Электри­чество для овец

Roman Rubanovich, NENCOM

В декабре 2019 года к нам обра­ти­лись фер­меры из села Златна нива Шуменской обла­сти. Современ­ное сель­ское хозяй­ство невоз­можно без элек­три­че­ства, но под­клю­че­ние к общей энер­го­сети стоит около 20 тысяч левов и зани­мает более года. А потом ещё и пла­тить за каждый кило­ватт-час.

Разумным реше­нием про­блемы явля­ется соб­ствен­ная сол­неч­ная элек­тро­стан­ция. Мы выяс­нили, что тре­бу­ется обес­пе­чить энер­гией одно­фаз­ный доиль­ный аппа­рат для овец, ванну для охла­жде­ния молока и быто­вые нужды сотруд­ни­ков фермы. Учитывая выде­лен­ный бюджет в раз­мере 14 тысяч левов, мы пред­ло­жили опти­маль­ную кон­фи­гу­ра­цию.

За пре­об­ра­зо­ва­ние сол­неч­ной энер­гии в элек­три­че­скую отве­чают моно­кри­стал­ли­че­ские сол­неч­ные модули Jinko Solar JKM320M-60 мощ­но­стью 320 ватт каждый. Девять таких моду­лей при иде­аль­ных усло­виях обес­пе­чат мощ­ность 2.88 kW. В самые пас­мур­ные дни (напри­мер, во время дождя) сол­неч­ные элек­тро­стан­ции обычно про­из­во­дят 5-15% от пико­вой мощ­но­сти уста­нов­лен­ных моду­лей. В нашем случае это озна­чает 140-430 ватт.

Энергия от фото­воль­та­и­че­ских моду­лей посту­пает по спе­ци­аль­ным pv-кабе­лям на кон­трол­лер Victron Energy BlueSolar MPPT 150/45-Tr. Контрол­лер выпол­няет сразу несколько задач. Во-первых, он пони­жает напря­же­ние сол­неч­ных моду­лей (около 110 вольт) до уровня, необ­хо­ди­мого для заряда акку­му­ля­тор­ных бата­рей. Во-вторых, он посто­янно кор­рек­ти­рует вход­ное напря­же­ние для опти­маль­ной работы сол­неч­ных моду­лей в зави­си­мо­сти от их осве­щён­но­сти. В-тре­тьих, кон­трол­лер кор­рек­ти­рует выход­ное напря­же­ние и силу тока в зави­си­мо­сти от стадии заряда и тем­пе­ра­туры бата­рей, обес­пе­чи­вая их дол­го­веч­ность.

Упрощён­ная схема элек­тро­стан­ции

Энергия накап­ли­ва­ется в четы­рёх 12-воль­то­вых свин­цово-кис­лот­ных акку­му­ля­то­рах Victron Energy AGM Super Cycle ёмко­стью по 170 A·h каждый. Они соеди­нены между собой после­до­ва­тельно, обра­зуя номи­наль­ное напря­же­ние 48 вольт. Батареи серии Super Cycle допу­стимо раз­ря­жать на 80%, таким обра­зом полез­ный запас энер­гии состав­ляет 170×48×0.8=6.5 kW·h. На прак­тике с учётом потерь это озна­чает, что пол­но­стью заря­жен­ные бата­реи в тёмное время суток смогут, напри­мер, в тече­ние 6 часов выда­вать мощ­ность 1 kW или в тече­ние 12 часов — мощ­ность 500 W.

Инвертор Victron Energy MultiPlus-II 48/3000/35-32 GX пре­об­ра­зует посто­ян­ное напря­же­ние от кон­трол­лера и бата­рей в пере­мен­ное напря­же­ние 230 вольт. Также он может рабо­тать в режиме заряд­ного устрой­ства от гене­ра­тора. Номиналь­ная мощ­ность инвер­тора состав­ляет 2.4 kW. Буквы GX в назва­нии моди­фи­ка­ции озна­чают, что инвер­тор имеет встро­ен­ную систему уда­лён­ного мони­то­ринга элек­тро­стан­ции.

Сборка элек­тро­стан­ций в NENCOM

В целях эко­но­мии заказ­чик само­сто­я­тельно изго­то­вил несу­щую кон­струк­цию для сол­неч­ных моду­лей в соот­вет­ствии с нашими реко­мен­да­ци­ями и чер­те­жами. Мы посо­ве­то­вали сде­лать угол наклона 45° и ори­ен­ти­ро­вать всю кон­струк­цию точно на юг.

На гото­вую кон­струк­цию мы уста­но­вили спе­ци­аль­ные алю­ми­ни­е­вые про­фили и закре­пили к ним фото­воль­та­и­че­ские модули.

Фактиче­ский наклон сол­неч­ных пане­лей соста­вил почти 50°, что поло­жи­тельно повли­яет на про­из­вод­ство энер­гии в зимнее время, когда солнце не под­ни­ма­ется высоко над гори­зон­том.

Электро­нику и акку­му­ля­торы мы уста­но­вили в стро­и­тель­ном вагон­чике, оста­вив запас по длине кабе­лей. Впослед­ствии это обо­ру­до­ва­ние будет пере­не­сено в новое поме­ще­ние.

Вся элек­тро­ника раз­ме­щена в фир­мен­ном боксе NENCOM, что обес­пе­чи­вает допол­ни­тел­ную защиту и уско­ряет монтаж обо­ру­до­ва­ния на объ­екте.

Бокс NENCOM

Оборудо­ва­ние внутри бокса

Балансёры вырав­ни­вают напря­же­ние бата­рей

Фактиче­ская сто­и­мость этого про­екта в декабре 2019 года соста­вила 13 970 лв (7 142 €) с достав­кой, мон­та­жом и НДС. Цены на обо­ру­до­ва­ние для сол­неч­ных элек­тро­стан­ций посте­пенно сни­жа­ются, поэтому в буду­щем подоб­ная система может стоить несколько дешевле, или за эти же деньги можно будет полу­чить больше мощ­но­сти.

Видео о проекте