От генератора к солнечным панелям и накопителю энергии: автономный проект в лесу

Обзор проекта

Проект на удалённом лесном участке начинался с небольшого генератора и практической задачи: создать надёжное электроснабжение ещё строящегося объекта, где в будущем потребуются электричество для зданий, насосов, ворот, освещения и другого оборудования.

GeePower совместно с заказчиком уточнила ожидаемые нагрузки и требования проекта, а затем подобрала систему накопления энергии 20kW / 51.2kWh для объекта.

В комплект поставки вошли солнечные панели, аккумуляторная система накопления энергии, инвертор и сопутствующие компоненты. Монтаж выполнялся местными силами, а GeePower предоставляла удалённую техническую поддержку по телефону, электронной почте и WhatsApp при установке и пусконаладке.

Когда проект документировали, система солнечной генерации и накопления энергии уже работала несколько месяцев, а сам лесной объект ещё строился.

Примечание к материалам: Видеозаписи проекта, комментарии заказчика и наблюдения за работой основаны на материалах, предоставленных или опубликованных владельцем проекта. Показатели в этом кейсе относятся к конкретной установке, условиям её работы и этапу реализации проекта.

Кратко о системе 

Задача: надёжное электроснабжение удалённого объекта

До установки новой системы электричество на лесном участке обеспечивал небольшой генератор.

Этого хватало для временного питания, но проект расширялся.

В дальнейшем электричество потребуется в разных частях участка, включая:

• главное здание;
• насосную;
• въездные ворота;
• нижний двор;
• будущие прожекторы на лесном участке;
• строительный инструмент и временные электрические нагрузки.

Поэтому заказчику требовалась система, способная обеспечить как текущий этап строительства, так и более высокое потребление по мере развития объекта.

Конфигурация системы с учётом требований проекта

До поставки оборудования GeePower обсудила с заказчиком предполагаемое применение, ожидаемые нагрузки и общие требования проекта.

С учётом этих требований система была построена на базе инвертора 20kW и аккумуляторов энергоёмкостью 51.2kWhс номинальным напряжением аккумуляторной системы 512VDC.

Система поддерживает до 30kW входной мощности PV, с двумя каналами MPPT и рабочим диапазоном MPPT 150–850VDC.

GeePower поставила основные компоненты для проекта, включая:

• солнечные панели;
• аккумуляторную систему накопления электроэнергии;
• инвертор;
• сопутствующее оборудование системы.

Задача заключалась не просто в поставке аккумуляторного шкафа, а в подборе накопителя и системы преобразования электроэнергии под планируемое автономное применение заказчика.

Подготовка площадки для системы накопления энергии

Перед размещением аккумуляторного и инверторного оборудования необходимо было подготовить площадку.

Сначала проложили кабельные каналы, чтобы провести необходимые силовые кабели под землёй.

Затем залили бетонный фундамент, обеспечивающий устойчивое основание для аккумуляторного и инверторного оборудования.

После завершения фундамента систему накопления энергии и электротехнические киоски проекта установили на место.

Эта инфраструктура создала центральный узел электроснабжения для последующего распределения энергии по разным зонам лесного участка.

Отдельная система распределения электроэнергии по участку

Для проекта изготовили два специальных электротехнических киоска из оцинкованной стали с порошковым покрытием.

Один электротехнический киоск использовался для ввода электропитания, второй — для основного распределительного оборудования.

От распределительного узла подземные кабельные каналы проложены к нескольким зонам участка, включая насосную, ворота и нижний двор. Предусмотрена также инфраструктура для будущего освещения лесной территории.

Распределительная система включает трёхфазный щит с предохранителями и защиту от импульсных перенапряжений.

A Трёхфазный кабель SWA с бронёй из стальных проволок сечением 25mm² соединяет инверторную систему с распределительным щитом вместе с автоматическим выключателем в литом корпусе MCCB 80A для отключения инвертора от системы распределения электроэнергии на объекте.

Монтаж массива из 36 солнечных панелей

В проекте используются 36 солнечных панелей, установленных на крыше главного строения участка.

Массив разделили на три цепочки по 12 панелей.

Здание уже было размещено с учётом солнечного освещения. Хотя окружающие деревья затеняют его в отдельные часы, в подходящих условиях массив всё равно вырабатывал значительную мощность.

Солнечные кабели между панелями проложили в защитных кабельных каналах, после чего вывели к инвертору и аккумуляторной системе.

Это помогло упорядочить и защитить кабели на открытом воздухе.

Заземление и электрическая защита

Два заземляющих стержня длиной 2 метра установили в составе электрической системы.

Установка также включает защиту от импульсных перенапряжений, автоматические выключатели и специальное оборудование защиты солнечной системы.

Эти компоненты — важная часть всей автономной установки наряду с солнечным массивом, инвертором и аккумуляторной системой.

Пусконаладка: когда система не запустилась, как ожидалось

С первой попытки пусконаладка прошла не идеально.

После подключения оборудования система сначала работала некорректно.

Заказчик подключил ноутбук для диагностики и временно использовал генератор, чтобы достаточно зарядить аккумулятор и вернуть систему в работу.

После зарядки аккумулятора и устранения проблемы пусконаладки система вернулась к нормальной работе.

Во время монтажа и пусконаладки GeePower предоставляла удалённые технические консультации по телефону, электронной почте и WhatsApp, что позволяло обсуждать неисправности и настройки без физического присутствия инженера на объекте.

Поэтому показанное в проекте использование генератора относилось к пусконаладке, а не к основному принципу работы завершённой системы.

Работа в реальных условиях

Когда владелец проекта документировал установку, система уже работала несколько месяцев.

Его оценка была прямой:

«Уже несколько месяцев всё отлично работает».

Необычная задача на этом этапе заключалась не в нехватке электричества.

Поскольку главное здание ещё строилось, потребление на участке было недостаточным для регулярных циклов аккумулятора энергоёмкостью 51.2kWh.

Чтобы получить более глубокий цикл аккумулятора, владелец иногда отключал солнечный массив примерно на два дня. Существующие нагрузки участка разряжали аккумулятор, после чего PV подключали снова.

После повторного включения солнечных панелей аккумулятор смог заряжаться от солнечной генерации.

По мере подключения дополнительных зданий, насосов, освещения и других нагрузок ожидается рост потребления электроэнергии на участке.

Солнечная генерация, наблюдавшаяся на объекте

Во время съёмки наблюдалась солнечная генерация примерно 13–18kW при меняющейся солнечной освещённости.

Это соответствует системе, рассчитанной на входную мощность PV до 30kW, хотя реальная выработка зависит от установленного массива, ориентации панелей, затенения, погоды, сезона и других условий объекта.

Приведённые выше значения — наблюдения на этой конкретной установке; их не следует считать гарантированной выработкой для других проектов.

На этом этапе обустройства лесного участка доступная солнечная генерация временами превышала потребление ещё не завершённого объекта.

От временного генератора к системе солнечной генерации и накопления энергии

Практические изменения на объекте не ограничиваются установкой аккумуляторного шкафа.

Изначально временное электроснабжение обеспечивал небольшой генератор. Новая инфраструктура объединяет:

Солнечная генерация PV → инвертор → аккумуляторный накопитель → защита & распределение → нагрузки объекта

Теперь система может покрывать существующее потребление, сохраняя запас для подключения новых нагрузок по мере развития объекта.

Проект также показывает, почему автономную установку нельзя подобрать лишь по ёмкости аккумулятора. Вход PV, мощность инвертора, ожидаемые нагрузки, распределительную инфраструктуру и будущее расширение нужно учитывать совместно.

В этом кейсе роль GeePower охватывала весь процесс: от выяснения требований заказчика и подбора решения до поставки основного оборудования и удалённой поддержки монтажа.

Система для объекта, который ещё строится

Обустройство лесного участка ещё не завершено.

Электрическую инфраструктуру монтировали, пока главное здание и другие части объекта ещё строились. Это позволило запустить энергосистему до формирования окончательного профиля нагрузки.

В дальнейшем ожидается потребление от дополнительных зданий, водяных насосов, ворот, наружного освещения и другого оборудования на участке.

Поэтому проект служит полезным реальным примером проектирования автономной системы с учётом текущих потребностей и будущего расширения, а не только нагрузки на этапе строительства.

Планируете автономную систему накопления энергии?

Удалённые объекты, фермы, мастерские, стройплощадки и другие автономные объекты могут существенно различаться по требованиям к электроснабжению.

Одной ёмкости аккумулятора недостаточно для выбора подходящей системы.

Для практической конфигурации такие факторы, как:

• пиковую и постоянную нагрузку;
• требуемую мощность инвертора;
• мощность солнечной генерации PV;
• суточное энергопотребление;
• требования к резервному питанию;
• ожидаемые будущие нагрузки;

следует учитывать совместно.

​