117.24 kWp електроцентрала на покрива на ЗИТА Русе Карбохим

[Mateev]

До момента, освен направените 11 тестови централи, СТС Солар АД нямаше с какво друго да се похвали. Вярно е, че имаме доставено оборудване за две централи от по 5 kW в Бургас, но монтажа тепърва предстои. Също така имаме и доста клиенти по мерки 311 и 312, но при тях все още сме на етап одити или проектиране. И реално строителство на централите ще започне не по-рано от догодина по това време.

В момента обаче имаме повод да се похвалим. Вече имаме сключен договор със ЗИТА Русе Карбохим за направата на фотоволтаична електроцентрала на покрива на една от сградите. Централата ще е с мощност от 117.24 kWp и вероятно ще е най-голямата в България към момента на своето построяване, което трябва да стане до 3-4 месеца.

Вярно е, че съм чувал слухове за разни по-големи мощности тук или там. Но все още не съм видял нито едно конкретно доказателство, пък било то и само една снимка. Иначе ако е само на приказки, и ние имаме потенциални клиенти за над 1 гигават. Имаме една дебела и тлъста папка с потенциални клиенти (по 1 лист на клиент), които са направили посещение на място и които са декларирали толкова мощности, щото да покрием с панели половината България. Но колко от тях реално ще направят централи - никой не може да каже. Поради тази причина в нашите активи включваме само тези потенциални клиенти, с които вече имаме финансови взаимоотношения.

И така - договора със "ЗИТА Русе Карбохим" вече е факт. И работите по централата вече са факт (от няколко дена по покрива текат строителни работи).

В тази тема смятам с най-големи подробности да описвам как тече процеса по проектирането и строителството на централата, какви проблеми възникват и как се разрешават. Надявам се, че ще ви бъде интересно.

[Mateev]

Първото посещение на обекта беше направено още през зимата. Целта беше да се провери дали сградата и покрива са подходящи за изграждане на фотоволтаична централа и да се определи каква максимална мощност би могла да се постигне с конкретните дадености.

Ето снимки от първото посещение:





Както се вижда от снимките, няма абсолютно никакви проблеми със засенчвания както от хоризонта, така и от близки обекти. Вярно е, че няколко дървета трябва малко да се поокастрят или даже директно да се отсекат, но това е допустима екологична жертва в името на бъдещите екологични ползи.

На покрива има и две асансьорни кули, които биха хвърляли някакви засенчвания, но те са от северната страна. На изток, на запад и на юг няма абсолютно никакви препятствия. Самата сграда също е с подходяща ориентация. Има няколко градуса отклонение от географския юг, но това е пренебрежимо малко и практически няма да окаже абсолютно никакво влияние на количеството слънчева радиация.

Най-сериозен проблем обаче възниква със самия покрив. Както се вижда на снимките, целия покрив е осеян с капандури, които някога са се използвали за осветление, пък после са прокапали и се е наложило да им добавят метални капаци. А в момента не изпълняват абсолютно никаква роля.

[Mateev]

Трябваше да се измисли техническо решение, при което да се монтират колкото се може повече модули по колкото се може по-лесен и евтин начин и с колкото се може по-малко щети по покрива.

Първоначалната идея беше конструкциите с модулите да се повдигнат над нивото на тези капандури и краката така да се разпределят, щото да заобикалят капандурите. Но това означаваше липса на повтаряемост в конструкциите и персонализация на позицията едва ли не на всеки крак. Бързо се отказахме от тази идея и започнахме да разработваме нова идея, при която се премахват ламарините и стъклата от капандурите и на тяхно място се излива армирана плоча, на която вече спокойно ще могат да стъпват краката на конструкциите. При тази идея щеше да има повтаряемост на конструкциите и само два вида дължини на краката. Идеята беше добра, но се наложи да се откажем и от нея. Този път обаче по други причини.

Междувременно вече беше възложено на конструктор да разработва конструкциите и той поиска армировъчен план на покривната плоча. И когато го получихме, възникнаха още два много неприятни момента:

1. Както и можеше да се очаква, покривната плоча не беше равна, а имаше наклони за отичане на дъждовната вода. При това в една много сложна схема. Като добавим и капаците на капандурите, става така, че едва ли не всеки един крак на конструкцията ще е с различна дължина от останалите. И тази дължина не може да бъде точно изчислена на етап проектиране. Следователно стотиците крака няма да могат да бъдат изработени предварително, а ще се наложи да бъдат измервани, заварявани и рязани на самия покрив. Но това е страшно трудоемка и скъпа операция.

2. Втория неприятен момент беше, че покривната плоча беше двойна. Истинската здрава и добре армирана покривна плоча лежеше на 50 сантиметра под горната плоча. А горната плоча беше армирана само с метална мрежа, колкото да издържи собственото си тегло и нищо повече. Абсолютно недопустимо беше да я натоварваме с допълнително тегло, при това концентирано в отделни точки (краката на конструкциите).

Освен това чертежа беше правен по социалистическо време и никой не можеше да ни каже със сигурност дали всичко е изпълнено както е по чертежа или не. Конструктора хранеше някакви сериозни съмнения, породени от личния му опит. Явно и друг път се е сблъсквал със социалистически абсурди и затова и сега настоя да отидем втори път и да проверим действителното положение на нещата.

[Mateev]

Ето резултата от проверката:



Оказа се, че всичко е изпълнено по план. И наистина армировката е смешна. Все едно я няма. С две думи - въобще не може да се разчита, че покривната плоча ще може да носи някакъв допълнителен товар, освен собственото си тегло.

В разрез на чертежа се вижда, че на определени места по покрива през равни интервали има обратни греди, на които е стъпила покривната плоча. И точно в тези точки спокойно можем да стъпим и ние с краката на конструкцията. Но разстоянията са големи и в конструкцията ще отиде много желязо. Освен това има и още един проблем. Краката на конструкцията не само ще натискат с теглото на модулите и снега. При вятър отзад на модулите силите върху краката ще са не на натиск, а на измъкване. И тогава обратните греди с нищо няма да могат ни помогнат. А горната покривна плоча няма да издържи. Да не говорим пък за това, че ние поначало сме решили да изчислим конструкцията с много голям запас. Минимума, на който трябва да издържа конструкцията, е 150 кг. на кв.м. в двете посоки, което прави вятър с над 170 км.в час. Все пак сме на на висок покрив във ветровит регион. Поради всички тези причини се отказахме и от тази идея.

Всъщност поради тези изисквания за здравина се отказахме и от стандартните немски алуминиеви конструкции. Първо че са по-скъпи и второ те са изчислени за 0.75 kN на квадратен метър, а ние искаме поне 2 пъти повече. И затова се спряхме на конструкции от черно желязо, които могат да бъдат направени с каквато си искаме здравина. И пак ще са по-евтини от немските. Недостатъка е само че ще трябва периодично да бъдат пребоядисвани. Но си има технологии, с които нуждата от пребоядисване може да се сведе до 1 път на 20 години.

[Mateev]

Между другото имаше и идея, при която трябваше на всеки крак да се кърти покривната плоча и крака да стъпи на долната плоча, която е добре армирана и е много здрава. Като решение това е най-стабилното от всички останали. Но я си представете какво ще означава да изкъртим няколко стотин дупки и после отново да ги възстановим. Та само боклуците, които ще трябва да изхвърлим са над 100 тона. Да не говорим за колосалното количество труд за къртене и после за обратно възстановяване. Така че и тази идея не живя много дълго.

Пиша ви всичко това с толкова големи подробности, за да разберете колко бавно и трудно се напредва при осъществяването на един проект за фотоволтаична централа. Не че се жалвам. Явно този път ще трябва да бъде изминат при всеки един бъдещ проект. Но просто трябва да знаете, че една централа не е "купи модулите и ги включи в инвертора", а нещо много по-сложно. И изисква големи усилия от добри колективи, в които трябва да присъстват специалисти с най-различни качества, знания, умения и специализации.

[estqwerty]

а да изкъртите на няколко места - да монтирате на стъпки на долната плоча или където има колони някаква носеща конструкция върху която да монтирате дреболиите?
така няма да се кърти много, няма и да нарушите и хидроизолацията на 1000 места.

а и така и така цапам темата - в русенско има къде да се подцинкова горещо, но може да е по-лесно и йофтино някой индианец да излиза и да омазва с четчица всяка година.

[Mateev]

Както е казал народа, 7 пъти мери, един път режи. Май и при нас се получи нещо подобно.

В момента вече имаме идея, която може би ще излезе работоспособна. Не съм ги броил, но май наистина това е седмата идея.

В какво се състои идеята?
Ами както и във всички други сфери на живота, най-добрите идеи се оказват и най-елементарните. И после се питаш как никой досега не се е сетил за това. Ние отдавна се бяхме сетили за тази идея, но бяхме длъжни да проверим и алтернативите. Защото все пак тази идея предполага да качим нови 50-100 тона бетон на покрива. Но се оказа, че това е най-евтиното и най-лесното нещо.

Идеята се състои в това да отлеем ивици от бетон, на който да стъпят краката на конструкциите. Първо по този начин си решаваме проблема с абсолютно всички неравности на покрива (ивиците ще бъдат перфектно нивелирани). Второ - ще армираме ивиците с достатъчно желязо, щото да носят както на натиск, така и на измъкване (повдигане). Трето - ще осигурим достатъчно тегло на бетона в ивиците, щото въобще да не разчитаме на теглото на лошо армираната покривна плоча. Четвърто - с ивиците ще изравним големите неравности от запушените капандури.

Самите ивици се правят много лесно. Кофража е елементарен. Само трябва предварително с оптичен нивелир да се определи къде ще е горния ръб на бетона и да се маркира с гвоздеи или с прави летвички. И така ще си осигурим точност от порядъка на 4-5 милиметра. Самото изливане няма да е никакъв проблем. Има си бетон-помпи, които безпроблемо ще качат бетона на покрива. Самата покривна плоча няма да пострада, защото точките с обратните покривни греди имат достатъчно товароносимост, за да издържат новото тегло.

За всеки случай започнахме статични и динамични изчисления и до ден-два ще са готови. А междувременно по покрива вече се работи. За сега се разрушават капандурите и се подготвят за изливане на плочи върху тях. Ето една актуална снимка от вчера:

[Mateev]

а да изкъртите на няколко места - да монтирате на стъпки на долната плоча или където има колони някаква носеща конструкция върху която да монтирате дреболиите?
така няма да се кърти много, няма и да нарушите и хидроизолацията на 1000 места.

а и така и така цапам темата - в русенско има къде да се подцинкова горещо, но може да е по-лесно и йофтино някой индианец да излиза и да омазва с четчица всяка година.

Мислихме го и това. Но самата идея за разрушения преполагаше после много разходи за възстановяване. Освен това представи си един крак, стъпил на долната плоча. Как после ще хидроизолираме прехода му през горната плоча? Та нали в бъдеще той ще вибрира и ще се отварят луфтове. Не че хидроизолацията е невъзможна при такива условия, но си отваряхме много допълнителна работа и освен това поемахме допълнителен риск.

А колкото до старата изолация - не я жали. Така или иначе инвеститора беше решил да я подменя. Сега просто ще изчака направата на конструкциите и след това ще положи нова хидроизолация. Спрели сме се на стандартната газопламъчна изолация, но всички снадки и преходи ще бъдат подсилени с няколко слоя Изомакс Еласта.

А от горещо поцинковане на детайлите вероятно ще се откажем, защото след поцинковане не е редно да има заварки. Отделят се отровни газове и е опасно за персонала. Освен това заварката пак трябва да бъде защитена с алтернативни методи.

Ние сме избрали много по-елегантно решение - боядисване с цинкова боя чак на последния етап, след пълното сглобяване на стоманената част от конструкцията.

http://www.novostroy.net/zinga/zinga-materials.htm

Полагат се два слоя от тази цинкова боя и след това един слой автоемайл лак и забравяме за боядисване поне за 20 години.

[Mateev]

Всичко описано до момента касаеше модулите, които могат да бъдат разположени в южната част на покрива, пред асансьорните кули. Но на тази площ се събира сравнително малка мощност - 50-60 kW. И около 30 % от площта на покрива оставаше неизползвана. А инвеститора искаше на покрива да се събере колкото се може по-голяма мощност. Имаше и още едно съображение. При ниско поставени модули от земята въобще нямаше да си личи, че на покрива има фотоволтаична централа. А сградата на ЗИТА Русе се вижда от магистралата на входа на Русе. Вижда се и от паркинга на Метро. И въобще има много добра видимост отвсякъде, пък никой няма да разбере какво има на покрива.

Поради изредените по-горе причини ние решихме да добавим още мощност по един доста смел и революционен начин. Планирахме още една огромна плоча с модули над асансьорните кули. Плочата ще е с площ около 400 кв.м. и в задния си край ще е на височина над 6 метра от нивото на покрива. Тази плоча с модули ще се вижда от километри, а освен това почти ще удвои мощността на централата. Но ще представлява едно огромно инженерно и конструктивно предизвикателство, с което смятаме да се справим успешно.

При тази плоча вече наистина ще се наложи къртене, за да може краката да се хванат здраво за сградата. Нещо повече. Даже и долната плоча вече няма да издържи такова огромно натоварване. Затова краката на конструкцията ще бъда хванати директно към гредите и към едни допълнителни услилващи греди и конструкции, които са добавени към сградата след последното земетресение.

Изискванията към тази огромна плоча са много. Освен за здравина има изисквания и за отличен дизайн. Все пак ще се вижда отдалече и под най-различни ъгли. Даже в задната част на конструкцията ще бъде сложен огромен рекламен надпис "ЗИТА". Трябва да има и подпори и етажна структура, за да може от задната страна лесно да бъде получен достъп до всеки един модул както по време на монтажа, така и за бъдещи инспекции.

[Lupus]

Остава и сградата да издържи цялото това допълнително натоварване....

[Mateev]

След като вече решихме какви ще са конструктивните особенности на захващането към покрива, време е да помислим и за соларната част.

По принцип когато се конструира една голяма централа, трябва предварително да се помисли за един дълъг списък от изисквания (задължителни) и предпочитания (незадължителни). Ако проектанта успее да се удовлетвори абсолютно всички изисквания и предпочитания, значи добре си е свършил работата.

Какви са изискванията и предпочитанията в нашият случай?

ИЗИСКВАНИЯ
1. Диверсификация по производители. Централата трябва да е с модули от поне 2 различни производителя.
2. Диверсификация по технологии. Централата трябва да има модули от поне 2 различни технологии.
3. Броят на инверторите трябва да се дели на 3, за да може да натоварим трите фази с еднаква мощност.
4. Площта на покрива да се запълни максимално с модули.
5. Взаимните засенчвания между редиците модули да са минимални.
6. Проекта да бъде направен сега, но с модули, които гарантирано ще могат да бъдат доставени в бъдеще. Това изискване е много тежко на фона на съществуващия дефицит на модули по света.

ПРЕДПОЧИТАНИЯ
1. Централата да се състои от отделни автономни блокове, оформени като самостоятелна конструкция, несвързана с останалите. Да се спазва принципа "един блок - един инвертор". Това означава физическата организация по възможност да отговаря на електрическата.
2. Не е желателно стринговете да се прехвърлят между блоковете или между редовете.
3. В местата на прекъсване на конструкциите (заради топлинните разширения) да се оформи пътека, през която да може да се минава.
4. Желателно е в рамките на една конструкция да има толкова реда, колкото са стринговете на инвертора. Но от физически съображения ние се спираме точно на 2 реда. Един ред е малко - трябва конструкцията да е с една редица крака. Три реда са много - задната част ще е много висока и неудобна за обслужване. Следователно редовете ще са два. Това означава, че и стринговете трябва да са два и да са разположени хоризонтално, за да може взаимните засенчвания да влияят само на единия, а другия да си работи с пълна мощност през 100% от времето.
5. Желателно е в една редица да има точно 3 блока с 3 инвертора. При такава организация AC кабелите имат минимална дължина. По Х са редиците с модули. В центъра на всеки блок е инвертора. А AC кабелите вървят перпендикулярно и събират енергията на инверторите. Така всяка една фаза е разположена в дълбочина (от юг към север). Електрическата схема е елементарна и кабелите са с минимална дължина. Освен това електрическата и физическата организация съвпадат.

Имаше и други по-маловажни изисквания, но те ще бъдат споменати в хода на следващите обяснения.

[chris]

Помислете и за вариянта да заварите и точково да бетонирате Н и / или Т образни стоманени профили. Изпълнението би трябвало да е по-евтино и по-лесно. Може да се ползват и стари релси, които се купуват все още на килограм старо желязо. Така може да се даде и лек южен налкон. Профилите или релсите могат да стъпват върху кухи бетонни блокчета които след даване на наклон да се напълнят бетон. Не трябва да влиза вятър под панелите.
Цялата конструкция може сезонно да се повдига с червячен механизъм или хидравлика от северната страна, но това е по-скъпо изпълнение. Трябва да се сметне дали си струва.
Желая Ви успех!

[EOS Technologies]

Крепежни вани: не е необходимо да се правят дупки по покрива, всеки модул по отделно сам за себе си, най-бърз монтаж (3-5 мин. на модул), неравности не пречат, най-евтин вариант за централи до около 100kWp. И пасват идеално за Kyocera KC-130GHT-2.

Мисля, че по този начин може да спестите няколко хиляди евро по монтажните работи...

Liebe Grüße!

[Mateev]

Имаше и вариант със стоманени релси в основата на конструкциите. Но при него ще има голям допълнителен преразход на желязо. Освен това при точковото захващане трябваше да къртим плочата във всяка една точка на захващане към гредите. Дефакто това решение с нищо не се различава от другото, при което има огромно къртене, освен по това, ще броя на изкъртените дупки ще е 3-4 пъти по-малък. Но за сметка на това ще са с по-голям диаметър, за да може вътре да се бръкне с ръка и да се вкара инструмент за странично пробиване на носещите греди. Това е така, защото с анкерни болтове отгоре не може да стане, поради концентрирането на огромни сили в една точка.

А колкото за компенсиране на неравностите по терена:
Имаше вариант, при който предварително под всеки крак да се отлее малко бетонно блокче, нивелирано по височина с всички останали блокчета. А самото блокче да бъде здраво закрепено за основната плоча, като преди отливането се сложат например анкери или набити и огънати пръчки арматурно желязо. Този вариант е най-евтин и най-лесен. И щяхме да се спрем точно на него, ако покривната плоча беше армирана както трябва.

За варианта с подвижна задна плоча не сме мислили. Конструкцията ще е достатъчно сложна и като статична, а какво остава ако искаме да я направим и с подвижен наклон. Представете си 60 тона натиск, разпределен в 10-12 точки (краката на конструкцията). Ще трябва да направим чудеса от героизъм, за да не съборим покрива с това чудо. А ако решим да я правим и подвижна, тогава точките намаляват на 3 или 4. Не знам дали въобще е възможно във вече съществуваща сграда да намерим място, където безопасно ще стъпят краката. Освен това ще ни трябва и хидравлика за локомотив, за да можем да движим едно такова огромно съоръжение. Представяте ли си реалните размери? Наредете три тира един след друг. Върху тях сложете още 3 тира. И тогава ще наблюдавате нещо подобно на това, което ние трябва да направим и да разположим безопасно на покрива. Реалните размери са 42 метра дължина и почти 10 метра широчина. По площ това е 10 пъти по-голямо от площта на един DEGER TRACKER 5000NT. Ако сте виждали от близо такъв тракер (а те са огромни), опитайте се да си представите нещо, което е 10 пъти по-голямо.

[Mateev]

Крепежни вани: не е необходимо да се правят дупки по покрива, всеки модул по отделно сам за себе си, най-бърз монтаж (3-5 мин. на модул), неравности не пречат, най-евтин вариант за централи до около 100kWp. И пасват идеално за Kyocera KC-130GHT-2.

Мисля, че по този начин може да спестите няколко хиляди евро по монтажните работи...

Liebe Grüße!

Да. Крепежните вани наистина са едно елегантно решение. Но въпроса със захващането за покривната плоча си остава. Не може просто да поставим ваната на покрива и да я напълним с камъни. Ще се наложи и биене на анкери към покривната плоча, а тя както вече се уточнихме е много кекава. Освен това неравностите на покрива са големи. И като се погледне редицата с модули, ще изглеждат на зиг-заг. Човешкото око е чувствително на отклонения от правата линия само от няколко милиметра, а какво остава ако са десетки сантиметри. Следователно пак ще се наложи изливането на изравнителни ивици с бетон. Защото едно от изискването за централата е да бъде направена като за изложба. С тази централа ще се хвалим не само ние, но и инвеститора. И ще има много посещения на място от видни личности. Така че дизайна и естетиката също са много определящи.

Освен това остава изискването за здравина, два пъти по-голяма от стандартните изчисления на немските коструктори. А за тези вани аз нямам никаква информация и не съм прави никакви тестове. А не е редно в един такъв голям обект да се правят експерименти за сметка на клиента. Именно затова за предните редици с модули заложихме на конструкция, която вече е правена няколко пъти и детайлите на която вече са прецизирани и доуточнени. И която вече е изтествана по време на огромните снеговалежи тази зима. И при която както аз, така и инвеститора, ще спим спокойно при големи бури, ураганни ветрове или огромни снегове.

Може би в някоя следваща централа на равен покрив сериозно ще се замисля за вани. Но първо трябва да направя поредната тестова централа (с вани) на площадката на СТС Солар, за да поекспериментираме малко и да видим какви са плюсовете и минусите. И ако възникнат някакви проблеми, да ги научим навреме и да не се излагаме пред клиентите.

Не знам дали вече си забелязал, но основен принцип на СТС Солар е, че всичко трябва да се тества предварително. Няма значение дали това е инвертор, модул, конструкция или устройство за мониторинг и контрол. И когато отидем да правим централа някъде, трябва да имаме абсолютната увереност, че всичко ще е наред и ще бъде направено както трябва. Не можем да си позволим (както някои наши конкуренти) да предлагаме стока, която сме виждали само по картинките на проспектите.

Тука му е мястото да пусна и един майтап, който всъщност си е много сериозен:
Ти пускал ли си някога модули на дъното на басейна си, за да поотлежат някоя друга седмица и да видиш какво ще им се случи?
Ако не си, ела да видиш къде лежат няколко модула от различни производители.
А слагал ли си по 4 торби цимент (200 кг) върху здрав модул, с риск да го строшиш? И то само за да разбереш докъде се простират границите на здравината му. Ако не си, мога да ти кажа - модула издържа. Но пета торба ме достраша да сложа.

Правил съм и други гаври с разни модули и инвертори, но това вече е въпрос на друга тема, в която да пообсъждаме какви експерименти могат да се правят и какви вече са правени.