Автономная система 2,2 кВт с АКБ на селе

Краткий ответ

Solar Nexo — компания солнечной энергетики из Антальи с офисом в районе Кепез. Этот референсный проект — компактная автономная система мощностью 2,2 кВт с аккумуляторами, установленная в сельской местности. Небольшой массив панелей, инвертор с зарядным контроллером и аккумуляторная группа рассчитаны на питание освещения, холодильника и основных бытовых нагрузок без подключения к сети.

Краткое описание проекта

Один из референсных проектов Solar Nexo — компактная система мощностью 2,2 кВт с аккумуляторами, установленная в сельской местности. Она рассчитана на маломощное потребление, когда прокладывать длинную линию электропередачи нецелесообразно. Местоположение и дата в этой статье не указаны.

Компоненты системы

Мощность: 2,2 кВт (принята как мощность панелей)
Массив панелей: небольшой фотоэлектрический массив
Инвертор и заряд: автономный инвертор, MPPT-контроллер заряда
Накопление энергии: аккумуляторная группа; тип и ёмкость не указаны

Почему система спроектирована именно так

Преимущество малой системы: простая архитектура

В компактных системах вроде 2,2 кВт мало сложных узлов. Основную цепочку образуют несколько панелей, MPPT-контроллер заряда, аккумуляторная группа и инвертор. Меньше компонентов — меньше потенциальных точек отказа, а потребность в обслуживании невысока.

Дисциплина расчёта нагрузок

В компактной автономной системе важнейший шаг — баланс нагрузок. Пример (общий, не данные проекта): суммируются такие позиции, как 100 Вт на светодиодное освещение, около 1 кВт·ч в сутки на холодильник и полчаса работы малого водяного насоса в день. Суммарное суточное потребление сопоставляется с выработкой панелей и ёмкостью аккумуляторов. Мощные приборы (электронагреватель, большой кондиционер) для такого масштаба не подходят.

Почему автономная система на селе

На участке, удалённом от сети, расходы на опоры, кабель и подключение могут превысить стоимость небольшой солнечной системы. В этом случае автономное решение — прямое и независимое. Лицензия и обращение в сетевую компанию не требуются; при этом требования по градостроительным нормам, статике и пожарной безопасности остаются отдельным вопросом (Положение о нелицензируемом производстве электроэнергии, ст. 5/1/b, редакция от 12.05.2019).

Типичная выработка

Для 2,2 кВтп по данным PVGIS потенциал выработки составляет в среднем около 10 кВт·ч в сутки; в январе он снижается примерно до 7 кВт·ч.

Расширение и надёжность

Компактные системы можно проектировать так, чтобы в будущем их можно было увеличить новой панелью или дополнительным модулем АКБ; для этого входное напряжение постоянного тока инвертора и предельный зарядный ток изначально выбираются с запасом. В сельской местности важны также температура, пыль и влажность: аккумуляторную группу размещают в затенённом проветриваемом шкафу и регулярно осматривают.

Ожидаемая выработка

По расчёту PVGIS (JRC Европейской комиссии, PVGIS 5.3) для условий центра Антальи при оптимальном угле наклона и потерях системы 14 % удельная годовая выработка составляет 1 656 кВт·ч/кВтп. Для мощности 2,2 кВт по данным PVGIS в условиях центра Антальи это означает теоретический потенциал около 3 643 кВт·ч в год.

Период	Удельная выработка (кВт·ч/кВтп)	Ожидаемая выработка (кВт·ч)
Январь (минимум)	99	218
Июль (максимум)	168	370
За год	1 656	3 643

Поскольку ёмкость аккумуляторов в компактной системе ограничена, часть выработки может ограничиваться. Значения в таблице — теоретический потенциал. Значение «2,2 кВт» в таблице принято как мощность панелей. Это теоретический расчёт PVGIS; фактическая выработка зависит от ориентации крыши или участка, угла наклона и затенения.

Монтаж и ввод в эксплуатацию

При осмотре оцениваются затенение участка, размещение панелей и перечень нагрузок. В малых системах массив панелей можно установить не на крыше, а на наземной конструкции. При монтаже выполняются защита цепей постоянного тока и заземление, а при вводе в эксплуатацию настраиваются параметры аккумуляторов. После этого продолжаются обслуживание и техническая поддержка 24/7.

Для подобной системы

Подходит для дачных домов без подключения к сети, фермерских построек и небольших сельских объектов. Если нагрузки маломощные и заранее определены, система получается экономичной.

Вопросы об этом проекте

Что можно запитать от автономной системы 2,2 кВт?

Работают маломощные нагрузки: освещение, холодильник, телевизор, зарядные устройства и небольшой водяной насос. Мощные приборы, например электронагреватель или большой кондиционер, для такого масштаба не подходят. Сначала нужно составить баланс нагрузок и определить суточную потребность в кВт·ч. Для более мощных приборов систему придётся увеличить либо разделить нагрузки по графику; лучше определить это ещё на этапе проектирования.

Сколько кВт·ч в год вырабатывает система 2,2 кВт?

Для условий центра Антальи по данным PVGIS при удельной выработке 1 656 кВт·ч/кВтп теоретический потенциал составляет около 3 643 кВт·ч в год. Фактическое значение зависит от ориентации, угла наклона и затенения. Когда аккумуляторы заряжены полностью, выработка ограничивается, поэтому используемая энергия может быть ниже. Главные факторы реальной выработки — ориентация, угол наклона и затенение панелей; при осмотре эти три параметра измеряются, и результат уточняется.

Что разумнее на селе: автономная система или подключение к сети?

Если линия электропередачи далеко, затраты на опоры и кабель могут превысить стоимость небольшой солнечной системы; тогда практичнее автономная система. Если потребление высокое и постоянное, подвести линию может оказаться выгоднее. Для решения рекомендуется провести осмотр. Решение определяют расстояние до линии, величина нагрузки и предпочтения по обслуживанию; при осмотре оба варианта сравниваются рядом.

Полезные материалы

Расчётная выработка — теоретическое значение на основе данных PVGIS 5.3 (Объединённый исследовательский центр ЕС); фактическая выработка зависит от ориентации и наклона крыши, затенения и температуры.