайское правительство сейчас наблюдает за капитальным ремонтом, чтобы заменить автомобили, работающие на ископаемом топливе, на электрические аналоги. Однако главный проект Китая по сокращению проблем загрязнения вращается вокруг возобновляемых источников энергии.

Поскольку страна сталкивается с проблемами нехватки земли с растущей плотностью населения, прибрежные районы Китая имеют очень мало возможностей для производства возобновляемой энергии. Но поскольку большая часть земли получает солнечный свет в течение большей части года, страна признала солнечную энергию наиболее подходящим видом возобновляемой энергии для своих нужд.

Проект аналогичен предыдущему рекордсмену по строительству крупнейшей в мире плавучей солнечной электростанции, расположенной на Тенгеском водохранилище в Туасе. Тем не менее, преобладающей целью установки были эксперименты по исследованию жизнеспособности строительства плавучей солнечной установки на вершине водоема.

Вода вызывает проблемы

Пилотный проект плавучей солнечной электростанции стоимостью 11 миллионов долларов США в Сингапуре используется для изучения производительности и экономической эффективности плавучих солнечных систем.Плавучая система приравнивается к 20-киловаттной пиковой крышной системе , которая также расположена в непосредственной близости от Тенгеского водохранилища. Испытание также касается воздействия плавающих солнечных панелей на окружающую среду, которая живет под ними. Однако предстояло решить еще более серьезную проблему.

[Источник изображения: Anthony via Flickr ]

Обслуживание солнечных панелей на воде вызывает еще одну проблему — ржавчину. Постоянное присутствие воды требует водонепроницаемости системы.Все кабели и электронные компоненты должны плавать и противостоять любой утечке. Дефицит электроэнергии на открытой воде может оказаться фатальным для всего живого в окрестностях.

Хотя вода создает эффект охлаждения панелей, повышая их эффективность. Когда вода ударяется о поверхность воды, она вызывает испарение. Испаряющаяся вода забирает энергию из солнечной системы, эффективно ее охлаждая.

Плавучие солнечные электростанции

В настоящее время в мире существует несколько плавучих солнечных электростанций.Заводы работают и вырабатывают электроэнергию. Однако истинная стоимость проекта еще долгие годы будет неизвестна.

Одной из наиболее важных характеристик электростанции является ее способность окупать инвестиции (ROI). Только в последние годы солнечных панелей стало достаточно для некоммерческого использования. Раньше солнечные панели были прибыльными только в качестве крупномасштабных систем.

Точно так же, чтобы быть эффективной системой, плавучая солнечная электростанция должна окупаться в течение срока службы.В стоимость входит укомплектование персоналом, техническое обслуживание и ремонт.

Плавучая установка должна оставаться в рабочем состоянии в течение многих лет, чтобы окупить вложения. Из-за дополнительных затрат на модификацию панелей, чтобы они могли выдерживать водные условия, панелям потребуется больше времени для окупаемости, чем для традиционной фермы. Чтобы получить такую ​​же прибыль, установка должна прослужить намного дольше, чем традиционные системы. Однако на вопрос о жизнеспособности не будет дан ответа, пока растение не выдержит испытание временем.

Хотя идея остается фантастическим решением.В мире, где земля становится все более ценным товаром, имеет смысл отправиться в море ради космоса.

Возможно, с некоторыми дополнительными модификациями плавучая установка могла бы функционировать как часть волновой или приливной системы. Гибридизация массива усложнила бы средства производства энергии, давая больше энергии на площадь.

В настоящее время технология находится в стадии полномасштабного внедрения. Плавучие солнечные установки предлагают уникальное решение сложной проблемы. Хотя жизнеспособность такой техники еще предстоит доказать.Хотя, возможно, если повезет, будущее будет освещено морем.

СМОТРИ ТАКЖЕ: занятость в солнечной энергетике увеличивается в 17 раз быстрее, чем экономика США

Автор Maverick Baker

Японская гигантская плавучая солнечная электростанция

Так как меняет климат,

вызывает беспокойство, некоторые страны принимают меры по этой проблеме. Из многих развивающихся технологий солнечная энергия продолжает оставаться одним из самых многообещающих рынков для производства энергии. Однако самая большая проблема заключается в том, сколько солнечных панелей в недвижимости занимают, в результате чего многие страны выбирают гораздо более компактные источники энергии.В Японии не так много открытого пространства, на котором можно эффективно и эффективно установить солнечные батареи, но у них много воды. Японская энергетическая компания Kyocera убивает одним выстрелом трех зайцев и строит солнечные электростанции на озерах и водохранилищах.

[Источник изображения: Kyocera ]

Фактически, у них уже есть 3 действующие водные солнечные фермы, вырабатывающие в среднем 1,8 МВт. Стремясь расширить эту часть своей отрасли, они реализуют амбициозный мегапроект, плавающий на плотине Ямакура.Недавно началось строительство плавучей солнечной батареи 13,7 МВт , которая станет крупнейшей плавучей солнечной электростанцией более чем в 6 раз. Ферма будет занимать общую площадь в 44 акра и вырабатывать достаточно электроэнергии для 5 000 домашних хозяйств , что эквивалентно 16 000 МВт-часов в год.

Посмотрите на резервуар, где началось строительство завода [Источник изображения: Kyocera ]

Завод находится в 32 км к востоку от Токио на вершине одного из резервуаров с питьевой водой.Этот проект не только помогает вырабатывать электричество, но и плавающая солнечная энергия решает две другие проблемы. Во-первых, панели, помещенные на воду, охлаждаются за счет естественной разницы температур воды, что делает их на 11 процентов более эффективными. Что касается питьевой воды и водоемов, другими серьезными проблемами являются рост водорослей и испарение . Это даже привело к тому, что одна калифорнийская компания водоснабжения поместила миллионы маленьких черных шариков в свой открытый резервуар.Плавающие солнечные панели на водоемах решают эти проблемы, и это хорошо. Тень, создаваемая панелями, не только охлаждает воду, но и защищает ее от солнечного света, предотвращая рост водорослей.

Floating Solar — не очень новая технология, но до последних лет она находилась на основных этапах тестирования. США даже установили солнечные фермы на очистных сооружениях, а также в резервуарах, но ничего такого, как завод Kyocera в Японии. Проект, срок завершения которого намечен на 2018 год, проложит путь к дальнейшему развитию этой технологии.Ниже можно увидеть одну из плавучих солнечных электростанций, производящих энергию для Японии.

Широкомасштабное внедрение солнечных панелей набирает обороты, но, как упоминалось ранее, земля может быть дорогой. Недвижимость на воде продолжает зарекомендовать себя как идеальное решение. Оказывается, преимущества не только для воды и солнечных батарей, но и для системы невероятно сильной. Предполагается, что солнечные батареи на водной основе могут противостоять ветру со скоростью 120 миль в час и землетрясениям очень сильной силы.Тогда возникает вопрос, почему не все строят электростанции такого типа?

СМОТРИ ТАКЖЕ: Россия переходит от нефти и газа к солнечным батареям

Самым большим недостатком солнечной энергетики, как упоминалось ранее, является то, сколько площади они занимают по сравнению с тем, сколько электроэнергии они производят. Завод Kyocera на водохранилище плотины Ямакура будет крупнейшим в мире заводом по производству воды, но этот гигант площадью 44 акра по-прежнему будет производить достаточно энергии только для снабжения 5000 домов.Для сравнения: если построить 44 акра угольных пожарных станций, производство энергии будет более чем в 10 раз выше. Толчок к возобновляемым источникам энергии будет продолжаться, но сначала необходимо внести больше инноваций.

Предлагаемый план новой солнечной фермы Kyocera [Источник изображения: Kyocera ]

Япония стремится перейти на 100% возобновляемые источники энергии к 2040 году. и плавающая солнечная энергия, возможно, станет одним из ведущих производителей в стране. По мере развития технологий в области возобновляемых источников энергии станут доступными более эффективные формы производства энергии.На данный момент кажется, что плавающая солнечная энергия — это отрасль, которая решает больше проблем, чем создает для энергетической отрасли. Единственное, что останавливает дальнейшее развитие плавучих солнечных батарей, — это стартовая стоимость панелей.

Хотя плавучие солнечные электростанции, вероятно, не спасут мир, они являются важным шагом в правильном направлении, когда дело касается устойчивой энергетики. Заманчивым решением является способность пассивно собирать энергию солнца, сохраняя при этом чистоту питьевой воды.Огромный завод Kyocera и дальше будет лидером в мире возобновляемых источников энергии.

Как работает солнечная электростанция? | Глобальные идеи | DW

Есть два типа солнечных электростанций. Они различаются в зависимости от того, как энергия солнца преобразуется в электричество — либо с помощью фотоэлектрических элементов, либо «солнечных батарей», либо с помощью солнечных тепловых электростанций.

Фотоэлектрические установки

Фотоэлектрический элемент, обычно называемый солнечным элементом или фотоэлектрическим элементом, представляет собой технологию, используемую для преобразования солнечной энергии непосредственно в электричество.Фотоэлемент обычно изготавливается из кремниевых сплавов.

Частицы солнечной энергии, известные как фотоны, ударяются о поверхность фотоэлектрического элемента между двумя полупроводниками.

Эти полупроводники проявляют свойство, известное как фотоэлектрический эффект, которое заставляет их поглощать фотоны и высвобождать электроны. Электроны захватываются в виде электрического тока — другими словами, электричества.

Солнечные тепловые электростанции

Солнечные тепловые электростанции вырабатывают тепло и электричество за счет концентрации солнечной энергии.Это, в свою очередь, создает пар, который помогает питать турбину и генератор для производства электроэнергии.

Есть три типа солнечных тепловых электростанций:

1) Параболические желоба

Это наиболее распространенный тип солнечных тепловых станций. «Солнечное поле» обычно содержит множество параллельных рядов солнечных параболических желобов. Они используют отражатели в форме параболы, чтобы фокусировать солнце в 30–100 раз больше нормальной.

Этот метод используется для нагрева жидкости особого типа, которая затем собирается в центральном месте для генерирования перегретого пара высокого давления.

2) Башня на солнечной энергии

В этой системе используются от сотен до тысяч плоских зеркал, отслеживающих солнце, называемых гелиостатами, для отражения и концентрации солнечной энергии на центральной приемной башне. Энергия может быть сконцентрирована в 1500 раз больше, чем энергия, поступающая от солнца.

Испытательная солнечная энергетическая башня существует в Юлихе в западной немецкой земле Северный Рейн-Вестфалия. Он расположен на площади 18 000 квадратных метров (194 000 квадратных футов) и использует более 2000 зеркал, отслеживающих солнце, для отражения и концентрации солнечной энергии на центральной приемной башне высотой 60 метров (200 футов).

Концентрированная солнечная энергия используется для нагрева воздуха в башне до 700 градусов Цельсия (1300 градусов по Фаренгейту). Тепло улавливается котлом и используется для производства электроэнергии с помощью паровой турбины.

Солнечные коллекторы тепловой энергии работают даже в неблагоприятных погодных условиях. Они используются в пустыне Мохаве в Калифорнии и выдерживают град и песчаные бури.

3) Солнечный пруд

Это бассейн с соленой водой, который собирает и накапливает солнечную тепловую энергию.Он использует так называемую технологию градиента солености.

По сути, нижний слой пруда очень горячий — до 85 градусов по Цельсию — и действует как прозрачный изолятор, позволяя удерживать солнечный свет, из которого тепло может отводиться или сохраняться для дальнейшего использования.

Эта технология используется в Израиле с 1984 года для производства электроэнергии.

Автор: Мартин Шрейдер (sp)

Редактор: Дженнифер Абрамсон

Солнечная тепловая электростанция — Энергетическое образование

Рисунок 1.Солнечная тепловая электростанция в Испании. ^[1]

Солнечные тепловые электростанции — это электростанции, которые используют энергию Солнца для нагрева жидкости до высокой температуры. Затем эта жидкость передает свое тепло воде, которая затем становится перегретым паром. Затем этот пар используется для вращения турбин на электростанции, и эта механическая энергия преобразуется в электричество генератором. Этот тип генерации по существу аналогичен производству электроэнергии, в котором используется ископаемое топливо, но вместо сжигания ископаемого топлива для нагрева пара используется солнечный свет. ^[2] В этих системах используются солнечные коллекторы, которые концентрируют солнечные лучи в одной точке для достижения достаточно высоких температур.

Существует два типа систем для сбора и хранения солнечного излучения: пассивные системы и активные системы. Солнечные тепловые электростанции считаются активными системами. ^[3] Эти установки спроектированы для работы только с использованием солнечной энергии, но большинство установок могут использовать сжигание ископаемого топлива для увеличения выработки, когда это необходимо. ^[2]

Виды растений

Несмотря на то, что существует несколько различных типов солнечных тепловых электростанций, все они одинаковы в том, что в них используются зеркала для отражения и концентрации солнечного света на точке.В этот момент солнечная энергия собирается и преобразуется в тепловую энергию, которая создает пар и запускает генератор. Это создает электричество.

Параболические желоба

основная статья

Рисунок 2. Коллекторы параболического желоба. ^[4]

Эти желоба, также известные как коллекторы линейного фокуса, состоят из длинного отражателя параболической формы, который концентрирует падающий солнечный свет на трубе, идущей вниз по желобу. Коллекторы иногда используют одноосную систему слежения за Солнцем, чтобы отслеживать Солнце по небу, когда оно движется с востока на запад, чтобы гарантировать, что на зеркала всегда попадает максимум солнечной энергии.Приемная труба в центре может достигать температуры выше 400 ° C, поскольку желоб фокусирует Солнце с интенсивностью в 30-100 раз больше его нормальной. ^[2]

Эти желоба выстроены рядами на солнечном поле. Жидкий теплоноситель нагревается, когда он проходит по трубам в параболическом желобе. Затем эта жидкость возвращается в теплообменники в центральном месте, где тепло передается воде, образуя перегретый пар высокого давления. Затем этот пар приводит в движение турбину, чтобы привести в действие генератор и вырабатывать электричество.Затем теплоноситель охлаждается и возвращается через солнечное поле. ^[2]

Параболические блюда

основная статья

Рис. 3. Параболический сборщик посуды. ^[5]

Это большие параболические тарелки, которые используют двигатели для отслеживания Солнца. Это гарантирует, что они всегда получают максимально возможное количество поступающего солнечного излучения, которое затем концентрируется в фокусе антенны. Эти тарелки могут концентрировать солнечный свет намного лучше, чем параболические желоба, а температура жидкости, проходящей через них, может достигать 750 ° C. ^[2]

В этих системах двигатель Стирлинга преобразует тепло в механическую энергию, сжимая рабочую жидкость в холодном состоянии и позволяя нагретой жидкости расширяться наружу в поршне или перемещаться через турбину. Затем генератор преобразует эту механическую энергию в электричество. ^[2]

Солнечные башни

основная статья

Рисунок 4. Солнечная башня. ^[6]

Башни солнечной энергии — это большие башни, которые действуют как центральный приемник солнечной энергии.Они стоят посреди большого массива зеркал, которые концентрируют солнечный свет на точке в башне. Это большое количество плоских зеркал, отслеживающих солнце, известно как гелиостаты. В градирне установлен теплообменник, в котором нагревается теплоноситель. Тепло, сконцентрированное в этой точке, может быть в 1500 раз сильнее падающего солнечного света. ^[2] Затем горячая текучая среда используется для создания пара для запуска турбины и генератора, вырабатывающих электричество. Одним из недостатков этих башен является то, что они должны быть очень большими, чтобы быть экономичными.

Преимущества и недостатки

Поскольку эти системы могут генерировать пар с такими высокими температурами, преобразование тепловой энергии в электричество более эффективно. Кроме того, эти электростанции решают проблему неспособности эффективно хранить электроэнергию, имея возможность хранить тепло. Хранение тепла более эффективно и рентабельно, чем хранение электроэнергии.

Кроме того, эти установки могут производить управляемую энергию базовой нагрузки, что важно, поскольку это означает, что эти установки производят надежное количество энергии и могут включаться или включаться по желанию, удовлетворяя потребности общества в энергии. ^[7] В дополнение к этому, солнечные тепловые электростанции представляют собой тип технологии производства электроэнергии, который чище, чем производство электроэнергии с использованием ископаемого топлива. Таким образом, это одни из самых чистых вариантов выработки электроэнергии. Несмотря на это, все еще существуют связанные с окружающей средой воздействия этих станций, поскольку анализ полного жизненного цикла может показать все связанные выбросы углекислого газа, участвующие в строительстве этих станций. Однако выбросы по-прежнему намного ниже, чем выбросы, связанные с установками, работающими на ископаемом топливе.

К числу недостатков можно отнести большой участок земли, необходимый для эффективной работы этих заводов. Кроме того, потребность этих заводов в воде также может рассматриваться как проблема, поскольку для производства достаточного количества пара требуются большие объемы воды. ^[8] Последним потенциальным воздействием использования больших фокусирующих зеркал является вредное воздействие этих растений на птиц. Птиц, которые летят на пути сфокусированных лучей Солнца, можно сжечь. По некоторым сообщениям о гибели птиц на таких электростанциях, как эта, гибель составляет примерно одна птица каждые две минуты. ^[9]

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

Технические требования для подключения солнечных электростанций к электрическим сетям

1. Введение

Доля возобновляемых ресурсов для производства электроэнергии во всем мире увеличивается, чтобы удовлетворить растущий спрос. Текущие планы расширения производства в различных странах предполагают увеличение доли возобновляемых источников энергии в структуре производства электроэнергии.К 2020 году коммунальные предприятия поставили цель достичь доли возобновляемых источников энергии в 20% от общей энергии, необходимой для производства электроэнергии. По прогнозам других коммунальных предприятий, к 2050 году их доля достигнет примерно 50%. Энергия ветра и солнечная энергия являются наиболее многообещающими ресурсами и доказали свою эффективность в реальных приложениях за счет снижения конкурентоспособных затрат на производимую электроэнергию. Увеличение доли возобновляемых источников энергии, которые необходимо интегрировать в электроэнергетические системы, привело к возникновению технических проблем, таких как требования к качеству электроэнергии, ограничения мощности, меры безопасности, безопасность, системы защиты, процесс синхронизации, снижение инерции системы и т.

Органы регулирования электроэнергетики и электроэнергетические компании издали необходимые правила регулирования для подключения источников возобновляемой энергии к электрическим сетям на уровнях распределения и передачи в соответствии с мощностью источника. Общий обзор кодов подключения к сети для интеграции фотоэлектрических (ФЭ) электростанций в сети представлен в [1]. В нем представлен полезный обзор сетевых норм, правил и технических требований для подключения фотоэлектрических систем к сетям низкого и среднего напряжения, включая вопросы качества электроэнергии и защиты от изолированности.Интересное руководство, касающееся требований к объединению фотоэлектрических систем [2], было разработано и выпущено Межгосударственным советом по возобновляемым источникам энергии, Центр солнечной энергии Северной Каролины, США. В руководстве описаны все шаги, необходимые для подключения малой системы возобновляемых источников энергии к электрической сети, включая технические, договорные вопросы, вопросы тарифов и измерений. Коды подключения фотоэлектрических модулей к электросети среднего напряжения в Германии обсуждаются в [3]. Сравнение процессов подключения фотоэлектрических систем в Германии и Калифорнии исследуется в [4].Стандарты, разработанные Институтом инженерии и технологий (IET) под названием «Свод правил для солнечных фотоэлектрических систем, подключенных к сети», доступны в [5]. В Южной Африке Национальный орган регулирования энергетики утвердил «Кодекс подключения к сети для возобновляемых электростанций, подключенных к системе передачи электроэнергии или системе распределения», как подробно описано в [6]. Как правило, коммунальные предприятия во всем мире либо модифицируют свои сетевые коды, чтобы включить технические требования для интеграции возобновляемых источников энергии в сети, либо издают отдельные, но дополнительные коды для возобновляемых ресурсов.

В этой главе описаны технические характеристики и критерии проектирования, технические условия и параметры оборудования для успешного подключения и эксплуатации средних и крупных солнечных энергетических систем к электрическим сетям в Египте. Цель состоит в том, чтобы предоставить основную информацию и справочную информацию о технических характеристиках и критериях проектирования в дополнение к техническим условиям и параметрам оборудования, которые необходимы для подключения солнечных электростанций к электрическим сетям. Подключение и успешная эксплуатация солнечной электростанции должны соответствовать требованиям Кодекса подключения к сети солнечной энергии (SEGCC) [7], а в то же время производитель солнечной энергии должен соответствовать требованиям Кодекса распределения электроэнергии (EDC) [8 ] / Сетевой кодекс (GC) [9], в зависимости от случая подключения распределительной сети среднего напряжения / сети передачи высокого напряжения.

SEGCC определяет особые требования для подключения как средних солнечных электростанций (MSSP), так и крупных солнечных электростанций (LSSP) к распределительным сетям или к передающей сети в зависимости от мощности солнечной электростанции. Диапазон мощности МСПО составляет от 500 кВт до менее 20 МВт. Диапазон LSSP больше или равен 20 МВт. MSSP могут быть подключены либо к распределительным сетям среднего напряжения, либо к сетям передачи высокого напряжения. Однако LSSP обычно подключаются к сетям передачи высокого или сверхвысокого напряжения.Успешная интеграция MSSP должна соответствовать техническим требованиям как SEGCC, так и EDC при подключении к распределительным сетям (или GC при подключении к уровню сети передачи). Точно так же подключение LSSP к передающим сетям высокого / сверхвысокого напряжения должно удовлетворять техническим требованиям как SEGCC, так и GC. Технические требования и термины, изложенные в этих кодексах, должны быть четко понятными, чтобы правильно выполнять правила и процедуры этих кодексов.

EDC состоит из правил и процедур технического регулирования для контроля технических и юридических отношений между лицензированным оператором распределительной системы (DSO) и всеми пользователями распределительной сети. GC определяет правила и процедуры для контроля технических и юридических отношений между оператором системы передачи (TSO) и пользователями сети передачи. Целью кодексов является определение обязательств и ответственности каждого партнера, т.е.е., TSO, DSO и все пользователи, а именно производители электроэнергии, потребители с оптовой нагрузкой, абоненты СН / НН и т. д. Это приведет к поддержанию оптимальной работы энергосистемы, повышению безопасности системы и более высокой надежности.

Предусмотренные технические спецификации подключения MSSP и LSSP к распределительным сетям или к сети передачи содержат допустимые пределы колебаний напряжения и частоты в дополнение к критериям оценки качества электроэнергии, таким как пределы фазового дисбаланса, пределы общих и индивидуальных гармонических искажений , а также пределы интенсивности мерцания.Эксплуатационные ограничения и возможности солнечных электростанций будут объяснены и обсуждены в этой главе.

Здесь важно отметить, что технические требования для подключения маломасштабных фотоэлектрических систем (ssPV) к низковольтным распределительным сетям указаны в правилах подключения ssPV [10]. Несмотря на то, что код ssPV считается всеми дополнительными документами, которые включают обязательные требования для абонента LV, стремящегося установить систему ssPV, абонент также должен соответствовать техническим требованиям EDC.Для получения более подробной информации заинтересованные читатели могут обратиться к [11] для изучения технических основ подключения систем SSPV к распределительным сетям низкого напряжения в Египте.

Остальная часть главы структурирована следующим образом: в разделе 2 кратко обсуждаются основные системы солнечной энергии; В разделе 3 представлены правила подключения солнечных электростанций к электрическим сетям в Египте; В Разделе 4 описываются технические требования и критерии для подключения средних и крупных солнечных парков к распределительным сетям среднего напряжения или к сетям передачи высокого / сверхвысокого напряжения; В Разделе 5 кратко рассматриваются термины и критерии качества электроэнергии, упоминаемые в SEGCC; В Разделе 6 представлены сравнения некоторых правил кодов подключения к фотоэлектрической сети трех стран, а именно Великобритании, Германии и Египта; Раздел 7 резюмирует основные выводы и рекомендации; В Приложении в конце главы перечислены основные стандарты технических спецификаций МЭК для кодов подключения к сети солнечных парков.

2. Солнечная энергия: краткое введение

Солнечная энергия — это лучистый свет и тепло от Солнца, которые используются с помощью солнечного нагрева, фотоэлектрических (PV), концентрированной солнечной энергии (CSP), солнечной архитектуры и искусственного фотосинтеза. Солнечная энергия — это преобразование энергии солнечного света в электричество либо напрямую с использованием фотоэлектрических модулей, либо косвенно с использованием CSP, либо их комбинацией. Диаметр Солнца составляет 1,3914 млн км, а мощность излучаемой электромагнитной энергии составляет 3,8 × 1020 МВт.Таблица 1 показывает годовые ресурсы возобновляемых источников энергии (ВЭ) и потребление людьми. На рис. 1 показана мировая годовая солнечная инсоляция [12].

Таблица 1.

Годовые возобновляемые источники энергии и использование энергии людьми.

Экзаджоуль (ЭДж) = 10 ¹⁸ , Дж = 278 ТВтч.

Рисунок 1.

Годовая солнечная инсоляция во всем мире [12].

Как показано на Рисунке 1, Египет — одна из стран с самой высокой солнечной инсоляцией. На рис. 2 показано среднее значение прямого солнечного излучения в кВтч / м ² / день в различных регионах Египта [11]. Можно отметить, что южные регионы имеют более высокую солнечную радиацию, чем северные прибрежные районы.Область с наибольшей солнечной радиацией (> 9,0 кВтч / м ² / день) показана на рисунке желтым цветом.

Рисунок 2.

Атлас Солнца Египта [13].

На рисунке 3 показана существующая солнечная фотоэлектрическая электростанция мощностью 1500 МВт, расположенная в пустыне Тенггер в Китае. До сих пор он считался крупнейшим фотоэлектрическим парком в мире. В настоящее время Египет строит солнечную электростанцию ​​мощностью 1800/2000 МВт в Бенбане недалеко от Асуана [13]. Он будет включать 40 фотоэлектрических станций мощностью около 50 МВт каждая.На Рисунке 4 показан вид с воздуха на часть солнечного парка Benban PV [14]. После завершения Benban станет крупнейшей в мире фотоэлектрической электростанцией без накопителя энергии.

Рис. 3.

Солнечная электростанция в пустыне Тенгер мощностью 1500 МВт в Китае.

Рис. 4.

Вид с воздуха на строящуюся фотоэлектрическую электростанцию ​​Benban в Египте [14].

Недавняя фотоэлектрическая система высокой концентрации разрабатывается IBM и Air Light Energy Solutions с использованием параболической тарелки для концентрации солнечного света до 2000 раз на новой солнечной фотоэлектрической системе с тройным переходом.Каждый небольшой (1 × 1 см) чип может преобразовать 50 Вт при эффективности преобразования 80%, используя процесс жидкостного охлаждения. На рис. 5 показана концепция этой новой фотоэлектрической технологии, в которой используется система слежения за солнцем.

Рис. 5.

Фотоэлектрическая система с высокой концентрацией [15]. Изображение: www.airlightenergy.com/

На рисунке 6 показан существующий крупнейший в мире завод CSP (Иванпа), расположенный в Калифорнии, в пустыне Невада в США. Установленная мощность этой электростанции составляет 392 МВт [16]. Завод введен в эксплуатацию в 2014 году.Другие более крупные заводы CSP в настоящее время разрабатываются в разных странах. Например, солнечная электростанция в Марокко Уарзазат [17] будет вырабатывать около 580 МВт электроэнергии по завершении в 2020 году. Кроме того, власти Дубая одобрили проект CSP для выработки 1000 МВт к 2020 году и повышения до 5000 МВт к 2030 году.

Рис. 6.

Иванпа: крупнейшее в мире предприятие CSP [16].

На рис. 7 показаны крупнейшие в мире системы выработки солнечной энергии с параболическим желобом, расположенные в пустыне Мохаве в Калифорнии, США.Его мощность составляет 354 МВт и включает 1600 акров. Строился поэтапно (1984–1990 гг.). Средний коэффициент использования этой солнечной электростанции составляет около 21%.

Рис. 7.

Самая большая концентрированная солнечная система с параболическим желобом.

Концепция солнечной электростанции с восходящим потоком воздуха (или солнечного дымохода) [18] показана на рисунке 8. Солнечный дымоход состоит из четырех основных частей, а именно: воздухосборника, высокой башни, ветряных турбин и электрогенератора. . Коллектор подвешен над землей на высоте 2–20 м вокруг башни.Солнечное излучение, падающее на коллектор, нагревает воздух под коллектором и делает его более горячим, чем наружный воздух. Нагретый воздух втягивается через башню, проходя через ветряную турбину, установленную в нижней части основания башни. Движение воздуха вращает турбину и связанный с ней электрический генератор.

Рисунок 8.

Концепция солнечного дымохода.

По сравнению с фотоэлектрическими системами, солнечный дымоход имеет то преимущество, что он может работать 24 часа в сутки даже после захода солнца, преодолевая, таким образом, недостаток перемежаемости солнечной энергии.Доступный теплый воздух под коллектором может непрерывно работать ветряной турбиной и электрическим генератором в ночное время.

На рисунках 9 и 10 показано развитие глобального производства солнечной энергии на фотоэлектрических и концентрированных солнечных электростанциях, соответственно, до 2035 года [19].

Рисунок 9.

Глобальное производство энергии из фотоэлектрических систем [19].

Рис. 10.

Глобальное производство энергии на станциях CSP [19].

3. Коды подключения солнечных электростанций к сети в Египте

Два кода были выпущены в Египте для подключения солнечных электростанций к электросетям:

• Первый код — это код ssPV, который устанавливает особые требования для подключения малых от фотоэлектрических систем (мощностью <500 кВт) до низковольтных распределительных сетей [10].

• Второй — это Кодекс подключения к сети солнечной энергии (SEGCC), который устанавливает технические требования для подключения средних (с мощностью от 500 кВт до менее 20 МВт) и крупных (с мощностью больше или равной 20 МВт). МВт) солнечные электростанции в распределительные сети среднего напряжения или в передающую сеть.

Сетевой кодекс (GC) в Египте [9] определяет уровни сверхвысокого напряжения (EHV) выше 132 кВ, высокого напряжения (HV) от 33 кВ до 132 кВ и среднего напряжения (MV ) от 11 кВ до 22 кВ.Коды подключения к сети солнечных электростанций связаны со следующими кодами:

1. Кодекс распределения электроэнергии (EDC) [8], который устанавливает правила и процедуры для регулирования отношений между распределительными коммунальными предприятиями и пользователями распределительных сетей.

2. Код египетской системы передачи, широко известный как «Сетевой код» [9]. Он устанавливает технические и правовые отношения между оператором системы передачи и пользователями сети передачи.Пользователями являются компании, производящие электроэнергию, компании распределительных систем и оптовые потребители, которые напрямую получают электроэнергию из передающей сети и т. Д.

В дополнение к вышеуказанным кодам существует «Код подключения к сети ветряных электростанций» [20], озабоченность правилами и процедурами подключения систем преобразования энергии ветра к передающей сети. Вышеупомянутые пять кодов показаны на рисунке 11. Например, код подключения ветряной электростанции и сетевой код — это два дополнительных кода, которые должны выполняться для подключения ветровой электростанции к системе передачи.

Рисунок 11.

Ассоциация различных кодов в Египте.

Кодекс солнечной энергии и Сетевой кодекс — это два дополнительных технических документа, которым необходимо соответствовать при подключении солнечной электростанции к сети. Целью кодекса подключения к сети солнечной энергии является определение технических требований для подключения новых или модифицированных источников солнечной энергии к сети, чтобы гарантировать безопасность и качество сети.

Кодекс подключения к сети солнечной энергии определяет особые требования для подключения солнечных электростанций к распределительным сетям среднего напряжения или передающей сети высокого / сверхвысокого напряжения.Технические требования включают допустимые пределы колебаний напряжения и частоты в дополнение к ограничениям качества электроэнергии, таким как пределы дисбаланса фаз, пределы гармонических искажений и пределы интенсивности мерцания. Кодекс определяет также эксплуатационные пределы солнечных электростанций, которые должны быть интегрированы в сеть, требования к мощности электростанции, системы управления активной и реактивной мощностью, меры безопасности, настройки защиты, синхронизация и т. Д. Кодекс подключения солнечной энергии должен применяться ко всем средним- масштабные и крупномасштабные солнечные электростанции (фотоэлектрические парки или солнечные тепловые электростанции), которые должны быть подключены к сети передачи.Для подключения малых фотоэлектрических систем мощностью <500 кВт к распределительным сетям низкого напряжения мы отсылаем читателя к коду маломасштабных фотоэлектрических систем (ssPV) [10].

4. Требования к подключению к сети солнечной энергии

4.1 Точка общего подключения

«Точка общего подключения (PCC)» — это точка, в которой солнечная электростанция подключена к сети. Иногда ее называют «точкой подключения к сети (GCP)». PCC обычно является точкой подключения на высоковольтных клеммах повышающего трансформатора генератора; он обычно расположен на стороне сети разъединителя между солнечной электростанцией и сетью.Обычно код подключения к сети солнечной энергии определяет следующие технические требования в PCC.

4.2 Диапазон напряжения

Подключенная к сети солнечная электростанция должна быть способна выдавать свою фактическую активную мощность, когда напряжение в точке общего соединения остается в пределах диапазонов, указанных в таблице 2. Если требуется оператором системы передачи, солнечная установка также должна быть способна автоматически отключаться от сети при заданном напряжении.

Таблица 2.

Диапазон напряжения на PCC.

4.3 Частотный диапазон

В случае отклонения частоты сети от допустимого значения, солнечная электростанция должна работать следующим образом:

1. Если частота <50 Гц, солнечная установка должна продолжать активную инжекцию мощность до тех пор, пока частота не упадет ниже 47,5 Гц.

2. Для повышения частоты от 50 до 50.2 Гц солнечная электростанция должна поддерживать 100% активной мощности.

3. Если частота> 50,2 Гц, солнечная электростанция должна выдавать активную мощность до 51,5 Гц.

4.4 Запуск солнечных электростанций

Солнечная электростанция должна подключаться к электросети только в том случае, если частота и напряжение на PCC находятся в пределах, указанных в Таблице 3 или иным образом, указанном в Соглашении о подключении ( CA) между оператором системы передачи и владельцем солнечной электростанции.

Таблица 3.

Пределы напряжения и частоты при пуске план солнечной станции.

Во время пуска солнечной электростанции скорость увеличения активной мощности не должна превышать 10% (от номинальной активной мощности станции) в минуту.

4.5 Требования к качеству электроэнергии

Солнечные электростанции, подключенные к электросети, должны стремиться поддерживать качество формы волны напряжения на PCC.Солнечные электростанции должны соответствовать требованиям, указанным в Разделе 5.3 Кодекса производительности Сетевого кодекса и / или соответствующей части Кодекса распределения электроэнергии.

4.6 Гармонические искажения

Максимальные уровни гармонических искажений в PCC, относящиеся к солнечной электростанции, должны соответствовать положениям стандарта IEEE 519-1992, как указано в Разделе 5.3.7 Кодекса производительности и / или соответствующем разделе в Кодексе распределения электроэнергии.

Хорошо известно, что линейная нагрузка, такая как лампы накаливания или нагреватели, потребляет электрический ток от источника, пропорциональный приложенному напряжению, в то время как нелинейная нагрузка, такая как привод с регулируемой скоростью, потребляет токи отдельно от волны напряжения. Ток нелинейной нагрузки состоит из нечетных гармоник (третьей, пятой, седьмой и т. Д.). Эффект искажения третьей гармонической составляющей показан на рисунке 12. Компоненты гармонических токов будут взаимодействовать с токами источника, вызывая гармоники напряжения.Гармонические составляющие напряжения накладываются на основную составляющую напряжения, что приводит к искажению формы волны напряжения. Математически это можно описать формулой Фурье Eq. (1):

Рисунок 12.

Влияние третьей гармоники.

футов = αo + ∑n = 1∞αncosnωot + ∑n = 1∞bnsinnωotE1

, где

α0 = 1T∫0Tftdt + DCcomponentE2

αn = 2T∫0TftcosnωotdtE3

гармоническое искажение напряжение (THDv) и ток (THDi) определяются следующим образом:

THDν = V22 + V32 + V42 + V52 +.… V1E5

THDi = i22 + i32 + i42 + i52 +… I1E6

Поток гармонических токов в электрическом оборудовании может вызвать такие проблемы, как нагрев оборудования, перегрузка нейтральной линии, неправильное срабатывание выключателей, усиление скин-эффекта и т. Д. Следовательно, электрические нормы устанавливают соответствующие ограничения на общие и отдельные гармоники в сетях. Кодекс подключения к сети солнечной энергии определяет пределы отдельных и общих гармонических искажений форм сигналов напряжения и тока на PCC, как указано в таблицах 4–7 в соответствии со стандартом IEEE 519-1992.В обновленной версии этого стандарта (IEEE Standard 519-2014) добавлены две новые строки, как указано в таблицах 4 и 7. Мы рекомендуем использовать обновленную версию стандарта.

358,0

Таблица 4.

Пределы гармонических искажений напряжения.

Таблица 5.

Гармонические искажения тока для уровня напряжения передачи 69 кВ и ниже.

*

Все энергетическое оборудование ограничено этими значениями искажения тока, независимо от фактического значения I _SC / I _L .

**

Пределы четных гармоник составляют 25% от соответствующих пределов нечетных гармоник, указанных в таблице.

, где I _SC = максимальный ток короткого замыкания на PCC; I _L = максимальный потребляемый ток нагрузки (составляющая основной частоты) на PCC.

Таблица 6.

Гармонические искажения тока для уровня напряжения передачи от 161 кВ до 69 кВ.

*

Все энергетическое оборудование ограничено этими значениями искажения тока, независимо от фактического значения I _SC / I _L .

**

Пределы четных гармоник составляют 25% от соответствующих пределов нечетных гармоник, указанных в таблице.

где, I _SC = максимальный ток короткого замыкания на PCC; I _L = максимальный потребляемый ток нагрузки (составляющая основной частоты) на PCC.

Таблица 7.

Гармонические искажения тока для уровня напряжения передачи выше 161 кВ.

^*

Все энергетическое оборудование ограничено этими значениями искажения тока, независимо от фактического I _SC / I _L .

^**

Пределы четных гармоник составляют 25% от соответствующих пределов нечетных гармоник, указанных в таблице.

где, I _SC = максимальный ток короткого замыкания на PCC; I _L = максимальный потребляемый ток нагрузки (составляющая основной частоты) на PCC.

Следует отметить, что уровень гармонических искажений может превышать уровни, перечисленные в приведенных выше таблицах, в течение периода не более 30 с при условии, что такое увеличение уровня гармонических искажений не ставит под угрозу обслуживание пользователей и не вызывает повреждения любого оборудования в сетка, как определено TSO.

Следует также отметить, что обновленная версия стандарта IEEE 519-2014 определяет ширину окна для измерения гармоник равной 10 циклам в системах с частотой 50 Гц, т.е.е., окно 200 мс, как показано ниже:

Fn, νs = 115∑i = 115Fn, i2E7

Fn, sh = 1200∑i = 1200Fnνs, i2E8

Владелец / оператор системы должен ограничить число строк до- Гармоники нейтрального напряжения на PCC следующие:

• Значения суточного 99-го процентиля очень короткого времени (которое составляет 3 с в системах с частотой 50 Гц) должны быть <1,5-кратными значениями, указанными в таблицах.

• Значения недельного 95-го процентиля короткого времени (10 мин) должны быть меньше значений, приведенных в таблицах.

Для таблиц 5–7 гармонических искажений тока применимы следующие моменты:

• Ежедневные 99-й процентиль очень коротких гармонических токов должны быть <2-кратными значениями, указанными в таблицах.

• Недельные 99-й процентиль кратковременных гармонических токов должны быть <1,5 значений, указанных в таблицах.

• Недельный 95-й процентиль коротких гармонических токов должен быть меньше значений, приведенных в таблицах.

4.7 Пределы силы мерцания

В таблице 8 показаны пределы силы мерцания, производимого солнечной электростанцией в PCC, в соответствии с рекомендациями IEC 61000-3-7.

Таблица 8.87

Уровни выраженности мерцания на PCC.

Мерцание напряжения на PCC вызывается изменениями напряжения, вызванными нагрузкой, такой как дуговая печь, когда спектральные характеристики изменений напряжения находятся в диапазоне от долей цикла в секунду до примерно одной трети частоты системы. Это характеристика, при которой высокочастотная (ωo) синусоида модулируется низкочастотной синусоидой (ωf).

В математической форме

vt = 1 + VfcosωftVmcosω0tE9

Интенсивность мерцания определяется как

F = VfVm = SscfSscE10

, где Sscf — мощность короткого замыкания (в МВА) на конце электрода; SSC — мощность короткого замыкания (в МВА) на PCC.

Измеритель мерцания был разработан МЭК для измерения силы мерцания с точки зрения величины флуктуации напряжения и соответствующей частоты колебаний. В измерителе используется программный метод преобразования измеренных колебаний напряжения в следующие статистические величины:

Измеритель мерцания выполняет измерения автоматически с 10-минутными интервалами. P _ST рассчитывается каждые 10 мин. Индикатор интенсивности мерцания P _ST , который имеет значение 1, представляет собой уровень яркости визуального мерцания, при котором 50% людей будут воспринимать мерцание в лампе накаливания мощностью 60 Вт.Уровень долговременного мерцания P _LT представляет собой комбинацию 12 значений измерения P _ST продолжительностью 10 минут каждое.

4.8 Пределы несимметрии напряжений

Неуравновешенность напряжений в трехфазной системе определяется как разница между самым высоким и самым низким линейным напряжением, деленная на среднее линейное напряжение системы. Солнечные электростанции должны быть способны выдерживать дисбаланс напряжения, не превышающий 2%, в течение не менее 30 секунд, как предусмотрено в части 5.3.5 Раздела 5 (Кодекс эффективности) Сетевого кодекса и / или в соответствующем разделе Кодекса распределения.

Трехфазная система сбалансирована, если трехфазные напряжения имеют одинаковую амплитуду и сдвинуты по фазе на 120 ° друг относительно друга. В противном случае трехфазная система не сбалансирована. На рисунке 13 показаны формы напряжения несимметричной трехфазной системы.

Рисунок 13.

Осциллограммы напряжения несимметричной трехфазной системы.

Даны математические соотношения между симметричными составляющими напряжения системы ( V0 — V ₁ — V ₂ ) и фазовыми составляющими ( VA — AB — VC ). в уравнениях.(11) и (12):

V0V1V2 = 131111aa21a2aVAVBVCE11

a = ej120E12

V0 = составляющая нулевой последовательности; V ₁ = компонент прямой последовательности; В ₂ = составляющая обратной последовательности.

В соответствии со стандартами EN-50160 и IEC-61000-3-x несимметрия напряжений (V _2U ) определяется как

V2U% = V2V1 × 100E13

Вышеуказанные стандарты определяют следующие пределы несимметрии напряжений :

V2U <1% для HVE14

V2U <2% для MV и LVE15

Дисбаланс напряжения измеряется как 10-минутное среднее значение с мгновенным максимумом 4%.Также можно определить несимметрию напряжения [21]:

IEEE, определение несимметрии напряжения

% Pvu = максимальное отклонение от среднего значения VphAverageVphE16

In Eq. (16) рассматриваются только звездные величины.

NEMA определяет ту же формулу, но учитывает линейные напряжения.

Приблизительная формула

% VU = 82 × V2abe + V2bce + V2caeAverageVline × 100E17

Нижний индекс e означает отклонение от среднего. Причины дисбаланса включают генераторы; трансформаторы; несимметричные импедансы длинных неперемещенных низковольтных линий; несимметричные токи нагрузки; однофазные нагрузки в трехфазных системах; и т.п.Дисбаланс может отрицательно повлиять на двигатели и трансформаторы, увеличивая нагрев и снижая их КПД.

4.9 Пределы колебаний напряжения

Колебания напряжения на PCC солнечной электростанции могут возникать из-за операций переключения внутри элементов солнечной электростанции, таких как трансформаторы, батареи конденсаторов, цепи подключения и т. Д., В результате бросков тока. Эти колебания напряжения должны составлять до 3% от номинального напряжения при условии, что колебания не представляют какого-либо риска для сети или других подключенных пользователей с точки зрения TSO.

4.10 Управление активной мощностью

На рисунке 14 показаны диапазоны напряжения, частоты и периоды времени, в течение которых солнечная электростанция должна продолжать подавать фактическую активную мощность в сеть на PCC. Для частот сети в диапазоне от 50,2 до 51,5 Гц солнечная электростанция должна уменьшить свою активную выходную мощность в соответствии с формулой. (18) и Рисунок 15 при условии, что напряжение находится в диапазоне 0,9–1,1 о.е.:

Рисунок 14.

Диапазоны напряжения, частоты и времени работы солнечной электростанции.

∆P = 0,4 × PM × ∆FperHZE18

где PM — фактическая выходная мощность до того, как частота сети превысит 50,2 Гц; Δ F — фактическая частота минус 50,2 Гц.

Кроме того, в этом диапазоне частот (например, 50,2–51,5 Гц) и диапазонах напряжения (0,85–0,9 о.е.) или (1,1–1,15 о.е.) работа с пониженной активной мощностью должна быть ограничена 30 мин. Увеличение или уменьшение мощности будет выполняться с шагом 10% (каждый) от максимальной мощности.

Рисунок 15.

Снижение активной мощности из-за превышения частоты.

4.11 Управление реактивной мощностью

Солнечная электростанция должна иметь возможность контролировать реактивную мощность на PCC в диапазоне от 0,95 отстающего коэффициента мощности до 0,95 опережающей мощности при максимальной активной мощности станции и в соответствии с рисунком 16 для MSSP и Рисунок 17 для LSSP. Солнечная электростанция должна иметь возможность осуществлять контроль реактивной мощности следующим образом:

• Регулировка уставки реактивной мощности ( Q )

• Регулировка уставки коэффициента мощности

• Фиксированный коэффициент мощности

• Характеристика: коэффициент мощности как функция активной выходной мощности солнечной электростанции, т.е.е., cos φ ( P )

• Характеристика: реактивная мощность как функция напряжения, т. е. Q (В)

Рисунок 16.

График характеристик P-Q для MSSP.

Рис. 17.

Диаграмма возможностей P-Q для LSSP.

Солнечная электростанция должна иметь входной сигнал для заданного значения на PCC, чтобы управлять реактивной мощностью или коэффициентом мощности установки. Он может принимать уставку с точностью до 1 кВАр.Сигнал заданного значения будет предоставлен TSO через устную связь или SCADA, в зависимости от того, что доступно. Солнечная электростанция должна следовать сигналу уставки TSO в течение 1 мин. Когда солнечная электростанция работает с активной выходной мощностью ниже ее номинальной мощности, она должна быть способна работать во всех возможных рабочих точках в таблице возможностей PQ для MSSP размера электростанции, как показано на рисунке 16, и LSSP, как показано на рисунке 17. Следует отметить, что для LSSP, даже при нулевой выходной активной мощности, ввод реактивной мощности в PCC должен полностью соответствовать диаграмме возможностей PQ с учетом требований к мощности вспомогательных служб, потерь трансформаторов и кабельной разводки солнечных электростанций.

Максимальные значения емкостной и индуктивной реактивной мощности на рисунках 16 и 17 рассчитаны исходя из номинальной генерирующей мощности солнечной электростанции и предельного коэффициента мощности 0,95 с опережением и запаздыванием. Допускается использование конденсаторов и / или реакторов в соответствии с требованиями диаграммы P-Q в PCC.

4.12 Прохождение через низкую неисправность (LVRT)

SEGCC устанавливает, что в случае отказа сети подключенная к сети солнечная электростанция должна оставаться подключенной к сети, когда напряжение прямой последовательности на PCC выше кривая показана на рисунке 18.Это определяет способность солнечной электростанции преодолевать неисправность сети без отключения от сети. Если все линейные напряжения ниже кривой, показанной на Рисунке 18, солнечная электростанция должна отключиться от сети.

Рис. 18.

Кривая прохождения низкого напряжения солнечных электростанций.

Во время этого временного спада напряжения солнечная электростанция должна удовлетворять следующим требованиям к реактивной мощности (или реактивному току): в случае трехфазного отказа солнечная электростанция должна иметь возможность подавать реактивный ток в соответствии с кривая, показанная на рисунке 19, и удовлетворяющая уравнениям.(19) и (20) в течение периода времени 250 мс запускаются в начале неисправности и продолжаются до устранения неисправности.

Рисунок 19.

Требование подачи реактивного тока во время повреждения (k = 2).

На рисунке 19 показан минимальный реактивный ток, необходимый для солнечной электростанции во время аварии. Он представлен как отношение реактивного тока к номинальному реактивному току установки по отношению к падению напряжения, которое представлено как отношение фактического напряжения к номинальному напряжению на PCC.Все токи и напряжения указаны в пу.

Следующие уравнения. (19) и (20) описывают требуемый инжектируемый ток во время повреждения:

ΔIBIN = k × ΔUrUNE19

ΔU = U − UOE20

Если ΔU≥0,1, то ΔUr = ΔU − 0,1

Если — 0,1 <∆U <0,1, то ∆Ur = 0

Если ∆U≤ − 0,1, то ∆Ur = ∆U + 0,1

Если ∆U≤ − 0,6, то ∆IB = −1pu

, где UN = Номинальное напряжение; IN = номинальный ток; U = напряжение при КЗ; Δ IB = необходимое изменение реактивного тока при КЗ; U ₀ = напряжение до повреждения; Δ Ur = соответствующее изменение напряжения во время повреждения.

В уравнении. (19) коэффициент k должен регулироваться в диапазоне 0–4. В случае несимметричных повреждений не разрешается подавать реактивные токи в сеть во время повреждения, которое вызовет повышение напряжения до уровня выше 110% от номинального напряжения на PCC в исправных фазах. После устранения неисправности выходная активная мощность солнечной электростанции должна достичь того же значения, что и предаварийное значение в течение 10 с после устранения неисправности, а реактивная мощность, потребляемая солнечной электростанцией, должна быть меньше, чем или равна потребляемой реактивной мощности до возникновения неисправности.

5. Сравнение кодов подключения к сетям солнечной энергии

Коды подключения к сетям солнечной энергии могут быть выпущены в качестве национальных стандартов в различных странах или операторами систем передачи и распределения [22]. Эти коды подключения к сети солнечной энергии могут быть включены в соответствующие коды или выпущены отдельно в качестве дополнительной части. Например, Немецкая ассоциация энергетики и водного хозяйства выпустила новые сетевые правила для интеграции генерирующих электростанций в сети среднего напряжения.В Германии были выпущены директивы по подключению электростанций для выработки электроэнергии к сетям среднего и низкого напряжения [3]. Директивы были основаны на результатах разработки Сетевого кодекса Германии для интеграции возобновляемых электростанций в высоковольтную электрическую сеть [23]. В сферу действия директив входят ветровые электростанции, гидроэлектростанции, фотоэлектрические солнечные генерирующие системы и теплоэлектростанции.

В Великобритании Операционное управление Ассоциации энергетических сетей выпустило Техническую рекомендацию G83 [24] под названием «Рекомендации по подключению малогабаритных протестированных встроенных генераторов (до 16 А / фаза, т.е.е., 11,04 кВт, трехфазный) параллельно с системами распределения низкого напряжения ». Техническая рекомендация G59 [25] касается генерирующих установок мощностью более 11,04 кВт до 50 кВт (трехфазные). Правила этих технических рекомендаций применимы ко всем генерирующим электростанциям, независимо от типа электрогенератора и оборудования, используемого для преобразования источника энергии в электрическую.

Технические и проектные критерии, необходимые для подключения всех типов электростанций распределенной генерации, обычно изложены в «Кодексе планирования распределения и подключения» Кодекса распределения Великобритании [26] и в «Кодексе условий подключения» Энергосистемы Великобритании. Код [27].

В США доступны стандарты кодов, руководства и правила для фотоэлектрических систем [28, 29, 30, 31, 32]. IEEE выпустил ряд стандартов для интеграции распределенных энергоресурсов (DER) в электрические сети. Серия стандартов IEEE-1547 касается подключения DER, в том числе фотоэлектрических систем, к электроэнергетическим системам. Серия стандартов IEEE-2030 выпущена, чтобы помочь внедрить коммуникационные и информационные технологии для улучшения интеграции DER с сетью. В статье 690 Национального электротехнического кодекса (NEC) рассматриваются стандарты безопасности при установке фотоэлектрических систем.Другие статьи NEC также могут быть применимы к фотоэлектрическим установкам. Стандарт-1741 Underwriters Laboratories (UL) касается оборудования DER, включая инверторы, преобразователи и контроллеры. Стандарты и технические требования к солнечному оборудованию, установке и т. Д. Доступны в качестве руководств для штатов и муниципалитетов [28]. В совместном отчете, подготовленном Североамериканской корпорацией по надежности электроснабжения (NERC) и независимым системным оператором Калифорнии (CAISO), представлена ​​информация для поддержания надежности энергосистемы при интеграции переменных источников энергии, в основном ветряных и фотоэлектрических систем [29].Крупные фотоэлектрические электростанции обычно подключаются к передающей сети [30]. Недавно, в 2019 году, Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) опубликовала два полезных руководства по межсетевому соединению DER, включая текущие практики и новые решения [31], а также руководство по разрешению для небольших солнечных систем [32].

Как подробно обсуждалось в предыдущих разделах этой главы книги, органы электроэнергетики Египта выпустили дополнительные документы к Сетевому кодексу и кодексу распределения для подключения солнечных систем к сетям.

Сравнение некоторых правил в кодах подключения к фотоэлектрической сети Германии [1, 3, 22], Великобритании [1, 22], [24, 25, 26, 27], США [28, 29, 30, 31, 32] и Египет [7, 8, 9, 10, 11], [33] представлены здесь. Сравнения включают правила регулирования мощности и частоты и правила регулирования реактивной мощности. Подробные сравнения доступны в [1, 3, 22].

5.1 Активное регулирование мощности и частоты

Основная причина активного контроля мощности — обеспечение стабильной частоты. В таблице 9 приведено сравнение правил регулирования активной мощности и частоты в соответствующих кодах подключения к фотоэлектрической сети четырех стран: Великобритании, Германии, США и Египта.

Таблица 9.

Сравнение активной мощности и управления частотой.

5.2 Управление реактивной мощностью

Потребление и выработка реактивной мощности должны согласовываться, чтобы поддерживать стабильное напряжение в системе.В таблице 10 представлено сравнение требований к контролю реактивной мощности в кодах подключения к фотоэлектрической сети.

Таблица 10.

Сравнение управления реактивной мощностью.

6. Выводы и рекомендации

В этой главе рассмотрены технические проектные спецификации, критерии, технические условия и параметры оборудования, необходимые для подключения средних и крупных солнечных электростанций (MSSP и LSSP) к электрическим сетям. Спецификации, условия и параметры были взяты из кода подключения MSSP и LSSP, Кодекса распределения электроэнергии и Кодекса сети.Подробно обсуждалась техническая подоплека этих спецификаций. Были описаны сравнения некоторых важных правил в кодах подключения к фотоэлектрической сети Великобритании, Германии, США и Египта. Представленные здесь технические спецификации и критерии проектирования имеют большое значение для планирования, проектирования, установки, тестирования, ввода в эксплуатацию и эксплуатации, а также для инженеров, работающих в области подключения систем MSSP и LSSP к передающим или распределительным сетям.

Рекомендуется использовать полные версии соответствующих кодексов для соблюдения подробных требований к подключению к сети и успешной эксплуатации солнечных энергетических систем.Академическим исследователям рекомендуется соблюдать требования кодексов коммунальных служб при выполнении исследовательских работ, связанных с интеграцией солнечных электростанций в

БХАРАТ СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ — УПРАВЛЕНИЕ СОЛНЕЧНЫМИ АКТИВАМИ, EPC, ОПЕРАЦИИ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ КОМПАНИИ В ИНДИИ — СОЛНЕЧНАЯ КОМПАНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ИНДИЯ — СОЛНЕЧНЫЕ КОМПАНИИ В ИНДИИ — СОЛНЕЧНАЯ КОМПАНИЯ КОЛКАТА

Мы СЕЙЧАС покупаем и продаем существующие солнечные электростанции, предоставляем готовые решения для солнечных проектов, EPC, монтаж и ввод в эксплуатацию, Предлагаем инвестиционные возможности в проекты солнечной энергии, продаем солнечную землю, обслуживание OEM , и предложение доли в Bharat Solar Energy! Предоставление консультаций по солнечной энергии, инженерного проектирования крыши для солнечной энергии или солнечной инженерии, работ по контролю и контролю, проектирование солнечной продукции, чертежи конфигурации солнечной базы для крыши нашим глобальным партнерам по солнечной энергии и компаниям по солнечной энергии! O Передайте нам свои планы проектирования , чтобы мы могли найти рентабельные решения! Вы ищете дилерство / дистрибьюторство / мастер-франшизу PAN INDIA без первоначальных вложений в акции при условии, что годовая цель должна быть выполнена ?! Мы предлагаем франшизу и мастер-франшизу по всей Индии.BharatSolarEnergy.com — Управление солнечными активами , Продажа солнечных активов, Эксплуатация и техническое обслуживание (O&M) Веб-сайт компании : SolarEnergyAssetManagement.com Wedent Group и НПО Trust Aagni.com. Сестринское дело Компания по управлению бронированием артистов, моделей, артистов и знаменитостей BollywoodActingAgency.com, IndianModelAgency.com.

РАЗМЕСТИТЕ ЗАКАЗ ВСЕХ ПРОДУКТОВ И УСЛУГ В ОБЛАСТИ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГИИ ПОД ОДНОЙ КРЫШЕЙ BHARAT SOLAR ENERGY.ТАК СОХРАНИТЕ СВОИ ДЕНЬГИ, НИКАКОЙ ПОСРЕДНИК НЕ МОЖЕТ СТОЧИТЬ ВАШУ ПРИБЫЛЬ … ВАС МОЖЕТ ОБРАТИТЬСЯ НЕИЗВЕСТНЫЙ МАЛЕНЬКИЙ КОМПАНИИ, СРЕДНЕГО ЛИЦА И АГЕНТЫ ДЛЯ ЦИТАТОВ! МЫ ЗНАЕМ ЛУЧШИЕ КОНКУРЕНТНЫЕ ЦЕНЫ. 1000 СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ КОМПАНИЙ И ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ СВЯЗАНЫ С НАМИ ДЛЯ ОБЪЕДИНЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ, ПАРТНЕРСТВА, А ТАКЖЕ ОЕМ, ЧТОБЫ ПРЕДОСТАВИТЬ ВАМ ПОЛНОЕ РЕШЕНИЕ ДЛЯ ПРОЕКТОВ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ «ПОД КЛЮЧ».

BharatSolarEnergy.com — первая компания по производству солнечной энергии и возобновляемых источников энергии B2B и B2C, предлагающая различные солнечные продукты и услуги, а также ведущая компания по поставке солнечных батарей и установка солнечных батарей в Индии. BHARAT SOLAR ENERGY предоставляет услуги по установке солнечных батарей для жилых солнечных электростанций Pan India. Портал по солнечной энергии связан с нашим проектным решением под ключ, связанным с ветром, солнечной энергией, гибридным энергетическим решением, биомассой и биотопливом, другой новой энергией, солнечными панелями, системами резервного копирования солнечной энергии и всеми другими солнечными продуктами.Bharat Solar Energy — Все о компаниях по производству солнечной и возобновляемой энергии в Индии и предоставляет услуги по установке солнечных батарей по всей Индии. Чистая новая энергия «Солнечная энергия» — единственное решение для Индии, позволяющее беспрепятственно и эффективно управлять СЛЕДУЮЩЕЙ экономической сверхдержавой индийской экономики … Больше никаких массовых отключений электроэнергии в Индии, никаких перебоев в энергоснабжении с помощью возобновляемых источников энергии и солнечной энергетики! Больше никаких ежемесячных счетов, больше нет затрат … BHARAT SOLAR ENERGY обслуживает систему солнечного освещения, солнечный электрический автомобиль , солнечный вентилятор, солнечный кондиционер, солнечный насос, солнечный водонагреватель, солнечные панели, инверторы, резервная система, Батареи и другие продукты для солнечной и ветровой энергии, а также предоставляет услуги по управлению проектами солнечной и ветровой энергии и консультационные услуги по проектам солнечной энергии в Индии с нашими штатными инженерами по солнечным панелям, вспомогательным персоналом и установщиками солнечных батарей, техническими специалистами.

BHARAT SOLAR ENERGY — Первый онлайн-портал солнечной энергии и солнечная компания в Индии, нуждаются в финансистах, иностранных инвесторах, банкирах, разработчиках проектов, промоутерах, EPC-подрядчиках, производителях солнечных модулей и оборудования, партнерах по совместному предприятию для разработки солнечных электростанций и солнечных панелей.