Смогут ли интеллектуальные технологии продлить сияние солнца на солнечных батареях?

Page 1
background image

Page 2
background image

24

Сентябрь

октябрь

 2013

    

Солнечная

 

электростанция

 California Valley Solar Ranch 

мощностью

 250 

мегаватт

 

пока

 

в

 

стадии

 

строительства

она

 

будет

 

обеспечивать

 

электроэнергией

 

сеть

 

компании

 

PG&E’s (

Тихоокеанская

 

компания

 

по

 

газо

и

 

электроснабжению

). 

Автоматические

 

устройства

 

слежения

 

в

 

течение

 

всего

 

дня

 

будут

 

сопровождать

 

движение

 

солнца

усиливая

 

таким

 

образом

 

объем

 

улавливания

 

солнечной

 

энергии

 

фотоэлектрической

 

системой

 

с

 

постоянным

 

углом

 

наклона

 

и

 

значительно

 

снижая

 

требования

 

по

 

площади

 

землепользования

.

Фото

 

с

 

разрешения

 

компании

 SunPower.

СОЛНЕЧНАЯ

 Энергия


Page 3
background image

25

  

Сентябрь

октябрь

 2013

З

аголовок

 

сногсшибателен

как

 

зимний

 

рассвет

 

в

 

Скалистых

 

горах

: «

Рынок

 

солнечной

 

энергии

 

США

 

в

 2012 

году

 

вырос

 

на

 76%». 

Что

 

интерес

-

но

за

 

последний

 

год

 

в

 

Соединённых

 

Штатах

 

были

 

установлены

 

солнечные

 

батареи

 

общей

 

мощ

-

ностью

 3313 

МВт

что

согласно

 

отчёту

 

Организации

 

производителей

 

солнечных

 

установок

 

и

 

оборудования

 

(Solar Energy Industry Association — SEIA), 

означает

 

76-

процентный

 

рост

 

по

 

сравнению

 

с

 2011 

годом

Более

 

того

впервые

 

в

 

новейшей

 

истории

 

в

 

отчёте

 

было

 

от

-

мечено

: «

Доля

 

США

 

на

 

мировом

 

рынке

 

установок

 

сол

-

нечной

 

энергии

 

выросла

 

на

 10%». 

И

похоже

в

 2013 

году

 

данное

 

достижение

 

будет

 

улучшено

.

На

 

самом

 

деле

согласно

 

недавнему

 

отчёту

 

Мини

-

стерства

 

энергетики

 

США

в

 

первом

 

квартале

 

этого

 

года

 

в

 

стране

 

было

 

введено

 

в

 

эксплуатацию

 38 

уста

-

новок

 

солнечной

 

энергии

 

коммунального

 

масштаба

 

общей

 

мощностью

 537 

МВт

Несмотря

 

на

 

то

 

что

 

этот

 

прирост

 

составляет

 29% 

всех

 

генерирующих

 

мощ

-

ностей

введённых

 

в

 

этом

 

квартале

сюда

 

не

 

входят

 

не

 

только

 

автономные

 

коммерческие

 

и

 

бытовые

 

сол

-

нечные

 

системы

устанавливаемые

 

на

 

крыше

но

 

и

 

мега

-

проекты

такие

 

как

 

солнечные

 

электростанции

 

SunPower Antelope Valley 

мощностью

 579 

МВт

строи

-

тельство

 

которых

 

уже

 

началось

.

После

 

сдачи

 

в

 

эксплуатацию

 

проекта

 Antelope 

Valley, 

владельцем

 

которого

 

является

 

компания

 


Page 4
background image

26

Сентябрь

октябрь

 2013

    

Десять

 

крупнейших

 

проектов

 

солнечных

 

электростанций

 

в

 

стадии

 

строительства

Название

 

проекта

Разработчик

Общая

 

мощность

 

(

МВт

 

пос

тока

)

Введённые

 

мощности

 

на

 

декабрь

 2012 

г

(

МВт

 

пос

тока

)

Расчётный

 

срок

 

окончания

 

работ

Покупатель

 

электроэнергии

Topaz Solar Farm

First Solar

632

2015

PG&E

Desert Sunlight 
PG&E

First Solar

345

2015

PG&E

Agua Caliente 
Solar

First Solar

333

287

2014

PG&E

Desert Sunlight 
SCE

First Solar

287

2015

SCE

California Valley 
Solar Ranch

SunPower

287

130

2013

PG&E

Mount Signal 
Solar Farm

8minuteenergy, 

AES Solar

266

2014

SDG&E

Antelope Valley 
Solar Ranch One

First Solar

264

115

2013

PG&E

Centinela Solar 
Energy Facility

LS Power

195

2014

SDG&E

Sempra Copper 
Mountain II

Sempra 

Generation

172

2014

PG&E

Mesquite Solar I

Sempra 

Generation

167

110

2013

PG&E

С

 

разрешения

 

компаний

 Solar Energy Industries Association 

и

 GTM Research

СОЛНЕЧНАЯ

 Энергия

MidAmerican Solar, 

электроэнергия

 

будет

 

поступать

 

в

 

сеть

 Southern California Edison (SCE). 

Согласно

 

отчёту

 

Организации

 

производителей

 

солнечных

 

установок

 

и

 

оборудования

 (SEIA), 

в

 

стадии

 

строительства

 

находят

-

ся

 

проекты

 

общей

 

мощностью

 

более

 3000 

МВт

кроме

 

того

в

 

состоянии

 

готовности

 

к

 

строительству

 

находятся

 

проекты

 

общей

 

мощностью

 7000 

МВт

по

 

которым

 

уже

 

заключены

 

контракты

 

на

 

поставку

 

электроэнергии

.

К

 

настоящему

 

времени

 

суммарная

 

мощность

 

уста

-

новок

 

коммунального

 

масштаба

 

и

 

концентрированной

 

солнечной

 

энергии

 (CSP) 

в

 

Соединённых

 

Штатах

 

со

-

ставляет

 4,82 

ГВт

т

.

е

всего

 0,44% 

от

 

общей

 

мощности

Естественно

выходная

 

мощность

 

этих

 

установок

 

в

 

про

-

центах

 

к

 

общей

 

выработке

 

электроэнергии

 

несколько

 

меньше

 

вследствие

 

более

 

низкого

 

коэффициента

 

ис

-

пользования

 

солнечных

 

установок

 

по

 

сравнению

 

с

 

дру

-

гими

 

видами

 

генерации

.

И

 

всё

 

же

 

после

 

включения

 

в

 

сеть

 

автономных

 

си

-

стем

 

общая

 

суммарная

 

мощность

 

фотоэлектрических

 

установок

 

в

 

США

 

к

 

концу

 2012 

года

 

достигла

 7,8 

ГВт

Большой

 

прогресс

однако

 

он

 

не

 

идёт

 

ни

 

в

 

какое

 

срав

-

нение

 

с

 

Германией

где

 

установленная

 

мощность

 

сол

-

нечной

 

энергетики

 

превышает

 32 

ГВт

 

и

 

покрывает

 

при

-

мерно

 25% 

совокупной

 

потребности

 

в

 

электроэнергии

.

Также

 

необходимо

 

отметить

что

 

более

 60% 

устано

-

вок

 

солнечной

 

энергии

 

США

 

расположено

 

только

 

в

 

трёх

 

штатах

Калифорния

Аризона

 

и

 

Нью

-

Джерси

Наряду

 

с

 

ростом

 

солнечной

 

энергетики

 

в

 

этих

 

штатах

 

растёт

 

озабоченность

 

по

 

поводу

 

колебаний

 

мощности

 

в

 

сети

которые

 

вызваны

 

подключением

 

солнечных

 

электро

-

станций

Всё

 

в

 

большей

 

степени

 

становится

 

ясно

что

 

для

 

решения

 

этих

 

проблем

 

потребуется

 

задействовать

 

интеллектуальные

 

сети

датчики

связь

накопители

 

энергии

 

и

 

системы

 

управления

а

 

также

 

программируе

-

мые

 

преобразователи

которые

 

могут

 

адаптироваться

 

и

 

настраиваться

 

на

 

неравномерный

 

характер

 

солнечной

 

энергии

Назовём

 

это

  «

Интеллектуальная

 

солнечная

 

энергетика

».

Проекты

 

Востока

Как

 

можно

 

догадаться

самые

 

крупные

 

проекты

 

по

 

солнечной

 

энергетике

 

США

 

находятся

 

в

 

Западных

 

штатах

 — 

Калифорния

 (2537 

МВт

), 

Аризона

 (1094 

МВт

и

 

Невада

 (331 

МВт

). 

Но

 

ведь

 

солнце

 

ярко

 

светит

 

и

 

на

 

Востоке

По

 

данным

 SEIA, 

на

 

конец

 2012 

года

 

суммар

-

ная

 

мощность

 

солнечной

 

энергии

 

в

 

Нью

-

Джерси

 

соста

-

вила

 971 

МВт

в

 

Массачусетсе

 — 1989 

МВт

 

и

 

в

 

Пен

-

сильвании

 — 196 

МВт

.

Например

в

 

Нью

-

Джерси

 

компания

 PSE&G 

при

-

ступила

 

к

 

выполнению

 

программы

 Solar 4 All, 

которая

 

включает

 

в

 

себя

 

установку

 

солнечных

 

батарей

 

общей

 

мощностью

 80 

МВт

Половина

 

программы

, 40 

МВт

яв

-

ляется

 

прямой

 

противоположностью

 

крупных

 

проектов

 

солнечной

 

энергетики

 

Запада

 

США

На

 

самом

 

деле

она

 

состоит

 

из

 

солнечных

 

панелей

 

размером

 1,2 

м

2

кото

-

рые

 

устанавливаются

 

на

 

электрических

 

столбах

Эти

 

устройства

каждое

 

из

 

которых

 

размером

 1,5 

х

 1,5 

м

 

и

 

весом

 

около

 27 

кг

генерируют

 

около

 235 

Вт

 

электро

-

энергии

 

и

 

выгодны

 

компании

 PSE&G 

с

 

двух

 

сторон

«

Первое

 — 

это

 

собственность

которой

 

мы

 

уже

 

вла

-

деем

, — 

говорит

 

Энди

 

Пауэрс

 (Andy Powers), 

менед

-

жер

 

программы

 

компании

 PSE&G Solar 4 All, — 

и

 

вто

-

рое

 — 

используя

 

верхнюю

 

часть

 

столба

мы

 

экономим

 

около

 170 

акров

 (69 

гектаров

открытой

 

площади

», 

что

 

немаловажно

 

для

 

одного

 

из

 

густонаселённых

 

штатов

 

страны

.


Page 5
background image

27

  

Сентябрь

октябрь

 2013

Десять

 

крупнейших

 

проектов

 

солнечной

 

энергетики

 

в

 

стадии

 

эксплутации

Название

 

проекта

Разра

-

ботчик

Мощность

 

(

МВт

 

пос

.  

тока

)

Штат

Покупатель

электро

-

энергии

Владелец

В

 

эксплуа

-

тации

Agua Caliente: Phases 
I-IV

First Solar

287

Аризона

PG&E

NRG Energy, 

MidAmerican 

Energy Holdings

2012

Mesquite Solar I: 
Phases 1-3

Sempra 

Generation

167

Аризона

PG&E

 Sempra 

Generation

2012

California Valley Solar 
Ranch: Phases 1-2

Sun Power

130

Калифорния

PG&E

NRG Energy

2012

Sempra Copper 
Mountain II: Phase 1

Sempra 

Generation

106

Невада

PG&E

Sempra 

Generation

2012

SPS Alpaugh

GCL Solar 

Energy

65

Калифорния

PG&E

ConEdison

2012

Silver State North Solar 
Project

First Solar

60

Невада

NV Energy

Enbridge

2012

Sempra Copper 
Mountain: Phases 1-2

Sempra 

Generation

55

Невада

PG&E

Sempra 

Generation

2010

San Luis Valley Solar 
Ranch

Iberdrola

38

Колорадо

Xcel Energy – 

Colorado

Iberdrola

2011

SMUD FIT McKenzie

Recurrent 

Energy

38

Калифорния

SMUD

Google

2012

The Long Island Solar 
Farm

BP Solar

37

Нью

-

Йорк

LIPA

BP Solar, 

MetLife

2011

С

 

разрешения

 

компаний

 Solar Energy Industries Association 

и

 GTM Research.

СОЛНЕЧНАЯ

 Энергия

Вторые

 40 

МВт

 

будут

 

получены

 

от

 

централизован

-

ных

 

солнечных

 

систем

которые

 

традиционно

 

установ

-

лены

 

на

 

земле

Они

 

будут

 

размещены

 

на

 

открытых

 

площадках

таких

 

как

 

места

 

вторичной

 

застройки

по

-

лигонах

конструкциях

 

автостоянок

 

и

 

крышах

 

складских

 

помещений

Около

 16 

МВт

 

мощностей

 

разместятся

 

на

 

собственных

 

участках

 

компании

 PSE&G, 

а

 

остальные

 

24 

МВт

 — 

на

 

собственности

 

третьих

 

лиц

.

Пауэрс

 

отметил

что

 

компания

 

отправила

 

запрос

 

в

 

Управление

 

по

 

коммунальному

 

обслуживанию

 

шта

-

та

 

Нью

-

Джерси

 

на

 

получение

 

разрешения

 

на

 

допол

-

нительную

 

установку

 

солнечных

 

панелей

 

мощностью

 

136 

МВт

Если

 

разрешение

 

будет

 

получено

компания

 

установит

 

фотоэлектрические

 

панели

 

общей

 

мощностью

 

90 

МВт

 

на

 

полигонах

 

ТБВ

 

и

 

в

 

местах

 

вторичной

 

застрой

-

ки

панели

 

общей

 

мощностью

 20 

МВт

 — 

на

 

крышах

 

скла

-

дов

 

и

 25 

МВт

 — 

на

 

конструкциях

 

автостоянок

Последний

 

МВт

 

мощности

 

остаётся

 

в

 

качестве

 

пилотного

 

проек

-

та

на

 

котором

 

компания

 

будет

 

проводить

 

эксперименты

 

с

 

системами

 

резервного

 

питания

Снег

 — 

не

 

проблема

«

За

 

последние

 

три

 

года

 

мы

 

установили

 

около

 5 

МВт

 

солнечных

 

батарей

 

на

 

объектах

 

компании

», — 

говорит

 

Фуад

 

Дагер

менеджер

 

отдела

 

новой

 

продукции

 

и

 

энер

-

гоуслуг

 

из

 

компании

 National Grid. — 

Это

 

делалось

 

в

 

рамках

 

плана

 Green Communities Act». «

Особенность

 

в

 

том

что

 

мы

 

установили

 

эти

 

панели

 

на

 

площадях

 

старо

-

го

 

газоперерабатывающего

 

завода

, — 

добавляет

 

он

. — 

Мы

 

превратили

 

мусорную

 

свалку

 

в

 

зелёную

 

лужайку

В

 

течение

 

последних

 

трёх

 

лет

 

наблюдается

 

взрыв

 

спроса

 

на

 

установку

 

солнечных

 

панелей

 

в

 

Массачусетсе

в

 

чис

-

ле

 

желающих

 

и

 

бытовые

 

потребители

и

 

коммерческие

 

и

 

муниципальные

 

структуры

В

 

Массачусетсе

 

за

 2012 

г

компания

 National Grid 

приняла

 

около

 1700 

заявок

 

на

 

солнечную

 

генерацию

». 

«

Это

 

вдвое

 

больше

чем

 

в

 2011, 

и

 

втрое

 

больше

чем

 

в

 2010, — 

говорит

 

Фуад

. — 

Здорово

 

наблюдать

 

такое

Это

 

ещё

 

раз

 

позволит

 

нам

 

показать

что

 

снег

 

в

 

Массачу

-

сетсе

 

идёт

 

не

 

всегда

».

Разумеется

в

 

компании

 National Grid, 

где

 

согласно

 

плану

 Green Communities Act 

в

 

Массачусетсе

 

к

 2020 

го

-

ду

 15% 

электрической

 

энергии

 

должно

 

производиться

 

источниками

 

возобновляемой

 

энергии

прекрасно

 

осо

-

знают

какие

 

проблемы

 

несёт

 

солнечная

 

энергетика

Дагер

 

считает

что

 

наибольшую

 

озабоченность

 

вызы

-

вает

 

тот

 

факт

что

 

разработчики

 

солнечных

 

энергоси

-

стем

 

используют

 

преобразователи

работающие

 

на

 

базе

 

промышленных

 

стандартов

Ещё

 

одной

 

большой

 

проблемой

 

является

 

сохранение

 

солнечной

 

энергии

 

в

 

рамках

 

определённой

 

сети

потому

 

что

 

характеристики

 

каждой

 

цепи

 

разные

.

Он

 

отмечает

что

 

при

 

появлении

 

облаков

 

солнечное

 

излучение

 

быстро

 

падает

 

и

 

для

 

поддержания

 

устойчи

-

вости

 

сети

 

надо

 

реагировать

 

очень

 

быстро

. «

В

 

связи

 

с

 

этим

, — 

добавляет

 

он

, — 

когда

 

система

  [

солнечное

 

оборудование

начинает

 

отклоняться

 

от

 

заданных

 

уста

-

новок

хочется

 

произвести

 

какие

-

то

 

корректировочные

 

действия

 

или

 

отключить

 

её

 

от

 

сети

чтобы

 

солнечные

 

элементы

 

не

 

начали

 

потреблять

 

от

 

неё

 

энергию

».

Никакой

 

инерции

 

вращения

Подобная

 

ситуация

 

наблюдается

 

и

 

в

 

Калифорнии

только

 

более

 

серьёзная

В

 

этом

 

штате

 

к

 2020 

году

 33% 

всей

 

энергии

поставляемой

 

частными

 

энергокомпания

-

ми

 (IOUs) 

потребителям

должны

 

производиться

 

возоб

-


Page 6
background image

28

Сентябрь

октябрь

 2013

    

СОЛНЕЧНАЯ

 Энергия

Модуль

 32500, 

мощность

 2,3 

МВт

установлен

 

на

 

крыше

 

производственного

 

здания

 

компа

-

нии

 First Solar 

в

 

г

Перрисбург

штат

 

Огайо

С

 

разрешения

 

компании

 First Solar.

новляемыми

 

источниками

 

энергии

Это

 

обстоятельство

 

оказывает

 

большое

 

давление

 

на

 

компании

 

в

 

части

 

раз

-

вития

 

солнечной

 

энергетики

так

 

как

 

задача

 

подобного

 

масштаба

 

является

 

труднореализуемой

.

«

Насколько

 

мы

 

можем

 

разобраться

 

с

 

нагрузкой

на

-

столько

 

мы

 

не

 

в

 

силах

 

разобраться

 

с

 

выработкой

 

элек

-

троэнергии

», — 

говорит

 

Майкл

 

Р

Монтойа

 (Michael R. 

Montoya), 

директор

 

по

 

развитию

 

сети

 

компании

 SCE. — 

Вот

 

почему

 

мы

 

проводим

 

большой

 

объём

 

исследований

 

в

 

области

 

прогнозирования

 

солнечной

 

активности

что

 

придаёт

 

нам

 

больше

 

уверенности

 

в

 

том

что

 

энергия

которую

 

мы

 

вырабатываем

будет

 

поступать

 

туда

где

 

она

 

наиболее

 

необходима

Однако

 

сеть

 

спланирована

 

на

 

огромную

 

инерцию

 

вращения

что

 

позволяет

 

систе

-

ме

 

поглощать

 

много

 

различных

 

нарушений

 

режима

».

«

Сейчас

 

положение

 

изменилось

, — 

считает

 

Мон

-

тойа

. — 

Чем

 

больше

 

источников

 

возобновляемой

 

энер

-

гии

тем

 

меньше

 

масс

 

вращения

Те

 

самые

 

устройства

которые

 

преобразуют

 

энергию

 

постоянного

 

тока

 

сол

-

нечных

 

панелей

 

в

 

энергию

 

переменного

 

тока

 

для

 

сети

можно

 

считать

 

ненадёжными

Преобразователи

, — 

от

-

мечает

 

он

, — 

собраны

 

по

 

стандарту

 IEEE 1547, 

т

.

е

стандарту

который

 

был

 

принят

 

задолго

 

до

 

распростра

-

нения

 

возобновляемых

 

источников

 

энергии

». 

По

 

его

 

мнению

вследствие

 

этого

 

стандарт

 

сам

 

представляет

 

собой

 

проблему

поскольку

 

он

 

не

 

предусматривает

 

не

-

которых

 

нужных

 

вещей

которые

 

бы

 

способствовали

 

бо

-

лее

 

широкому

 

внедрению

 

возобновляемых

 

источников

 

энергии

.

«

Например

, — 

говорит

 

он

, — 

компания

 SCE 

зани

-

мается

 

исследованием

 

проблемы

 

взаимодействия

 

пре

-

образователей

 

с

 

сетью

а

 

именно

 

как

 

они

 

будут

 

реаги

-

ровать

 

на

 

динамические

 

изменения

 

системы

такие

 

как

 

мощное

 

короткое

 

замыкание

и

 

мы

 

обнаружили

 

много

 

интересного

Несмотря

 

на

 

то

 

что

 

преобразователи

 

мало

 

влияют

 

на

 

токи

 

короткого

 

замыкания

у

 

них

 

имеют

-

ся

 

проблемы

 

с

 

гармониками

Кроме

 

этого

преобразова

-

тели

 

являются

 

устройствами

работающими

 

в

 

режиме

 

постоянной

 

мощности

и

 

если

 

внезапно

 

отключить

 

ге

-

нератор

 

от

 

сети

то

 

из

-

за

 

отключения

 

нагрузки

 

уровень

 

тока

 

упадёт

 

и

 

преобразователи

 

будут

 

повышать

 

напря

-

жение

Мы

 

наблюдали

 

скачок

 

напряжения

 

на

 

некоторых

 

преобразователях

 

более

 

чем

 

на

 210% 

в

 

течение

 

корот

-

кого

 

промежутка

 

времени

А

 

это

 

плохо

 

сказывается

 

на

 

окружающем

 

оборудовании

», — 

считает

 

Монтойа

.

«

Другая

 

проблема

 — 

существующий

 

стандарт

 

преобразователей

 

не

 

учитыва

-

ет

 

реактивной

 

мощности

, — 

продолжает

 

Монтойа

. — 

Когда

 

у

 

вас

 

большой

 

объём

 

преобразователей

 

активной

 

мощности

необходимо

 

наличие

 

устройств

генериру

-

ющих

 

реактивную

 

мощность

Без

 

необхо

-

димого

 

объёма

 

реактивной

 

мощности

 

вы

 

не

 

можете

 

в

 

полном

 

объёме

 

выдавать

 

в

 

сеть

 

активную

 

мощность

». 

Учитывая

 

все

 

эти

 

причины

компания

 

SCE 

пытается

 

сделать

 

переход

 

на

 

сол

-

нечную

 

энергию

 

наиболее

 

безболезнен

-

ным

По

 

словам

 

Монтойи

энергокомпания

 

протестировала

 

большинство

 

выпускае

-

мых

 

в

 

Северной

 

Америке

 

преобразовате

-

лей

. «

А

 

теперь

 

мы

 

в

 

процессе

 

испытаний

 

преобразователей

 

для

 

рынка

 

Германии

Их

 

стандарты

 

рассчитаны

 

на

 

более

 

ши

-

рокое

 

внедрение

 

солнечной

 

энергетики

Все

 

эти

 

испытания

, — 

говорит

 

Монтойа

, — 

имеют

 

сво

-

ей

 

целью

 

определить

как

 

нужно

 

изменить

 

стандарты

чтобы

 

эти

 

устройства

 

были

 

более

 

ориентированы

 

на

 

сеть

».

На

 

крышу

По

 

мнению

 

вице

-

президента

 

по

 

интеграции

 

с

 

сетью

 

компании

 First Solar 

Махеша

 

Моржария

у

 

солнечной

 

энергетики

 

три

 

основных

 

проблемы

Первая

по

 

его

 

сло

-

вам

, — 

это

 

устойчивость

 

и

 

надёжность

Вторая

 — 

как

 

солнечная

 

генерация

 

влияет

 

на

 

ежедневное

 

распреде

-

ление

 

нагрузки

которое

 

рассматривается

 

через

 

призму

 

усовершенствованных

 

методов

 

прогнозирования

Тре

-

тья

 

проблема

 

заключается

 

в

 

том

как

 

солнечная

 

энер

-

гетика

с

 

её

 

бурным

 

ростом

 

внедрения

вписывается

 

в

 

долгосрочное

 

планирование

 

ресурсов

.

«

Для

 

решения

 

первой

 

проблемы

 

мы

 

в

 

наши

 

сол

-

нечные

 

установки

 

внедрили

 

рекомендованные

 NERC 

(

Национальный

 

совет

 

по

 

проблемам

 

надёжности

 

энер

-

госнабжения

системы

 

по

 

поддержанию

 

непрерывно

-

сти

 

электроснабжения

 

и

 

регулировки

 

напряжения

ко

-

торые

, — 

добавляет

 

Моржария

, — 

работают

 

на

 

уровне

 

передачи

 

электроэнергии

С

 

другой

 

стороны

солнеч

-

ные

 

панели

устанавливаемые

 

на

 

крыше

не

 

дают

 

та

-

кой

 

возможности

 

и

 

представляют

 

серьёзную

 

проблему

 

для

 

энергокомпаний

». 

«

Это

 

послужило

 

подсказкой

 

Германии

где

 

большая

 

часть

 

солнечных

 

установок

 

работает

 

в

 

распредели

-

тельных

 

сетях

принять

 

нормативное

 

требование

по

 

которому

 

преобразователи

 

обеспечивают

 

поддержку

 

сети

», — 

отметил

 

Моржария

.

Боб

 

Стоянович

 (Bob Stojanovic), 

директор

 

по

 

сол

-

нечным

 

электростанциям

 

компании

 

АББ

 

в

 

Северной

 

Америке

согласен

 

с

 

этим

: «

На

 

уровне

 

распределения

 

электроэнергии

 

всё

 

по

-

другому

Если

 

рассматривать

 

какую

-

нибудь

 

конкретную

 

питающую

 

линию

 

или

 

цепь

то

 

в

 

зависимости

 

от

 

уровня

 

внедрения

 

солнечной

 

энер

-

гетики

 

можно

 

получить

 

переизбыток

 

электроэнергии

которая

 

будет

 

поступать

 

обратно

 

в

 

сеть

».

«

И

как

 

следствие

, — 

замечает

 

Стоянович

, — 

АББ

 

(ABB) 

начала

 

разработку

 

требований

 

по

 

управлению

 

солнечными

 

преобразователями

 

со

 

стороны

 

энерго

-

компаний

Это

 

началось

 

в

 

Германии

 

и

 

постепенно

 

до

-

бралось

 

сюда

С

 

таким

 

уровнем

 

управления

 

энергоком

-


Page 7
background image

29

  

Сентябрь

октябрь

 2013

СОЛНЕЧНАЯ

 Энергия

Программа

 

компании

 PSE&G Solar 4 All 

включает

 

в

 

себя

 

уста

-

новку

 

солнечных

 

панелей

 

мощностью

 40 

МВт

 

на

 

опорах

 

линии

 

электропередачи

С

 

разрешения

 

компании

 PSE&G.

пания

 

сможет

 

понизить

 

выработку

 

электроэнергии

 

и

 

повысить

 

реактивную

 

мощность

 

или

 

же

 

вообще

 

отклю

-

чить

 

генерацию

Именно

 

таких

 

средств

 

не

 

хватает

 

энер

-

гокомпаниям

и

 

это

 

формирует

 

политику

 

интеграции

 

как

 

в

 

коммунальном

 

масштабе

так

 

и

 

на

 

уровне

 

распреде

-

ления

 

электроэнергии

».

По

 

мнению

 

Стояновича

причиной

 

желания

 

управ

-

лять

 

выработкой

 

электричества

 

стал

 

растущий

 

уро

-

вень

 

внедрения

 

солнечной

 

энергетики

Далее

 

он

 

объ

-

ясняет

что

 

никто

 

не

 

ожидал

 

такого

 

резкого

 

падения

 

цен

 

на

 

солнечные

 

батареи

Никто

 

не

 

знал

что

 

за

 

пару

 

лет

 

стоимость

 

одного

 

ватта

 

электричества

получае

-

мого

 

на

 

солнечных

 

батареях

с

 2 

долларов

 

упадёт

 

до

 

0,65—0,7 

доллара

Эли

 

Назр

 (Elie Nasr), 

директор

 

по

 

развитию

 

бизнеса

 

компании

 SMA America, 

рассказывает

что

 

его

 

компания

 

производит

 

две

 

модели

 

преобразователей

Первая

ко

-

торая

 

соответствует

 

стандартам

 IEEE 1547 

и

 UL 1471, 

идёт

 

в

 

стандартной

 

комплектации

 

и

 

не

 

обеспечивает

 

поддержку

 

сети

Но

говорит

 

он

если

 

компании

 

пона

-

добится

 

преобразователь

 

с

 

расширенными

 

функциями

 

для

 

крупномасштабных

 

солнечных

 

электростанций

SMA 

может

 

переконфигурировать

 

этот

 

же

 

преобразо

-

ватель

 

для

 

обеспечения

 

поддержания

 

непрерывности

 

напряжения

частоты

регулирования

 

коэффициен

-

та

 

мощности

регулирования

 

напряжения

/

реактивной

 

мощности

 

и

 

автоматического

 

регулирования

 

повышен

-

ной

 

частоты

«

Всё

 

это

 

имеется

 

в

 

наличии

потому

 

что

 

это

 

пред

-

писано

 

в

 

нормативных

 

документах

 

Германии

 

с

 2008 

го

-

да

, — 

говорит

 

Назр

 

и

 

добавляет

: —  

Мы

 

также

 

можем

 

обеспечить

 

связь

 

по

 

открытому

 

протоколу

чтобы

 

иметь

 

возможность

 

управлять

 

преобразователем

 

удалённо

 

с

 

диспетчерского

 

пункта

».

И

 

всё

 

же

считает

 

он

прерывистость

 

солнечной

 

энергии

 

может

 

стать

 

проблемой

 

для

 

энергокомпаний

не

 

такой

 

проблемой

когда

 

система

 

восстанавливает

-

ся

 

после

 

прохождения

 

небольшого

 

облака

потому

 

что

 

энергокомпании

 

могут

 

отрегулировать

 

скорость

 

изме

-

нений

 

преобразователя

а

 

проблемой

когда

 

огромное

 

облако

 

приводит

 

к

 

немедленному

 

отключению

 

актив

-

ной

 

мощности

. «

Это

 

действительно

 

проблема

 

для

 

от

-

расли

особенно

 

для

 

отдельных

 

линий

», — 

отмечает

 

Назр

Местные

 

солнечные

 

электростанции

замкнутый

 

круг

И

 

всё

 

же

 

проблемы

 

на

 

уровне

 

распределения

 

могут

 

возникнуть

Как

 

говорит

 

Билл

 

Лейбос

директор

 

по

 

на

-

дёжности

 

оборудования

 

компании

 PSE&G, «

разработ

-

чики

 

солнечных

 

систем

 

должны

 

осознавать

что

 

солнеч

-

ные

 

установки

расположенные

 

в

 

городской

 

зоне

где

 

проходят

 

подземные

 

распределительные

 

линии

могут

 

затрагивать

 

распределительные

 

сети

которые

 

никогда

 

не

 

были

 

рассчитаны

 

на

 

обратные

 

перетоки

.

В

 

том

 

случае

если

 

мощность

 

солнечной

 

батареи

 

превышает

 

нагрузку

 

энергосистемы

,— 

отмечает

 

Лей

-

бос

, — 

избыток

 

мощности

 

начинает

 

идти

 

в

 

обратном

 

направлении

что

 

приводит

 

к

 

срабатыванию

 

устройств

 

защиты

 

сети

 

и

 

электроэнергия

 

прекращает

 

поступать

 

потребителю

.

Когда

 

такое

 

происходит

преобразователи

работаю

-

щие

 

по

 

стандартам

 IEEE 1547/UL 1741, 

отключаются

 

и

 

шины

 

выдачи

 

мощности

 

в

 

сеть

 

обесточиваются

, — 

го

-

ворит

 

Лейбос

. — 

В

 

этот

 

момент

 

все

 

защитные

 

устрой

-

ства

подпитывающие

 

солнечную

 

батарею

отключают

-

ся

 

и

 

реле

 

системы

 

защиты

 

прекращают

 

отслеживать

 

обратный

 

ток

Поскольку

 

шина

 

выдачи

 

мощности

 

в

 

сеть

 

обесточена

а

 

кабели

 

находятся

 

под

 

встречным

 

напря

-

жением

сетевые

 

устройства

 

защиты

 

по

 

одному

 

авто

-

матически

 

начинают

 

восстанавливать

 

подачу

 

электро

-

снабжения

.

Как

 

только

 

один

 

из

 

трансформаторов

 

и

 

защита

 

восстанавливают

 

питание

 

шины

солнечная

 

систе

-

ма

 

включается

 

на

 

автоматический

 

повторный

 

запуск

В

 

большинстве

 

проектов

 

преобразователи

 

автома

-

тически

 

восстанавливают

 

солнечную

 

систему

 

в

 

тече

-

ние

 5 

минут

 

после

 

получения

 

нормальной

 

мощности

В

 

этот

 

момент

 

солнечная

 

система

 

снова

 

начинает

 

ге

-

нерировать

 

и

 

выдавать

 

электроэнергию

Такая

 

после

-

довательность

 

будет

 

повторяться

 

до

 

тех

 

пор

пока

 

не

 

выйдут

 

из

 

строя

 

устройства

 

защиты

 

сети

Именно

 

по

 

выходным

 

поздней

 

весной

 

и

 

поздней

 

осенью

  (

напри

-

мер

когда

 

отключены

 

кондиционеры

 

и

 

обогреватели

сильно

 

возрастает

 

риск

 

вбрасывания

 

обратных

 

токов

 

от

 

солнечных

 

станций

», — 

рассказывает

 

Лейбос

Компания

 PSE&G — 

не

 

единственная

кого

 

волнуют

 

такие

 

проблемы

Комиссия

 

по

 

вопросам

 

коммунального

 

обслуживания

 

штата

 

Калифорния

 (The California Public 

Utilities Commission) 

совместно

 

с

 

ведущими

 

энергоком

-

паниями

 

штата

 

и

 

несколькими

 

национальными

 

лабо

-

раториями

 

хотят

 

разработать

 

упрощённую

 

методику

 

определения

 

объёмов

 

мощностей

 

для

 

питающих

 

линий

 

распределительной

 

сети

 

с

 

целью

 

упрощения

 

объедине

-

ния

 

солнечной

 

генерации

 

с

 

энергосистемой

.


Page 8
background image

30

Сентябрь

октябрь

 2013

    

Модуль

 

фотоэлектрических

 

элементов

 

на

 

основе

 

теллурида

 

кадмия

 

мощ

-

ностью

 1,4 

МВт

 

в

 

Димбахе

 (Dimbach), 

Германия

С

 

разрешения

 

компании

 

Blitztrom/Beck Energy GmbH.

Как

 

могут

 

помочь

 

накопители

 

энергии

«

Основная

 

проблема

 

солнечной

 

и

 

ветровой

 

энерге

-

тики

 — 

не

 

интеграция

, — 

говорит

 

Рик

 

Миллер

первый

 

вице

-

президент

 

по

 

возобновляемой

 

энергетике

 

компа

-

нии

 HDR Engineering, — 

а

скорее

проблема

какой

 

род

 

генерации

 

может

 

быть

 

использован

 

для

 

симметриро

-

вания

 

сети

В

 

нашем

 

арсенале

 

должен

 

присутствовать

 

гибкий

 

инструмент

который

 

бы

 

принимал

 

генерацию

 

от

 

солнечных

 

и

 

ветряных

 

станций

 

с

 

целью

 

снижения

 

не

-

определённости

 

состояния

 

сети

 

и

 

этим

 

инструментом

 

может

 

быть

 

накопитель

 

энергии

если

 

будут

 

разработа

-

ны

 

правильные

 

схемы

 

стимулирования

 

для

 

строитель

-

ства

 

накопителей

 

энергии

», — 

говорит

 

он

.

Однако

 

пока

 

системы

 

накопления

 

энергии

 

совер

-