Важность профессионального проектирования солнечных электростанций

Не секрет, что любое серьезное дело не начинают без предварительного плана, в котором предусматриваются  все основные и второстепенные  моменты  замысла.  Для солнечной электростанции таким планом является выполненный проект, по которому станция будет построена. Те решения, которые будут заложены при проектировании, непосредственно будут влиять на процес строительства и работы станции во время всего срока эксплуатации. Они же, в конечном счете,  будут определять и прибыль от солнечной электростанции. К сожалению, у нас в стране сложилось не совсем адекватное представление о важности проектных работ. Зачастую на них пытаются сэкономить и ищут дешевые варианты. Хитрые проектанты могут предложить готовое и дешевое  решение, взятое из уже построенной  неизвестно где солнечной станции и адаптированное с помощью известного еще со школьной скамьи метода «козы» к конкретному проекту. При этом никто не заботится об максимизации  выработки электроэнергии и оптимизации затрат на строительство в каждом конкретном случае. В этом случае не приходиться говорить об ответственности и о работе на репутацию проектной организации, но и на этот товар находиться покупатель. Таким образом многомиллионные инвестиции, труд множества квалифицированных специалистов-монтажников, сложные финансовые расчеты могут не принести желаемого результата просто потому, что все работали по изначально ошибочному плану. Возможно, это следствие недостаточной информированности заказчиков о тех функциях, которые выполняют проектные работы и о стоимости ошибок и упущений во время проектирования.  В этой статье мы покажем, что мелочей при проектировании солнечной электростанции не бывает и каждое упущение, в конце концов, сказывается на прибыли, а некоторые ошибки либо их совокупность могут полностью разрушить финансовую модель и поставить под угрозу инвестиции в станцию.

    Полноценные проектные работы подразумевают не только выполнение требований ГОСТ и ДБН действующих в стране, не только прохождение всех экспертиз в соответствующих инстанциях, но и выбор вариантов, позволяющих получить максимум прибыли на каждый доллар вложенный в солнечную электростанцию. Одним из важнейших этапов является выбор оборудования.  Почему-то всем кажется, что чем дешевле оборудование, тем выгоднее будет капиталовложение в солнечную энергетику. На самом деле это глобальная ошибка. Прежде всего, стоит понять, что основным качественным показателем работы электростанции является количество вырабатываемой электроэнергии, а не сумма заплаченная за оборудование.  Именно за киловатт*час электроэнергии платятся деньги. Уяснив это, можно легко избежать как завышенных трат, так и покупки оборудования снижающего общую прибыль. При проектировании мы советуем ориентироваться на простое соотношение – сколько денег принесет 1 кВт установленной мощности електростанции за  год работы? По этому показателю легко определить эффективность капиталовложений в оборудование. К примеру, в первом варианте мы имеем  180 евро дохода с 1 кВт установленной мощности в год. При этом удельная стоимость установки 1 кВт составит 1000 евро. Если же мы приобретем оборудование позволяющее снизить удельную стоимость установки  оборудования  до 950 евро, то есть на 5%, то прибыль упадет до 163 евро, тоесть  почти на 9% в год !!! Таким образом, в данном случае одноразовая экономия 5% никогда себя не окупит, а скорее увеличит срок окупаемости проекта и уменьшит потенциальную прибыль. Задача проектной организации здесь состоит в том, чтобы предоставить заказчику  точную информацию о влиянии того или иного оборудования на общую прибыль и выбрать комплект оборудования , который принесет максимальную прибыль.

   Но этого недостаточно. Так можно поверхностно судить об эффективности вложений. Также необходима экспертная оценка оборудования на надежность, работоспособность в локальных условиях и долгосрочную работу. К примеру, мало кто задумывается о важности опорных металлоконструкций,  на которые крепят модули. По виду это простые конструкции, которые вызывают улыбку у опытных строителей, привыкших к масштабным сооружениям. Тем не менее, в случае ошибок при проектировании (не учли снеговые и ветровые нагрузки для данной местности, поскупились на полноценные геологические и геодезические работы и не учли тип грунта,  купили дешевые конструкции, склонные к быстрой коррозии и т.д.) пострадает выработка всей станции, а значит и общая прибыль. Далеко не всегда проблему с металлоконструкциями удается сразу идентифицировать. Например, при деформации конструкции либо по причине ее неправильной установки, рамы  фотоэлектрических панелей, установленные на ней, начинают также деформироваться. При этом вероятно повреждение тонких кремниевых пластин, что значительно снизит выработку ими электроэнергии. При этом данная проблема появится не сразу и ее трудно будет обнаружить. Чтобы иметь представление об опасности  такой ситуации, приведем данные исследований немецких коллег  с реального объекта. Из-за ошибок при проектировании, в частности неправильного выбора опорных металлоконструкций, которые способствовали деформации и повреждению солнечных панелей,  за 10 лет эффективность работы станции снизилась  11% , и это без учета естественных причин.  Чтобы избежать этой проблемы и множества ей подобных, следует выполнить множество специальных  расчетов. Основываясь на их данных, затем уже делать выводы о возможности применения оборудования  на конкретном проекте.  Для этого, как мы видим, нужна ответственная проектная организация.

Если даже такие мелочи связанные с выбором опорных конструкций способны оказывать влияние на работу станции, то выбор солнечных панелей и инверторов нужно проводить наиболее тщательно. Это самое дорогое ответственное оборудование станции и оно требует к себе  особо внимательного отношения.  Здесь ошибки наиболее критичны и мгновенно сказываются на выработке электроэнергии всей станцией.  Даже если производители  заявляют  одинаковую мощность солнечных панелей и используется один и тот же тип инверторов, разница в выработке может составлять от 1-2% до 19-20%!!! Вообще, для каждого варианта панелей и инверторов характерно свое значение выработанной электроэнергии. И только после анализа возможных вариантов можно подобрать наиболее выгодный по соотношению цены оборудования и прибыли, которую оно принесет. Для этого, как правило, используются специальные расчетные программы, принятые как стандарт в странах ЕС и США. Они позволяют ввести данные об оборудовании и получить весьма точные прогнозы средней выработки за год. Причем результаты могут быть проверены любым другим оператором программы, что исключает разницу в результатах. О том, что и здесь нужно учитывать целый ряд мелочей может свидетельствовать следующий пример.  Украина находится в климатической зоне для которой характерны жаркое лето и суровые зимы. А зимой при минусовой температуре напряжение на солнечной панели увеличивается. Если допустить ошибку, к примеру превысить допустимое количество панелей, соединяемых последовательно, то зимой в холодную пору возможны массовые отказы оборудования из-за повреждения изоляции проводников повышенным напряжением. Таких мелочей при проектировании станции нужно учитывать достаточно много. Конечно же, существуют международные стандарты, по которым ведется проектирование и которым должна соответствовать солнечная электростанция. Но, к сожалению, у нас в стране очень многие не знают даже  о существовании этих стандартов, не говоря об их выполнении.  Таким образом, только проектные организации, имеющие опыт работы по международным стандартам, могут гарантировать качество выполняемой работы, полноценную долгосрочную, надежную работу солнечной станции и, соответственно, прибыль от ее работы.

   После профессионального и вдумчивого выбора оборудования  наступает черед его размещения на участке. Здесь тоже есть целый ряд правил, несоблюдение которых приведет к недополученной прибыли. При  правильно подобранном размещении существует возможность значительно увеличить  количество вырабатываемой электроэнергии, выдаваемой во внешнюю сеть. Но для этого множество параметров должны подвергнуться оптимизации.  В частности, расстояние между рядами, угол наклона фотоэлектрических панелей, схемы подключения линеек панелей к инверторам, длины и сечения  соединительных кабелей, место расположения инвертора и многое другое. Для выбора наиболее оптимального варианта приходится выполнять множество расчетов и сравнений, обладать определенным практическим опытом и творчески подойти к процессу, чтобы, возможно, отыскать новое, ранее не применявшееся, решение, способное хоть на немного, но увеличить эффективность работы, а значит и прибыльность всего проекта. Для примера добавлю, что ошибка с  оптимальным для выбранного комплекта оборудования и места расположения углом наклона всего на один градус может стоить 0,2 % годового дохода. А вот недостаточное внимание оптимизации потерь в передающих кабелях может обойтись уже в 3-5% дополнительных потерь. При этом, в отличии от выбора оборудования, где каждый из вариантов обладает реальной стоимостью и некоторые могут потребовать дополнительных инвестиций, здесь все определяется исключительно качеством принятых проектных решений.  Поэтому требования к проектной организации должны быть высокими, и проектировщики должны быть готовы в любой момент доказать расчетами максимальную выгоду своих решений.

Причем для солнечной энергетики есть один интересный нюанс.  Даже при наличии множества ошибок при проектировании и строительстве станция все равно будет генерировать какую-то мощность. И сказать, что она серьезно отличается от возможной,  можно будет лишь спустя некоторый, иногда значительный срок. Бывает, что понимание о том, что со станцией что-то совсем не так, приходит к собственнику лишь после сравнения с результатами работы рядом стоящей станции. И лишь потом приходит осознание упущенных возможностей.  Чтобы избежать подобного очевидно нужно с самого начала сконцентрироваться на качественном проекте. Для чего понадобится соответствующая высокопрофессиональная  проектная организация. А остальное приложится.