Тестови слънчеви електроцентрали

[Mateev]

Започвам и аз да си мисля, че централите с модули Канека не са изгодни от гледна точка на производителноста.

На базата на твоя постинг относно производителността на модулите Канека и на базата на информацията, че Sun Service са започнали да строят 800 kW централа с Канеки, реших да седна и да направя един сравнителен анализ. Първоначалната идея беше да видя дали евтината цена на модулите ще компенсира вложената производителност на модулите. А след това започнах да оценявам различните фактори един по един. Тези фактори се знаят от всички. Коментирали сме ги хиляди пъти. Но явно никой досега не е седнал да направи тотална оценка, за да види колко тежат тези фактори. Включая и аз самия. Просто досега не сме имали сериозен клиент с мегаватова централа с Канеки, за да седна и да направя пълната проектосметна документация. Освен това в момента дозавършвам слънчево-енергийните одити на нашите клиенти и в тях се наложи да направя подробни изчисления на инвестициите в различни технологии централи. И там също се получиха резултати, за които в началото си мислех, че съм допуснал грешка. И последно - една фирма с 4 мегаватова централа е в много напреднала фаза и също са взели решение за централа с Канеки. И в момента ми искат оферта. Всичко това ме накара да седна и да направя един много внимателен анализ и отново да си проверя и преизчисля всичко. И резултата вече е напълно ясен и няма място за грешки. И когато най-накрая видях какво се получава с цената на инвестицията в Канеки, направо се УЖАСИХ ОТ ЦИФРИТЕ.

Вижте сами:

Модулите Канека, доставени до България по цени на едро за тирови количества, струват около 2.35 EUR/Wp. Алтернативата при монокристални модули е 2.99 EUR/Wp. Следователно говорим за разлика от 0.64 EUR/Wp. А сега нека да видим с колко се оскъпява една централа с Канека. Ще упоменем само разликите между централи с Канека и такива с моно или поликристални модули.

1. Централата ще консумира два пъти повече земя. Нека да приемем, че цената на земя със сменен статут е около 5 лв./кв.м. Един киловат с монокристални модули се нуждае от около 22-25 кв.м. земя, а с Канека 45-50 кв.м. Следователно оскъпяването е 25 * 5 = 125 лв. на киловат или 0.064 EUR/Wp.

2. Задължително трябва да се използват трансформаторни инвертори. Те имат с около 2.5% по-големи загуби. За да се компенсират тези загуби, трябва да се купят с 2.5% повече модули. Тоест от тука губим 0.059 EUR/Wp.

3. Ако правехме централа с монокристални или поликристални модули, щяхме да използваме SMC 8000TL. А при Kанеки сме принудени да използваме SMC 6000A. Но разликата в цената между двата инвертора е 0.10 EUR/Wp.

4. При централите с Канека се налага да се слагат разпределителни кутии заради многото стрингове. На всеки инвертор отиват по 2 кутии по около 150 EUR. Това прави допълнително оскъпяване от 0.05 EUR/Wp.

5. При централите с Канека се влага колосално количество DC kабели. Обикновенно 1 инвертор има около 20 стринга и общата дължина на конструкцията е около 100 метра. Това означава, че всяка една разпределителна кутия събира в себе си по 10 стринга, разположени на 50 метра дължина. Средната дължина на отстоянието на кутията до съответния стринг е 25 метра. Следователно за да се свържат стринговете в кутията са необходими 10 х 2 х 25 = 500 м. кабели. Още толкова за втората кутия или за един инвертор отиват 1000 м кабели от по 4 кв.мм. Отделно за да се свържат двете кутии към един инвертор по средата на 100 метровата редица са необходими още 4 х 25 = 100 м кабел със сечение 10 кв.мм. Общата цена на всички тези кабели е 1000 х 0.9 + 100 х 1.7 = 1070 EUR. Аналогичното количество кабели при моно и поли-кристални модули е 50 м от по 6 кв.мм. или 50 х 1.2 = 60 EUR. Следователно допълнителното оскъпяване е 1010 EUR на всеки 6 киловата или 0.17 EUR/Wp.

6. Същото може да се каже и за AC окабеляването. Трудно може да се сметне точното количество, защото силно зависи от конкретните конфигурации на терените. Но все пак ще се опитаме да направим груба оценка. Ако приемем, че цената на AC окабеляването при централите с моно и поли е около 0.1 EUR/Wp, то при Канеките ще е по-голямо с около 30% заради по-големия брой инвертори и още с около 40% заради двойно по-голямата площ, на която са разпръснати тези инвертори (двойно по-голяма площ означава 1.41 пъти по-големи размери на мястото по Х и по Y). Следователно оскъпяването на AC окабеляването при Канеките ще е около 70% или 0.07 EUR/Wp.

7. Огромното количество AC и DC кабели освен като цена на кабелите ще доведе със себе си и допълнителни загуби на енергия от около 1%. Няма как да намалим тези допълнителни загуби с увеличаване на сеченията, защото пък тогава ще нарастне цената на кабелите. Тоест и в двата случая централите с Канека имат допълнителни загуби в топлина или в цена на кабели с увеличени сечения, които се оценяват на 0.04 EUR/Wp.

8. Труда по монтажа на панелите е два пъти по-голям поради факта, че модулите и конструкците са два пъти по-много. По немските нормативи труда по монтажа на една централа с моно или поликристални модули на покриви е около 0.2 EUR/Wp. Нека да приемем, че в Български условия този труд е малко по-малък. Тоест 0.15 EUR/Wp. При Канеките този труд ще е двоен. Тоест имаме оскъпяване от 0.15 EUR/Wp.

9. И за последно оставих най-скъпото перо - конструкциите и бетонните фундаменти или набиването на мантинели или винтове в почвата. Спорен е въпроса колко струва една конструкция на земя за моно и поли-кристални модули. Вариации има хиляди. Сигурно ще e възможно да се направи дори и за 0.25-0.30 EUR/Wp с много икономии и черни железа. А хубавите алумуниеви конструкции струват до 0.45-0.6 EUR/Wp, че и нагоре, ако се навият в земята хубави дебели и дълги поцинковани винтове. Но цената не е чак толкова важна. Важното е друго - каквато и конструкция да се избере, при Канеките тя ще е двойно по-голяма. Следователно тука оскъпяването е минимум 0.25 EUR/Wp за най-евтините и скапаните конструкции. А за по-хубави конструкции при Канека даже и не трябва да се помисля.

10. Бих сложил и още малко оскъпяване заради това, че цялата инфраструктура е двойна - дължини на огради, охранителни системи, заземления, гръмоотводи, видеокамери, осветление, подготовка и подравняване на земята, водопроводни инсталации, трошляк за пътеките и какво ли не още. Не знам на колко да оценя всичко това, но със сигурност ще даде допълнително оскъпяване поне с 0.05 EUR/Wp. Даже си мисля, че оскъпяването ще е доста повече.

11. Невъзможност за сортиране на модулите по мощност с цел получаването на стрингове с модули с еднакъв ток. При моно и поли-кристалните модули с помощта на сортиране по ток може да се извади до около 2% повече мощност, отколкото при случайно наредени модули. При Канеките това е невъзможно, защото истинската стабилизирана мощност ще се установи след около 6 седмици експлоатация. Тоест по време на монтажа не е възможно сортиране на модули по ток. А това означава, че в бъдеще тока през всеки един стринг ще е равен на тока на най-лошия модул. И по теорията на вероятностите в над 90% от стринговете ще има поне по един лош модул с толеранс на тока от -5%. Което пък от своя страна ще означава, че цялата централа ще има мощност от около -3%. Следователно по тази точка даваме по-лоши показатели спрямо моно и поликристалните централи от цели 5% от цялата инвестиция или 0.20 EUR/Wp.

И така. Да теглим чертата и да направим равносметката на оскъпяването при централи с Канека или с други тънкослойни модули:

0.064 - допълнителна земя
0.059 - допълнителни загуби в трансформатора на инвертора
0.100 - допълнителни загуби в цената на инверторите, защото при моно и поли има по-добра алтернатива
0.050 - има разпределителни кутии
0.170 - допълнителни кабели за DC окабеляване
0.070 - допълнителни кабели за AC окабеляване
0.040 - допълнителни топлинни загуби в кабелите
0.150 - допълнителен труд по монтажа
0.250 - допълнителна цена на конструкциите
0.050 - допълнителни разходи за инфраструктура
0.200 - от разброса на мощностите поради невъзможност за сортиране
---------------------------------
1.203 - общо оскъпяване в EUR/Wp

Какво излиза? Май се получи една много голяма изненада. Допълнителното оскъпяване на централите с тънкослойни модули е поне 1.203 EUR/Wp, а модулите са по-евтини само с 0.64 EUR/Wp.

СЛЕДОВАТЕЛНО:
ЦЕНТРАЛИТЕ С ТЪНКОСЛОЙНИ МОДУЛИ (напр. Канека) СА ПО-СКЪПИ поне с 0.563 EUR/Wp !!!!!
Преизчислено в проценти това прави минимум 14% оскъпяване !!!

Освен това се натрисат и следните допълнителни проблеми:
- двойни разходи за поддръжка - косене на тревата, почистване на модулите и т.н.
- притежаване на модули, които деградират много по-бързо в сравнение с моно и поли-кристалните. От тука и поне 2 пъти по-кратък живот на централата.

Някой може да оспори горните сметки, като например каже "ние ще направим много евтини конструкции" или "ние ще използваме по-евтини български кабели" или "труда ще е по-евтин, защото ще използваме черноработници". Но всичко това не е плюс за централите с Канека, защото същото би могло да се направи и за централите с моно и поликристални модули. Освен това дори и да се преоценят и изцедят горните показатели, то това ще е с малко. И няма да промени факта, че ЦЕНТРАЛИТЕ С КАНЕКА СА ПО-СКЪПИ, И ТО С МНОГО. Освен това ЕКСПЛОАТАЦИЯТА ИМ Е ПО-СКЪПА, а ЖИВОТА ИМ Е ПО-КРАТЪК.

ПС: Моля не коментирайте за Канеките в тази тема. Информацията е прекалено важна и поради тази причина съм отворил съвсем нова тема, в която съм копирам този постинг и в която ще правим дискусията.
http://www.solar.sts.bg/forum/viewtopic.php?t=176

[Vandal]

Много добър икономически анализ.
За някои неща не бях се замислил.
Може би трябва да се добавят и разходи за транспорт.

[Mateev]

Ето още един проблем с модулите Канека К60:



Уплътнителната лента в горния край на панела има склонност да се изплъзва надясно. От 44 модули, монтирани миналата година през август, на 21 от тях гумичките вече са се измъкнали с около 1 сантиметър. Тоест почти 50% от модулите дават този дефект. При това на абсолютно всички модули изплъзването е в горния десен ъгъл. Явно говорим за производствен дефект. И ако за 10 месеца са се изплъзнали с 1 сантиметър, то какво остава за следващите 5 или 10 години.

Проблема не е с изплъзналата се гумичка в десния ъгъл, а с останалата кухина в левия горен ъгъл. Зимно време тази кухина ще започне да се пълни с лед, който директно ще натиска стъклото. И не изключвам това да доведе до пукнатини или даже до директни счупвания.

Открити остават два въпроса:

Защо се изплъзва тази гумичка?
Вероятно ежедневните температурни разширения през деня и свивания през нощта постепенно избутват гумената лента настрани. Не знам защо това става винаги в една посока и защо само на горната рамка. Може би е свързано с някаква технологична особенност при монтажа на модулите. Едно обаче е ясно още от сега: Тези модули няма да издържат дълго, ако не се направи нещо по въпроса.

Какво може да се направи, за да се предотврати изплъзването?
Все още не знам. Мисля по въпроса. Може би трябва да се набият някакви тапи или да се завие някакво болтче. Но това вече са допълнителни разходи за материали и труд. И ми става някакси обидно, че трябва аз да решавам проблеми, който по начало трябваше да са разрешени от производителя.

Също така възниква въпроса: Какво ще правя с бъдещите си клиенти? Нима трябва още с покупката на модулите да започвам да ги ремонтирам?

[Христов]

Здравейте г-н Матеев, и всички читатели!
Първо да ви похваря за чудесния форум.
После да се опитам и аз да съм полезен с нещо.
Да дам само едно предложение относно птичките, които цапат модулите. Брат ми се занимава със земеделие и се е заел да провери за фирми и препарати специално разработени за защита от птици. Препаратите са производство на немскли и австрийски фирми. Не убиват птиците, просто ги отблъскват. Брат ми още не е дал инфо, но си миля че ако проверите в някоя агро аптека може и да имат нещо подобно. Такъв препарат ползвах по външната мазилка на къщата за да спра гнезденето на лястовиците. Употребата на препарата доведе до няколко годишно отблъскване на лястовиците. Смятам че ако намажете само алуминиевия профил в горната част на модула, с четка или мече, ще има успех.

[Ivan Buzov]

Дай името на препарата

[velislav_p]

защо не тествате български панели?

[Valio2007]

Не мога да намеря никъде информация или тестове на модули при радиация по-голяма от 1000W/m2. Ако някой знае или е тествал как се променя характеристиката на модулите ще бъда блогодарен ако го сподели.

[BillyBADBoy]

Интересно....месец Май излезе по-продуктивен от Юни. Същото нещо се наблюдава и в централата на Миро. Да видим как ще е Юли.

[Mateev]

Започнах реконструкция на тестовите централи. Наближава зимата, а част от модулите все още не са сложени на истински конструкции и централите все още не са узаконени. Просто до момента залисан в работата по клиентските централи не ми остана време за моите. Но е крайно време да направя нещо по въпроса.

И така....................
Какви промени са направени до момента:

1. PV07 е преместена от статична дървена конструкция на две конструкции с автоматично сезонно регулиране (с радиационен датчик и мотор).

2. На PV01 е добавен един нов стринг с още 4 модула Kaneka K60. По този начин централата вече стана с мощност 2.88 kWp, без да се променя инвертора SMA SB2500.

3. На PV05 е добавен още един 180 ватов модул. Новата мощност става 1.26 kWp без да се променя инвертора SMA SB1100.

4. На PV10 също е добавен още един 180 ватов модул. Новата мощност става 1.26 kWp без да се променя инвертора SMA SB1100.


Какви промени предстоят в следващите 2-3 седмици:

1. PV09 ще бъде преместена на DEGER TRACKER 5000NT. Фундамента вече е излят. Предстои монтажа на тракера.

2. PV08 ще бъде махната от дървената конструкция и ще бъде преместена на 2 нови конструкции:
- Стринг 1 - на 3 позиционера DEGER TOP TRACKER 8.5
- Стринг 2 - на ниски статични конструкции върху плосък бетонен фундамент. Идеята е да се направи демонстрация на конструкция за равен покрив.
Отделно ще можем по двата стринга да проверяваме коефициента на усилване на тракера. И последно - смятам и на двата стринга да добавя още модули и то много - поне 5-6. Идеята е силно да претоваря инвертора и да го накарам да работи в граничен режим.

Всъщност идеята за претоварване на инверторите я обмислям вече няколко месеца. Тя е породена от ежедневните ми наблюдемия върху мощността на всеки един инвертор при максималната радиация около 12-13 часа. При над 25 kWp инсталирана DC мощност рядко наблюдавам AC мощност на централата, по-голяма от 20 kWp. А инверторите могат да поемат 24 kW AC мощност. Следователно същите инвертори могат да поемат с 15-17% повече модули.

Защо се получава така?

Ами защото когато има голяма радиация (по обед през лятото), тогава има и висока температура на модулите и тяхната мощност спада с 10-15%. А когато е хладно (есента, зимата и пролетта), тогава пък радиацията е доста под 1000 W/кв.м. Дефакто излиза, че инверторите почти никога не се натоварват с повече от 80-85%. Това е доказано от почти едногодишните данни от замерванията на параметрите на тестовите централи. Следователно спокойно можем да добавим още модули на същите инвертори. Тази мисъл ми се върти в главата от доста време и най-накрая реших да я реализирам.

Във връзка с написаното по-горе започнах да си преосмислям и начина, по който се проектират клиентските централи. И вече вместо да натоварвам инверторите на около 100% предпочитам да ги натоварвам на около 105, че и даже 108%. Явно при метеорологичните условия на България инверторите носят на допълнително натоварване. В Германия не е така. Там много по често има големи радиации при ниски температури, което означава, че инверторите трябва да са на около 100%.

Слагането на малко повече модули на инверторите като цяло ще съхрани тяхното специфично електропроизводство, но цената на Wp на инверторите в централата ще падне. А това си е жива икономия на 2-3% от цената на инвестицията.

[Mateev]

На графиките по-долу ви показвам един летен ден, в който радиацията по обяд е малко над 1000 W/m2. Би трябвало в такъв момент от време всички инвертори да работят със 100% натоварване. Но от графиката се вижда, че това не е така.



PV01 - 2.64 kWp DC - 2.5 kW AC - отдава 2.25 kW - търпи още 250W модули (+10%)
PV02 - 1.08 kWp DC - 1.1 kW AC - отдава 1.00 kW - търпи още 100W модули (+10%)
PV03 - 1.08 kWp DC - 1.1 kW AC - отдава 1.00 kW - търпи още 100W модули (+10%)
PV04 - 1.08 kWp DC - 1.1 kW AC - отдава 1.00 kW - търпи още 100W модули (+10%)
PV05 - 1.08 kWp DC - 1.1 kW AC - отдава 0.86 kW - търпи още 140W модули (+14%)
PV06 - 1.08 kWp DC - 1.1 kW AC - отдава 0.88 kW - търпи още 120W модули (+12%)
PV07 - 4.32 kWp DC - 4.2 kW AC - отдава 3.70 kW - търпи още 500W модули (+12%)
PV08 - 5.40 kWp DC - 5.0 kW AC - отдава 4.40 kW - търпи още 600W модули (+12%)
PV09 - 5.40 kWp DC - 5.0 kW AC - отдава 4.20 kW - търпи още 800W модули (+16%)
PV10 - 1.08 kWp DC - 1.1 kW AC - отдава 0.83 kW - търпи още 170W модули (+15%)
PV11 - 0.80 kWp DC - 0.7 kW AC - отдава 0.70 kW - само тука всичко е наред

ИЗВОДИ:
С изключение на PV11 всички останали инвертори търпят поне още 10% модули, без при това да влязат в режим на претоварване и да започнат да режат мощност.

Прави впечатление, че само CIS модулите не са си редуцирали мощноста от високите летни температури. Това е много добре. Трябва обаче да се има в предвид, че при слаби радиации тези модули се представят много лошо и тяхното средногодишно производство е възможно най-лошото от всички останали централи. Затова на никого не препоръчвам централи със CIS модули.

А останалите централи с тънкослойни, моно и поли-кристални модули - Ами смело можете да си направите собствените си изводи и в бъдеще да проектирате инверторите с 10% повече модули от това, което препоръчва производителя. Между другото SMA има 2 програми за планиране на стрингова организация - едната е Sunny Design и според нея 5% претоварване е допустимо. Втората програма е на екселски файл с макроси (GenAu_7-43.xls) и той допуска 10% претоварване. Следователно даже и според производителя SMA 10% претоварване си е съвсем нормално и в реда на нещата.

Колкото до тестовите централи - за нуждите на експеримента ще направя централи с още по-голямо претоварване (15-20%) за да се провери поведението на инверторите и електропроизводството в един драстично краен случай. Не би трябвало нищо да се случи на инверторите, защото те просто ще режат излишната мощност. Тезата, която искам да проверя по-скоро е друга - Дали средногодишното производство ще намалее при голямо претоварване и ако намалее - с колко процента. Това е много важно да се знае, защото претоварването на инверторите води до сравнително големи икономии в инвестицията (2-3%). И ако насреща стои нищожна загуба на електропроизводство, значи си струва да се прави. Склонен съм да си мисля, че съм прав, защото дните, в които радиацията достига и надхвърля 1000 W/m2 са много малко - не повече от 10 в годишен план. И 2-3 киловата загуби в годишен план (0.2%) са нищо на фона на възможните 2-3% икономии в цената на инвестицията. Струва се да се провери. Но ще трябва да изчакаме още една година. А дотогава - смело проектирайте с 5-6% претоварване и изчакайте да ви потвърдя, че и с 10-15% няма проблеми.

Между другото има и още една обосновка за проектиране с леко претоварване:
Ами в бъдеще модулите ще деградират. Може да е с много малко, но ще деградират. И ако сега проектираме с малко претоварване, след 10-15 години ще стане точно обратното - инверторите ще са недонатоварени. И има опасност ако още от сега оставим недонатоварени инвертори, след 10-15 години MPP напреженията да паднат под допустимия диапазон от стойности на инвертора.

ВНИМАНИЕ !!!
Като казвам леко претоварване до 5-8%, имам в предвид претоварване само по мощност.
В НИКАКЪВ СЛУЧАЙ НЕ ПРЕТОВАРВАЙТЕ ПО ТОК ИЛИ ПО НАПРЕЖЕНИЕ !!!

[venkap]

Може ли, да получим екселският файл?

[Mateev]

Няма екселски файл. Тази графика е копирана от Sunny Portal. Ако искате, мога да ви дам първични данни. Само че те са в XML формат. По 1440 файла в денонощие или около 43 000 файла за 1 месец или над половин милион файла за периода на работа на централата. Как ще ги импортвате - не знам. На ръка е откачена работа. В момента разработваме софтуер, но все още не е готов. Ако обаче сте много мераклия за първични данни в 5-минутни дискрети - елате на гости в Габрово с USB твърд диск или с няколко FLASH карти. И ще ви копирам няколко гигабайта информация.

[valka]

Г-н Матеев мисля, че вече е време да обобщите резултатите от вашите тестови централи. Преди да настъпи слънчевия период. Често проверявам работата на тестовите централи от сайта ви от PV1 до PV11 но понеже са с различни модули и различна мощност е трудно да се добие реална представа/постоянно стоя с калкулатор пред компютъра/. Най добре е Вие като специалист да дадете информация кои модули, какви позиционери, какви инвентори, какъв монтаж - на покрив, на земя е най подходящ.

[Mateev]

Отдавна и аз се каня да направя един анализ и да го публикувам на форума. Проблема е, че това ще ми отнеме 7-8 часа, а толкова загуба на време не мога да си позволя. Последните 3-4 месеца не съм имал почивен ден. През деня посрещам пожарите (звъненето по телефона). През нощта разчиствам задачите, възникнали през текущия ден. Периодично разчиствам и пощенската си кутия (когато се натрупат по 30-40 мейла). А събота и неделя приемам съществуващи клиенти, за да придвижваме техните проекти. В изключително редки случаи приемам и потенциални клиенти. За жената и децата време не остава. За мене също. Живот и здраве да поразчистя залежалите жълти листчета по бюрото си (30-40 и всяко едно е 3-4 часова задача) и ще седна да отделя малко време за анализи на натрупаната информация. Но няма да е в следващите 2 седмици, защото съботите и неделите вече са ми разписани.

[valka]

Абе то и мен жена ми почна да ме ревнува от компютъра ама още един актуален въпрос за момента - предполагам и за всички регистрирани вмъв форума. Дали изобщо ще имате време на изложението 6 - 8 април 2009 да се срещнете с участниците във форума за да обсъдим някои общи и лични предложения. Ако е възможно, в кой от трите дни ще е най подходящо.