Новые тренды в солнечной энергетике: собственное потребление и аккумулирование
Хотите экономить на коммунальных счетах? Неизбежный рост стоимости электроэнергии и снижение стоимости современных солнечных электростанций увеличивают долю потребителей, которые ищут решение для максимально долгого и экономного энергоснабжения.
К тому же домохозяйства и бизнес стремятся улучшить энергоменеджмент своих предприятий и использовать энергоэффективные технологии. Накопление энергии позволяет потребителям и компаниям активно участвовать в энергетическом переходе, одновременно контролируя свой счет за энергию.
Накопление энергии впрок дает возможность свести к минимуму энергетические потери. Эффективность СЭС в облачные дни сравнительно низкая, а ночью вообще никакая. Решением этой проблемы могут стать аккумуляторы. Тогда потребитель будет получать солнечную электроэнергию круглосуточно. Решение проблемы аккумулирования и является открытием неограниченного и чистого источника энергии. Согласно данным Ассоциации «Solar Power Europe», даже если сегодня солнечная энергия покрывает около 5% европейского спроса на электроэнергию, ее вклад может легко увеличиться до 15% к 2030 году. Для этого нужно лишь около 20 ГВт установленной фотоэлектрической мощности в год. Основной тенденцией, связанной с установлением солнечных станций под собственное потребление, является ее дополнение аккумулятором. Хранение добавляет гибкости и позволяет увеличить интеграцию солнечной системы.
Технологии литиевых аккумуляторов стали значительно дешевле, а также более энергоемкими, чем устаревшие свинцово-кислотные аккумуляторы. Прогрессивные решения литиевых аккумуляторов, в основном, обусловлены рынками бытовой электроники и электромобилей, которые открыли путь к стандартной 10-летней гарантии использования. На самом деле жизненный цикл таких АКБ составляет в среднем 20 лет.
Великобритания является одной из европейских стран, где разрабатывают первые субсидии на бесплатные коммунальные солнечные и накопительные системы. В то время, как в Германии около 50% всех солнечных станций в жилых домах в 2016−17 годах были подсоединены к акумуляторам¹.
С точки зрения энергетической системы, хранение является важным инструментом гибкости, поскольку оно:
- использует и перенаправляет электрическую энергию очень быстро с высокой и переменной точностью;
- уменьшает производство и загрузку пиков, когда владельцы станций в этом нуждаются;
- делает солнечную систему доступной 24/7, сглаживая краткосрочную изменчивость в поставках энергии.
Что предусматривает собственное потребление и как это происходит?
Собственное потребление энергии — это питание оборудования предприятия без участия посреднических организаций. Иными словами, свободная и независимая генерация. Такой вид генерации позволит снизить риски в неопределенных или кризисных ситуациях рынка.
Алексей Бадика
основатель и генеральный директор компании "Атмосфера", соучредитель и член правления Ассоциации солнечной энергетики Украины
«Собственная электростанция дает бизнесу возможность получить энергетическую независимость и экономить на счетах за электричество. Для производственных предприятий удобно размещать солнечную станцию на крышах цехов или складов, а для фермеров — к системам автоматического полива и любым другим агро-машинам, требующим электропитания. Также надо заметить, что собственная генерация электроэнергии — это важный элемент устойчивого развития для любой современной компании. Это возможность для владельцев и управленцев быть уверенным в стабильном уровне текущих затрат на долгие годы вперед», — отмечает Алексей Бадика, основатель и генеральный директор компании «Атмосфера», соучредитель и член правления Ассоциации солнечной энергетики Украины.
Это системы с мгновенным потреблением, когда произведенная электроэнергия моментально потребляется самим предприятием. В таком случае, когда случается низкий уровень инсоляции, нехватка электричества забирается из внешней сети. Если количество генерируемой энергии выше, чем потребности предприятия — излишки можно передавать во внешнюю сеть по схеме нет-митеринга или нет-биллинга или хранить в системах накопления энергии для дальнейшего потребления. В частности, нет-митеринг, который должен заработать в Украине с 2022 года, предусматривает наличие системы учета, которая определяет, сколько электричества потребитель отдает в сеть и сколько потребил благодаря умной системе двустороннего счетчика электроэнергии (или двух счетчиков). Главное преимущество этой системы — это возможность обнулять счета. Она точно фиксирует произведенную и потребленную энергию, предоставляя потребителям актуальные данные об эффективности.
В ыбирать в пользу энергобезопасности и дополнительной экономии
Солнечные панели вырабатывают электроэнергию только днем, поэтому отдельной проблемой становится вопрос аккумулирования полученной электрической энергии. Генерация энергии ночью и во время пасмурной погоды уменьшается или прекращается. Поэтому, как альтернативное решение, существуют системы, которые накапливают избыток энергии при производстве. Гибридные станции не являются такими уж дорогими, при этом дают не только экономию, но и энергобезопасность благодаря АКБ — они подходят для частных домов с регулярными перебоями в электроснабжении.
Днем фотомодули генерируют энергию, которая заряжает аккумуляторные батареи (обычно литиевые, поскольку они более экономически целесообразны в солнечных системах), или покрывают дневное потребление объекта. Вечером энергия из аккумуляторных батарей преобразуется с помощью инвертора и питает нагрузку. В результате имеем полную бесперебойность и надежность электроснабжения.
Г ибридные электростанции — выход, чтобы слезть с «сетевой иглы»
Гибридные станции имеют резервное электроснабжение на случай пропадания сетевого электричества. Итак, станции могут решать эко-задачи, окупаться домохозяйствами и бизнесами по модели собственного потребления, а также обеспечивать энергоавтономность в случае аварийных отключений центрального электроснабжения.
Если солнце светит, но обеспечивать электроэнергией ничего не нужно — гибридная станция направит электроэнергию в АКБ, чтобы вы смогли воспользоваться ею, когда солнце не светит, или когда возникает аварийная ситуация. А если АКБ уже заряжены — гибридный инвертор автоматически остановит выработку солнечной электроэнергии, и восстановит ее, как только в доме включится любой электроприбор.
Если же станция работает по нет-митерингу, останавливать генерацию не придется вообще — все излишки примет к себе сеть, чтобы потом бесплатно их вернуть.
Переключение из солнечной электроэнергии в энергию «со столба» происходит автоматически — без необходимости дополнительного привлечения потребителя. Согласно данным компании «Атмосфера», которая поставляет энергогенерирующее оборудование и энергосберегающие технологии, а также устанавливает коммерческие СЭС для собственного потребления, преимущества современной гибридной станции включают:
- надежное оборудование с многолетней гарантией;
- более 6000 циклов заряда-разряда АКБ;
- масштабируемость под зеленый тариф или net-metering к 30кВт;
- самую низкую цену за киловатт-час².
В таком случае именно гибридные (автономно-сетевые) солнечные электростанции обеспечивают достаточную энергонезависимость для любого владельца СЭС, будь то домохозяйство, или небольшое предприятие.
На стыке экологически чистых технологий ВИЭ, наличие накопительных систем будет и в дальнейшем предоставлять возможность электростанциям запасать объемы неиспользованной генерации на «черный день». Такой подход позволяет продолжать максимально эффективное энергоснабжение, которое предназначено прежде всего для потребителей энергии собственного производства.
1. https://www.solarpowereurope.org/wp-content/uploads/2018/09/Mini-report-FINAL.pdf
2. https://www.atmosfera.ua/uk/sonyachnij-zelenij-tarif/postav-lichilnyk-na-pauzu/