(067) 468-68-36
(067) 468-68-36
(093) 468-68-36

Прием звонков:

Пн-Пт9:00-18:00
Сб-ВсВыходной

Двосторонні сонячні панелі: особливості конструкції і перспективи застосування

15/06/2018
Видання Bloomberg New Energy Finance (BNEF) опублікувало прогноз розвитку сонячної енергетики на найближчий час. Окремим пунктом аналітики розглянули перспективи використання двосторонніх сонячних панелей. У звіті вказується, що тільки в 2018 році в Китаї сонячних батарей такого типу буде встановлено сумарною потужністю близько 2,7 ГВт, в той час як у всіх інших країнах світу цей показник не перевищить 200 МВт.
 
Особливість двосторонніх сонячних панелей полягає в тому, що фотоелектричні модулі встановлюються з двох сторін батареї, тому тильна сторона може поглинати сонячне світло, відбите від поверхні землі. В результаті потужність двосторонньої сонячної батареї на 10 - 50 відсотків вище, тим у звичайних сонячних панелей. Правда, за рахунок ускладнення технології виготовлення і збільшення кількості використовуваних фотоелектричних модулів, вартість двосторонньої сонячної батареї на 20-40% більше, ніж традиційної.
 
Майже 10-кратну перевагу Китаю по потужності пояснюється тим, що саме китайські виробники зайняті активним розвитком двосторонньої технології. За рахунок інвестицій в розвиток виробництва і вдосконалення технології виготовлення, їм вдалося зробити різницю у вартості між звичайною і двосторонньої панеллю не такою відчутною. Китайська компанія LONGi першою з числа компаній, що входять в список Tier-1 (якщо оперувати футбольними термінами, то це - вища ліга виробників обладнання для сонячних електростанцій) запустила виробничу лінію з виробництва двосторонніх сонячних батарей продуктивністю 300 МВт на рік. Подальше нарощування потужності буде залежати від попиту.
 
Втім, китайські виробники не єдині, хто зайнятий розвитком перспективної технології. У Тайвані компанія TSEC планує налагодити випуск двосторонніх сонячних батарей на своєму новому заводі, продуктивність якого складатиме 1 ГВт на рік. У Європі першими про перспективи виробництва заявила італійська Enel. Вона планує відкрити складальну лінію, яка буде випускати двосторонні сонячні панелі сумарною потужністю до 250 МВт на рік.
 
Аналітики BNEF припускають, що вже до кінця 2018 року частка двосторонніх сонячних панелей на світовому ринку сонячних батарей складе близько 3%. Але вже до 2020 року вона збільшиться до 10%, а в 2025 році прогнозована частка складе 40% від усього обсягу випущених панелей.
 
Варіанти використання двосторонніх батарей
 
Дослідження показують, що в побутових умовах використання двосторонніх панелей не сильно виправдано - вони не дають істотної надбавки генерації електрики. Винятки становлять північні області зі стійким сніговим покривом. Сніг - відмінний відбивач, в результаті на тильну сторону панелі потрапляє досить велика кількість перевідбитого сонячного світла. Досить високий коефіцієнт відбиття має і поверхня пустель.
 
 
Двосторонні сонячні батареї ефективні при вертикальній установці, наприклад, якщо вони використовуються в якості огорожі. У цьому випадку кожна сторона буде досягати максимуму генерації в різний час. Перспективною виглядає можливість встановлення двосторонніх панелей в якості фасадного скління. Прозора структура буде пропускати частину сонячних променів для висвітлення приміщення, а потім тильні сонячні модулі будуть поглинати частину відбитого світла. Потенційно такі панелі зможуть генерувати світло в нічний час, використовуючи для фотосинтезу енергію внутрішнього освітлення.
 
 
Підвищити ефективність використання двосторонніх батарей можна і за рахунок їх оптимальної компоновки при установці. Це довели голландські компанії Yingli Green Energy і Tempress Systems BV, які побудували поки що найбільшу в Європі сонячну станцію з двосторонніми сонячними панелями. Її потужність становить 400 кВт, але при цьому вона займає значно меншу площу, ніж СЕС зі звичайними, односторонніми панелями. Панелі були встановлені під кутом так, що найменші катети отриманих трикутників в двох рядах стикалися. В результаті верхні боки панелей з двох рядів мають нахил в протилежних напрямках. Таким чином вдалося досягти оптимального середньодобового вироблення електроенергії з максимальним використанням відбитих від землі сонячних променів. Крім того, мінімізувати займану станцією площу вдалося і за рахунок використання динамічних трекерів.
 
 
Слід зазначити конструктивну особливість двосторонніх панелей, які були встановлені на даній сонячної станції. Щоб оптимізувати роботу тильної сторони панелі, виробникові довелося встановити на кожній батареї мікроінвертор. Його призначення - керувати струмами, які генеруються тильною стороною панелі. Крім того, він передає на пункт управління всю інформацію про продуктивність модуля.
 
Двосторонні сонячні панелі: німецький експеримент
У Німеччині двосторонні сонячні панелі розглядають як можливість примирити сонячну енергетику і сільське господарство. Використання земель, непридатних для сільськогосподарського оброблення, не завжди вирішує проблему землевідведення. Крім того, такі ділянки не завжди оптимально підходять для встановлення сонячних електростанцій, вони вимагають монтажу додаткової інфраструктури у вигляді підстанцій і ліній електропередач. При цьому виникають додаткові втрати електроенергії, тому оптимально розміщувати джерела генерації в безпосередній близькості від споживача. У сонячній енергетиці такий підхід можливий далеко не завжди, адже в багатьох країнах законодавчо забороняється використовувати родючі ґрунти для установки фотоелектричних станцій.
 
Одне з рішень, як встановити сонячні панелі, але при цьому зберегти сільськогосподарське призначення землі - підняти масиви батарей над землею. В середньому цілком достатньо розмістити сонячні батареї на висоті близько 5 метрів над землею - це дасть можливість не тільки випасати худобу, а й задіяти для обробки землі сільськогосподарську техніку. Недоліком такого методу, крім значного ускладнення конструкції для монтажу сонячних панелей, є затінення, створюване масивом встановлених батарей. Різні незалежні дослідження по-різному оцінюють ефект затінення. В одних відзначається, що врожайність культур через брак сонячного світла зменшується. В інших вказується на позитивний ефект затінення, який в спекотні літні дні дозволяє знизити сонячне навантаження на рослини і дозволяє зберегти більше вологи в землі.
 
Німецька компанія Next2Sun запропонувала альтернативний варіант установки сонячних панелей. Використовуючи двосторонні сонячні батареї, фахівці компанії встановили модулі вертикально, зорієнтувавши масив у напрямку «схід-захід». Такий метод установки дозволив значно зменшити площу, яка була потрібна для установки панелей. Але при цьому значно збільшилися витрати на монтаж:
 
 
  • оскільки при вертикальному розміщенні суттєво зросли вітрові навантаження, то довелося посилити несучі конструкції. Крім того, виникла необхідність їх добре закріпити - на експериментальній станції опорні конструкції заглибили в землю на 2 метри. За оцінками фахівців Next2Sun вартість конструкції збільшилася в середньому на 50 євро в порівнянні з традиційним (похилим) методом установки
  • при вертикальному розміщенні, щоб уникнути взаємного затінення панелей, відстань між сусідніми рядами довелося значно збільшити в порівнянні з сонячними електростанціями з похилим розташуванням панелей, що мають південну орієнтацію. В результаті, при скороченні площі, яку займають власне сонячні панелі та несучі конструкції, загальна площа, на якій розміщена сонячна електростанція, значно збільшилася
  • збільшення відстані між рядами автоматично призвело до зростання довжини кабелів, які використовуються для комутації батарей.
 
Компанія в 2016 році встановила експериментальну сонячну електростанцію з двосторонніми сонячними батареями. Потужність станції становить 28 кВт (правда, це потужність тільки одного боку, який прийнято вважати фронтальним). Протягом року було встановлено кілька характерних особливостей такої СЕС:
 
  •  за рік електростанція виробила 1030 кВт-год електроенергії - це на 110% більше, ніж могла згенерувати сонячна електростанція аналогічної потужності, у якій сонячні панелі були б встановлені на стаціонарних опорах з орієнтацією на південь
  • профіль вироблення електроенергії істотно змінився. При традиційному розміщенні сонячних панелей пік генерації припадає на полудень. Виробництво електроенергії двосторонніми батареями має два яскраво виражених піка. Перший припадає на ранкові години (сонце, що сходить максимально ефективно висвітлює одну зі сторін сонячних батарей) і на вечірні країни (пік забезпечує максимальна освітленість іншого боку панелей сонцем). У німецьких умовах це дозволяє продавати сонячну електроенергію на 5-15% дорожче, так як обсяги електрики, що надходять на ринок від сонячних електростанцій в ранковий та вечірній час, значно менше.
 
Оцінюючи загальну рентабельність сонячної електростанції з вертикальним розміщенням двосторонніх панелей, в Next2Sun відзначають, що більш висока вартість панелей (в середньому - на 20%) і великі витрати на установку в цілому компенсуються великими обсягами генерації електроенергії. В цілому ж, рівень прибутковості як класичної сонячної електростанції, так і експериментальної, з вертикальним розміщенням двосторонніх сонячних панелей, виявився приблизно однаковим. Щоб повною мірою оцінити ефект, Next2Sun вже виграла тендер на будівництво сонячної станції потужністю 3 МВт.

Комментарии

Сообщения не найдены

Написать отзыв