от Mateev » 30.05.2009 01:25
И така...........
Клиентите идват при нас и очакват компетентно мнение по поне 1000 различни аспекта от соларните технологии. Ние сме ДЛЪЖНИ да сме наясно с всеки един аспект, за да можем да дадем КОМПЕТЕНТНА ПРЕПОРЪКА. Не казвам, че сме специалисти по всичко. Такива няма. Казвам, че полагаме огромни усилия да проучим в детайли всичко, което има някакво отношение към строежа и узаконяването на една централа. И за да имаме това знание, ние сме чели, експериментирали, грешили при нас, за да не грешим при клиента, тествали, за да открием недостатъците, и въобще сме провели един огромен комплекс от мероприятия в името на клиента и неговата централа.
Та на фона на всичко казано по-горе аз съм бил принуден да си изградя една концепция, която да представлява един разумен компромис между многобройните и противоречащи си фактори, от които зависи построяването на една качествена централа. Тази концепция е много проста и аз не един път съм публикувал части от нея по форума. По-долу ще се опитам да я разкажа накратко с минимални обосновки за всяко едно твърдение (във форума ще намерите подромни обосновки).
1. Една централа трябва да има много дълъг живот.
Говорим за 30-40, а защо не и за 80-100 години. За да има такъв дълъг живот трябва ВСЕКИ ЕДИН КОМПОНЕНТ да е надежден и дългосрочен. Модулите са най-скъпата част и те трябва да имат този потенциал за дълъг живот. Но за съжаление единствено КРИСТАЛНАТА ТЕХНОЛОГИЯ се е доказала през годините (сателити в космоса от 1960-та г.). Освен това изискването за дълъг живот моментално изключва всички ненадеждни или недоказали себе си компоненти, а именно:
- позиционери (защото имат движещи се части, а те са ненадеждни и с кратко време на живот)
- метални колове или винтове в земята (изгниват за по-малко от 10 години)
- пластмасови компоненти, които не са UV стабилизирани (стават трошливи само за 2-3 години)
- слаби конструкции (за 100 години поне веднъж ще има еднометров сняг или вятър със скорост от 140-150 km/h). Това, че региона по прицип е топъл или безветрен не е гаранция, когато говорим за 100 години.
2. Технологията на модулите трябва да се е доказала.
Ясно осъзнавам, че по света в момента се разработват десетки нови технологии и всяка една от тях е с потенциал да бъде по-добра от съществуващите. Но да се прави централа с която и да било от тях е меко казано авантюра, дори и ако говорим за многообещаваща технология. Да се правят тестови централи в двора е допустимо, но да се прави сериозен бизнес - ТВЪРДО НЕ. Нека някой друг да експериметира, а ние ще се включим чак тогава, когато дадената технология завоюва поне 50% пазарен дял. Винаги е имало, и винаги ще има само една лидираща технология. В момента това са КРИСТАЛНИТЕ МОДУЛИ. Инвестицията във всичко останало носи МНОГО ВИСОК РИСК.
3. НЕ на всички нови технологии.
Това, което казах за модулите, важи и за всички останали компоненти - конструкции, позиционери, хибридни модули за ток и топла вода, френелови лещи, системи за охлаждане на модулите, мини инвертори за 1 модул, огледала и т.н и т.н. Всички тези технологии са едно добро пожелание като упражнение на ума, но нека първо някоя от тях да се докаже. Лесно ще разпознаем доказалата се технология по нейното бурно навлизане и бързо завоюване на пазарни позиции. Към момента обаче такава НЯМА. Има само празни приказки и статии по медиите (по 5 на ден в България и по 1000 на ден в световен мащаб).
4. Модулите трябва да са универсални.
1000 производителя по света, 1000 стандарта модули. Не може така.
- Как потребителя ще се оправя в този хаос?
- Как ще проектираме днес, а ще купуваме модули след 1 или след 2 години?
- Как ще си намерим резервен модул след 20 или 30 години?
Разгледайте с какви модули са направени немските централи и ще се ужасите. Например само за 5-6 години са се появили централи с Kaneka К50, К57, К60, К75, К120H, K120L. Всички тези модули са с различни размери, токове, напрежения, мощности и към днешна дата не се произвежда нито един от тях. Подобно е положението с редица други производители по света. Някои от тях даже нароно правят нестандартни модули, за да се отличават от останалите.
Ние много внимателно проанализирахме какви модули се произвеждат по света и стигнахме до следния извод:
Има 2 вида клетки (125х125 и 155х155) и два вида размери (с височина около 1.60 и ширина 0.80 и 1.00 м. +/- 2-3 сантиметра), които за кандидати да ги обявми за УНИВЕРСАЛНИ (тоест да се произвеждат от голям брой производители). Всъщност важна е височината, а не ширината. Идеята е всички стандарти да могат да се монтират на една и съща конструкция. Двата вида клетки осигуряват токове съответно 5-6A и 8-9А. Към момента по-разпространени са първия вид. Втория има огромен потенциал, но все още не се е доказал напълно. От двата вида размери ние избрахме първия (по-малкия) от съображения за механична здравина. За да се осигури същата здравина на втория, трябва стъклото да е по-дебело, което ще доведе до по-голямо тегло на единица площ. За наше най-голямо учудване установихме, че специфичното тегло на единица площ е същото, което означава, че по-големите модули са по-слаби. Това окончателно предопредели нашия избор. В резултат на тези съображения ние правим следната препоръка за използваните модули:
- Да са моно или поли-кристални (утвърдена технология)
- Клетките да са с размери 125х125 (към момента имат много по-голям пазарен дял от другия размер)
- Размера на модула да е 1580х805 +/-3мм (по-голяма здравина от другия размер)
- Мощността да е 170-175 Wp (това е в центъра на диапазона на нормалното разпределение по мощности за този тип модули). От по-големите мощности в процеса на производството се получават по-малко модули и те са по-дефицитни и по-скъпи.
5. Диверсификация по производители.
Нито един производител по света не е виждал как ще изглежда един негов модул след 20 или 30 години. Много неща могат да се объркат - клетки, кабели, херметизация, пожълтяване на EVA филма, разхерметизиране на разпределителната кутия или куплунзите, прегряване и изгаряне на байпас диодите, патиниране на проводящите ленти, мъртва спойка и т.н. и т.н. Уж всичко е много добре обмислено, но повечето е на теория и само малка част е проверена чрез тъй-наречените УСКОРЕНИ ТЕСТОВЕ, които са много далече от истинското стареене. Историята вече познава много гафове, в това число и с маркови модули на световни лидери (няма да цитирам, но те се знаят, ако се поразтърсите из интернет). При така направената постановка как да си изберем производителя на модулите, след като всеки може да сгафи? Решението се нарича ДИВЕРСИФИКАЦИЯ и ние горещо я препоръчваме на всеки един наш клиент. Представете си, че след 10 години се окаже, че някоя партида модули на някой производител е направена например с диоди с по-голям пад в права посока (вече има такъв случай с BP Solar) и в резултат на това се наблюдава самозапалване на разпределителната кутия. И точно тази партида от точно този производител се случи на вашата централа.
Диверсификацията се състои в това централата да се направи с модули на 2,3 или повече производителя. Стига разбира се тези модули да са пълни аналози (да са УНИВЕРСАЛНИ съгласно нашите разбирания). Правейки диверсификация вие всъщност правите риска НЯКОЛКО ПЪТИ ПО-МАЛЪК.
6. Инверторите трябва да са високоефективни.
Ако разгледате една таблица с ефективностите на инверторите по света, ще установите, че само 2-3% от моделите са с ефективност над 97.5%. Всички останали са с ефективност около 95-95.5%. Говорим само за 2%, но тези 2% не са само за периода на изплащане, а за ЦЕЛИЯ ЖИВОТ НА ЦЕНТРАЛАТА. Ако приемем, че живота на централата е 50 години, то за времето на своя живот само от тези 2% ще получим допълнителна печалба, равна на един нов комплект инвертори. Не забравяйте, че производителите винаги си хвалят стоката и винаги ПРЕМЪЛЧАВАТ, че тези 2% всъщност ви лишават от един безплатен комплект инвертори на 25-тата година.
7. Предпочитат се много на брой малки инвертори пред малкото на брой големи.
Предимствата са очевидни и са много на брой:
- при повреда спира да работи само малка част от централата.
- при повреда ремонта или смяната може да се организира в рамките на 24 часа
- много малка дължина на скъпоструващите DC кабели за сметка на евтините AC кабели
- при повреда няма да се наложи да чакате 2 седмици екип от Германия
- идването на екип от 4 човека от Германия за монтаж, профилактика или ремонт ще ви струва по 3000 EUR на ден. Малките инвертори се обслужват от български фирми и цените са 10-20 пъти по-ниски.
- Самия началник пласмент на СМА (Крюг), в директен разговор на изложението в София, ни препоръча много на брой малки инвертори. Даде информация, че в Чехия се строи 35 MW централа само с малки инвертори.
8. Един инвертор, една конструкция.
Няма по-елегантно решение от това, една конструкция да има точно толкова модули, от колкото се нуждае един инвертор от централата. При това положение DC кабелите са с минимална дължина и са прикрепени по профилите на конструкцията. Няма нужда от изкопи, тръби, шахти и т.н. Между отделните конструкции се оставя разстояние заради температурните разширения (поне 10 см). Това разстояние може да се увеличи до 1 м, за да се оформи пътека, облекчаваща бъдещото обслужване. Произволен опит да се наруши тази концепция, дори и да става въпрос за един единствен стринг на друга конструкция, води след себе си най-малко до УДВОЯВАНЕ на дължината на скъпите DC кабели и до удвояване на DC загубите. Самият инвертор се намира в центъра на конструкцията на сянка под модулите. От конструкцията излиза един единствен AC кабел. Електрическата схема на централата става елегантна, проста, с малко кабели, ниска цена и минимални загуби.
9. Набляга се на трифазното окабеляване и пирамидалната схема на събиране на токовете.
При DC окабеляването тока тече по 2 кабела - плюса и минуса. При еднофазното AC окабеляване тока също тече по 2 кабела - фаза и нула. При трифазното окабеляване обаче ТОКА ТЕЧЕ САМО ПО 1 ПРОВОДНИК - ФАЗАТА. Всъщност тока на всяка една фаза минава и през общата нула, но синусоидите на трите фази са дефазирани във времето на 120 градиса, в резултат на което ТОК ПРЕЗ НУЛАТА НЕ ТЕЧЕ, или тече някакъв нищожен изравнителен ток. Следователно загубите в трифазното окабеляване са 2 ПЪТИ ПО-МАЛКИ. Освен това кабелите вече могат да са алуминиеви, което намалява разходите още поне 2 пъти.
Ако приемем, че напреженията в AC и DC частта са съизмерими (разлика не повече от 20-30%), то тогава можем да разсъждаваме така:
Всеки един стринг произвежда някакъв ток и този ток трябва да се транспортира до трафопоста. Тъй като този ток е почти един и същи при AC и DC частта, то тогава за него ние трябва да осигурим някакво сечение на някакъв кабел, започвайки от позицията на стринга в например в единия край на централата и стигайки до трафопоста в другия край. Това, че преобразуваме от DC към AC или че по пътя постепенно окрупняваме токовете и увеличаваме сеченията, няма никакво значение. Този стринг си иска неговите да кажем 6 mm2 и те трябва да бъдат осигурени само за него от единия край на централата до другия. И така за всички стрингове, които са разпределени по цялата централа. Написах това, за да разберете, че от сечения не може да се икономиса. Но може да се икономиса от цената на кабелите и от това, че се преминава от еднофазна към трифазна AC схема.
СЛЕДОВАТЕЛНО:
1. Колкото се може по-бързо трябва да преминем от DC към AC окабеляване, защото DC кабелите са много скъпи. Това означава инвертора да е монтиран непосредствено на един от задните крака на конструкцията, по възможност в центъра.
2. Колкото се може по-бързо да преминем от еднофазно към трифазно AC окабеляване, защото това ще намали двойно специфичните загуби на линеен метър при транспотриране на енергията от стринга към трафопоста. Следователно на всеки всеки 3 съседни конструкции се монтира едно междинно разпределително табло, което събира 3-те еднофазни кабела в един трифазен след него. Сечението остава същото.
3. Желателно е групирането в тройки на 3 конструкции една зад друга, а не на 3 една до друга (защото дължината на кабелите е по-малка).
4. Няколко тройки (например 3) се групират в по-голямо междинно разпределително трабло, а няколко девятки в още по-голямо табло и така докато се стигне до главното разпределително табло. Идеята е да се направи пирамидална електрическа схема на събиране на токовете. При формирането на тази схема се съобразява броя на таблата на всяко едно ниво така, щото схемата да отговаря на физическото разположение на конструкциите. Когато се стигне до ток от порядъка на 1000A се спира окрупняването и кабела от таблото на това ниво се праща директно в трафопоста.
Математически е доказано, че една пирамидалната схема на окрупняване по степените на 2 води до минимални разходи и минимални дължини на трасетата, изкопи, шахти и т.н.. При централите обаче е желателно окрупняването да е по степените на 3 и да се съобразява с конкретното разположение на конструкциите на конкретната централа.
НЕ СЕ ПРЕПОРЪЧВА магистрална схема на окрупняване (таблата се обхождат линейно и магистралния кабел прескача от табло в табло с нарастващо сечение). При тази схема кабела се реже на всяко едно табло и тока преминава през много повече клемореди, кабелни обувки, шини в таблата, автоматични предпазители и т.н. и т.н. Освен това при повреда или при ремонт на един единствен стринг или инвертор се налага изключването на огромни участъци от централата, докато при пирамидалната схема се изключва точно толкова, колкото е необходимо.
10. Оптимизация на окабеляването по цена, а не по плътност на тока.
Ел. проектантите често забравят, че тока, който тече по кабелите на соларните централи, е 4-5 пъти по-скъп. Следователно и цената на загубите е 4-5 пъти по-голяма. При обикновенните ел. инсталации сечението на кабелите се смята от гледна точка на плътността на тока на кв.мм. или от гледна точка на прегряването на кабела. При соларните централи сеченията се смятат по коренно различен начин. Отчита се факта, че от джоба на инвеститора излиза както цената на самия кабел, така и цената на загубите в него през нейния живот. И ако сеченията се смятат по нормалния начин, цената на загубите ще се окаже 4-5 пъти по-голяма от цената на самия кабел. Двата параметъра - сечение и цена на загубите се променят с обратен знак. Увеличаването на едното води до намаляването на другото и обратно. Инвеститора обаче заплаща сумата на двете и от негова гледна точка е най-изгодно тази сума да е минимална.
СЛЕДОВАТЕЛНО:
За всеки един сегмент от електрическата схема трябва да се търси минимума на сумата от цената на кабела и цената на загубите. Функцията има формата на обърната надолу парабола. Тоест ВИНАГИ ИМА МИНИМУМ, и този минимум трябва да бъде намерен. Произволно увеличаване или намаляване на сечението води до УВЕЛИЧАВАНЕ НА ОБЩИТЕ РАЗХОДИ за окабеляване.
11. Използвайте само двуредови статични конструкции.
Защо статични конструкции?
Ами защото всички други конструкции имат движещи се части и/или допълнителна хидравлика или механика или електроника с датчици. Следователно са ненадеждни и с кратко време на живот и завишени разходи за поддръжка. Освен това са по-скъпи. А при сегашната цена на модулите вече са и икономически неефективни - струват повече, отколкото цената на допълнителната енергия.
Защо не едноредови?
Ами защото едноредовите трябва да с един крак, а това води до фундаментален проблем с много последствия (момента е равен на сила по рамо). За да се постигне същата здравина трябва да се увеличи количеството на желязото, вложено в 1 кв.м. конструкция. Освен това няма къде да се сложи инвертора (трябва да е под модулите и в същото време да е на 1 метър над земята). Ще споменем и факта, че дължината на DC кабелите се удвоява, както и факта, че разстоянието между редовете е малко и няма място за преминаването на камион или бус например.
Защо не триредови?
Ами защото височината на задния ръб става много висока и третия ред с модули не може да се обслужва без използването на стълба. Само този факт е достатъчен, за да се удвоят всички бъдещи разходи за ревизия, поддръжка или ремонт.
Следователно най-оптимални от всяка една гледна точка са само ДВУРЕДОВИТЕ КОНСТРУКЦИИ (ако модулите са монтирани вертикално) и четириредовите (ако модулите са монтирани хоризонтално).
12. Никакви компромиси
Това е една от най-важните точки в цялата концепция. Всеки един вложен компонент трябва да бъде преценен от позицията на неговата дълготрайност. Не може да се прави централа за 50 години, а в нея да се влагат свински опашки например (не са UV стабилизирани) или пък да кажем поцинковани болтове на горните скоби (ръждясват за 1 година). Преди да сложите какъвто и да било компонент внимателно помислете колко ще издържи и дали някъде сте виждали такъв компонент на много години. Например аз съм виждал силно ръждясали и прогнили мантинели. При това отгоре, над земята. Направо не мога да си представя какво е станало под земята. Виждал съм и изкопан от земята гвоздей, който направо се стрива на прах с ръце. И чак недоумявам как някои соларни проектанти проектират конструкции със забити в земята мантинели.
13. Всичко трябва да се тества или Не продавай по картинки от проспектите.
Когато човек купува от нещо по много, първо трябва да купи една бройка и щателно да я провери и след да я това изтества. Клиентите разчитат, че соларната фирма е направила вместо тях тези проверки и тестове. Ако това не е така, доста често се получават неудобни, а понякога и трагични ситуации, струващи на клиента нерви, пари и време. СТС Солар задължително проверява и тества всеки един компонент, преди да закупи много бройки и да ги продаде на клиентите си. Нещо повече. СТС Солар тества всичко още по-рано - преди да е започнала да прави проектирането на клиентската централа. И трябва да знаете, че при тези тестове се откриват много проблеми, и много компоненти отпадат поради една или друга причина. Тука пак ще напомня факта, че по време на изложението в София се разходихме по всички щандове и установихме, че визитната картичка спокойно се подпъхва межди рамката и предното стъкло на модулите на много от западните производители, в това число и на световни лидери. А щом влиза картичката, значи влиза и вода, която става на лед, който се разширява и нататък знаете какво се получава. А сега си представете, че вашата централа е направена с такива модули ...........
14. Красотата е важна
Тука визирам външния вид на централата. Всичко трябва да е подредено и изчистено. Плочите трябва да са подравнени с точност до милиметър, защото човешкото око е много чувствително на минимални отклонения от правата линия. Кабелите по конструкциите трябва да са прикрити от задната страна на профилите. Копчетата на скобите или алуминиевите ленти също трябва да са зад профилите. Кабелите трябва да са подредени в красиви снопове не само там, където се виждат, но и навсякъде другаде. Бетонните фундаменти трябва да са гладки и с прави ръбове. Заземителните шини да са успоредни или под прав ъгъл на краката. И въобще по тази точка може да се пише много. Вярно е, че всичко това не оказва никакво влияние на електропроизводството. Но също така е вярно, че ако си купите нов Мерцедес, няма да ви е приятно ако боята е надрана или стъклата са му счупени. Не трябва да се забравя, че за клиента централата е с ранг на Мерседес и той наистина очаква да получи Мерцедес.