Автоном­ная элек­тро­стан­ция для фер­мер­ской постройки

Roman Rubanovich, NENCOM

«Мне нужна полная неза­ви­си­мость от постав­щи­ков энер­гии» — сказал хозяин стро­я­ще­гося здания. Мы в NENCOM любим такие задачи, поэтому раз­го­вор быстро пере­шёл к обсуж­де­нию тех­ни­че­ских реше­ний.

Постройка пло­ща­дью 200 m² рас­по­ло­жена в Варнен­ской обла­сти на боль­шом участке в опыт­ном поле, на кото­ром выра­щи­вают экс­пе­ри­мен­таль­ные сорта пше­ницы. Электри­че­ство вре­менно обес­пе­чи­вает гене­ра­тор. Мы должны сде­лать систему отоп­ле­ния и авто­ном­ную сол­неч­ную элек­тро­стан­цию. Было при­нято реше­ние раз­де­лить проект на несколько этапов.

Сначала, ещё в про­цессе стро­и­тель­ства, мы уста­но­вили котёл и пел­лет­ную горелку Mudlark с Wi-Fi моду­лем, бункер для пеллет, ради­а­торы, 500-лит­ро­вый бойлер и такого же объёма буфер­ный бак для системы отоп­ле­ния. Также мы зара­нее про­ло­жили кабели для буду­щей элек­тро­стан­ции от крыши до тех­ни­че­ского поме­ще­ния, чтобы после завер­ше­ния стро­и­тель­ства не делать в стенах лишних отвер­стий.

Неболь­шие ком­по­ненты буду­щей элек­тро­стан­ции мы пред­ва­ри­тельно собрали в метал­ли­че­ском шкафу раз­ме­ром 120×90×22 cm, чтобы уско­рить монтаж на объ­екте.

Предва­ри­тель­ная сборка элек­тро­стан­ций

Как только крыша была готова, мы при­сту­пили к мон­тажу сол­неч­ных пане­лей. Для дан­ного про­екта мы выбрали моно­кри­стал­ли­че­ские модули Risen мощ­но­стью 330 ватт.

Risen RSM120-6-330M

Южный скат крыши имеет наклон 40°, а его пло­щадь поз­во­ляет раз­ме­стить 60 таких моду­лей. На первом этапе мы уста­но­вили 20 моду­лей с общей пико­вой мощ­но­стью 6 600 Wp.

Солнеч­ные панели раз­де­лены на 4 стринга по 5 моду­лей. Внутри каж­дого стринга модули соеди­нены после­до­ва­тельно, а между собой стринги под­клю­чены парал­лельно. Это поз­во­лило нам полу­чить опти­маль­ное рабо­чее напря­же­ние для заряд­ного кон­трол­лера Victron Energy MPPT 250 | 100.

Первое число в назва­нии кон­трол­лера озна­чает мак­си­мально допу­сти­мое напря­же­ние на входе: не более 250 вольт. Второе число — мак­си­маль­ный ток на выходе: до 100 ампер. Напряже­ние на выходе кон­трол­лера опре­де­ля­ется акку­му­ля­тор­ной бата­реей. В нашем случае напря­же­ние бата­реи во время заряда около 55 вольт, поэтому мак­си­маль­ная мощ­ность кон­трол­лера заряда в данной кон­фи­гу­ра­ции соста­вит при­мерно 5 500 ватт.

В тех­ни­че­ском поме­ще­нии мы уста­но­вили литий-железо-фос­фат­ный акку­му­ля­тор BYD Battery Box Premium LVL, с полез­ным запа­сом энер­гии 15.36 kW·h.

BYD Battery Box Premium LVL

Это первая в Болгарии бата­рея BYD из новой серии «Premium». По срав­не­нию с преды­ду­щим поко­ле­нием, в новых Battery Box повы­шена плот­ность энер­гии и улуч­шена элек­трон­ная начинка.

На данном этапе мы уста­но­вили один инвер­тор Victron Energy MultiPlus-II мощ­но­стью 4 kW, но преду­смот­рели воз­мож­ность добав­ле­ния допол­ни­тель­ных инвер­то­ров для уве­ли­че­ния мощ­но­сти. MultiPlus-II может рабо­тать как в авто­ном­ном режиме, так и сов­местно с внеш­ней сетью или гене­ра­то­ром.

Монито­ринг системы в реаль­ном вре­мени

Мы запу­стили систему в конце мая, и хозяин сразу же начал активно её исполь­зо­вать. Днём рабо­тали раз­лич­ные элек­тро­дви­га­тели и нагре­вался 500-лит­ро­вый бойлер, а вече­ром — обыч­ное потреб­ле­ние для осве­ще­ния и других неболь­ших устройств. Теперь у нас есть пол­но­цен­ная ста­ти­стика за 4 месяца, с июня по сен­тябрь.

Как видно на гра­фи­ках, общее потреб­ле­ние энер­гии за этот период соста­вило 2 765 kW·h. Только 11 % из этой энер­гии было взято от гене­ра­тора. В сен­тябре потреб­ность в поли­вах сокра­ти­лась, поэтому гене­ра­тор не исполь­зо­вался вообще. Потреб­ле­ние сол­неч­ной энер­гии (напря­мую и через акку­му­ля­тор) за 4 месяца соста­вило 2 457 kW·h.

В типич­ный летний день можно рас­счи­ты­вать на ста­биль­ные > 3 kW мощ­но­сти от сол­неч­ных пане­лей в тече­ние 7-8 часов.

Солнеч­ная гене­ра­ция 25 июля

Для нагрева воды в 500-лит­ро­вом бой­лере от 45 до 60 °C с помо­щью 3-кило­ватт­ного нагре­ва­тель­ного эле­мента на прак­тике тре­бу­ется чуть более трёх часов.

Летом этого более чем доста­точно, чтобы оста­ва­лась энер­гия на другие нужды и заряд акку­му­ля­тора, но зимой будет дефи­цит. Поэтому в бли­жай­шее время мы пла­ни­руем уста­но­вить допол­ни­тель­ные сол­неч­ные модули.

Стоимость данной сол­неч­ной элек­тро­стан­ции в мае 2020 года соста­вила 35 000 лв (17 900 €) с достав­кой, мон­та­жом и НДС.