Тестови слънчеви електроцентрали

[Slavchevski]

Г-н Матеев,
В описанието на тестовите електроцентрали бяхте споменали монтирането на Degertraker 5000TN двуосна следяща система. Какви са наблюденията ви върху надежноста, стабилноста на конструкцията имайки в предвид разочерованието ви от модела 300ЕL.
Също така бяхте споменали разработването на собствен позиционер. На каква степеност на завършване е този проект.
Благодаря ви.

[Miro]

Аз имам такъв тракер и за момента съм доволен. Порови в ТАЗИ тема.

[mstoev]

Днес вятъра е много силен. Средната скорост е около 40 километра в час. Датчика на МТО станцията засече порив със скорост от 53.1 км/час. В миналото е засичала и 80 км/час, но тогава още нямаше монтирани модули и позиционери.

Дълго време наблюдавах модулите. При статичните конструкции и 1-axis позиционера нямаше никакви проблеми. Стоят си непоклатимо. 2-axis позиционерите обаче се клатят заплашително. Амплитудата на клатене на плочите е около 20 сантиметра. Вече съм напълно сигурен, че 2-axis позиционерите няма да издържат на вятър със 140 м/час. Три пъти по-голяма скорост означава 9 пъти по-голяма сила. Аз имам чувството, че ще паднат още днес, а какво остава, ако вятъра ги натисне 9 пъти по-силно. При това не говорим за плавен и постепенен натиск, а за кратки пориви, които натискат изведнъж и с голяма сила. Възможно е изпадане в резонанс.

Мислих си дали да сваля модулите и да прекратя експеримента. Но после реших да се жертвам заради останалите. Вече съм сигурен, че е въпрос на време позиционерите и модулите да се потрошат. И ще изчакам това да се случи, за да мога да замеря скороста на вятъра. И след това да направя снимки на щетите. Дано само някой модул да не се разхвърчи и да повреди други модули и по статичните конструкции. Но дори и това да стане, ще го преглъна. Иначе никога няма да разбера какво се случва при силен вятър.

Между другото тука също сме имали много силни ветрове, които вдигат керемидите от покривите. Жалко само, че тогава не съм имал метеорологична станция. Но ще почакаме. 10-20 години са много дълъг срок и през тях поне веднъж ще има опустошителен вятър. И е 100% сигурно, че ще се сдобием със снимки на строшени модули и позиционери.

Как издържат ФВ модулите на вибрации? За факторите които оказват влияние върху V-I характеристика има данни, но не срещам информация за влиянието на вибрациите. Изследвах 2 модула οτ мултикристален Si. Модулите всеки един по 70 W бяха монтирани върху покрива на автомобила ми в продължение на 10 000 км и бяха тествани в различни климатични зони на Балканите (Олимпия - Дуранкулак). От този експеримент научих много за ФВ модули подложени на екстремални условия на експлоатация. Ще се радвам да споделите и вашия опит от влиянието на вибрациите. За мен механичните вибрациите си остават едни от най-важните реални пагубни въздействия на околната среда върху ФВ модули и за жалост никой не коментира този проблем, а по-скоро се изтъкват различни фактори които оказват влияние върху стареенето на материалите.

[Lupus]

За мен механичните вибрациите си остават едни от най-важните реални пагубни въздействия на околната среда върху ФВ модули и за жалост никой не коментира този проблем, а по-скоро се изтъкват различни фактори които оказват влияние върху стареенето на материалите.

Ако не е фирмена тайна, опишете по-подробно какви са повредите.

[Mateev]

Нямам никаква информация за влиянието на вибрациите върху фотоволтаичните модули. В интернет също не съм срещал никаква информация. Нямам и никакви наблюдения върху тестовите централи. Дефакто клатенето на плочите на позиционерите не би могло да се счита за вибрации, защото честотата е много ниска.

Следователно вие сте единствения, които има някакви наблюдения върху модули, монтирани на автомобил. Ще съм благодарен, ако споделите на форума наблюденията и впечатленията си.

[mstoev]

Инсталирах в България преди 10 години по демонстрационен проект на ЕС два фотоволтаични генератора по 1,5 kWp свързани с ергийната мрежа за качествено захранване на консуматори в крайни точки на енергийната мрежа. Сега мога да твърдя, че термичните разширения и свивания на елементите на ФВ модул дължащи се на температурните разлики при естествени условия от -20 оС до + 65 оС, съчетани с вибрациите причинени от вятъра се отразяват върху здравината на модула. Това се наблюдава при реален експеримент и не става ясно от температурните зависимости на V-I характеристи получени при лабораторни условиия които в някои случаи са посочени в документацията на модула. Реалните условия при които се намират модулите по време на експлоатация са свързани с едновременното въздействие на много фактори които при лабораторни условия се изследват по отделно, но не и комбинирано. Затова е необходимо да се изследват отделни модули при реални условия да се натрупа експериметален материал който да посочи дали този модул е подходящ при конкретните климатични условия да се използва за изграждане на фотоволтаичен генератор или за още по-сериозна инвестиция като фотоелектрична централа. Всяка некомпетентност в тази част на фотоволтаиката се заплаща скъпо.

[Mateev]

Къде се намират тези генератори?
Имат ли Data Logger-и и ако нямат бихте ли ни предоставили поне данни за помесечното производство през тези 10 години?
Може ли да отида и да ги разгледам от близо?

От модули и инвертори на 10 години може да се получи невероятно количество полезна информация за процесите на стареене. Умирам от любопитство и нетърпение да ги разгледам. Ще съм ви безкрайно благодарен, ако ми съдействувате за това.

Последиците от процеса на стареене при реалната експлоатация на модулите е един от най-важните аспекти в нашият бизнес. И за съжаление за него няма почти никаква информация. Могат да се наблюдават разни централи на по 5-6 години в западна европа, но в повечето случаи те са с модули, които днес вече не се произвеждат. Следователно нямаме никаква представа за времето на живот на днешните модули. На производителите не може да им се вярва. Всички един през друг хвалят качеството на собствените си модули. Не може да се вярва и на имиджа на самата фирма. Факт е, че BP Solar се издъниха със серия модули, на които блокинг диодите се самозапалват.

С две думи:
Как сега да сме сигурни колко ще издържат точно нашите модули. При това говорим за точно нашата серия, от която е изградена нашата централа?

Отговора е НИКАК.

Затова на клиентите с големи централи над 100-200 kWp препоръчвам диверсифициране на риска. Тоест изграждане на централата с 2-3 вида модули от различни производители.

Между другото така стои и въпроса с инверторите. Ще минат поне 5-10 години и чак тогава ще разберем, че някой от сегашните модели инвертори и/или производители са били калпави.

[mstoev]

Нямам никаква информация за влиянието на вибрациите върху фотоволтаичните модули. В интернет също не съм срещал никаква информация. Нямам и никакви наблюдения върху тестовите централи. Дефакто клатенето на плочите на позиционерите не би могло да се счита за вибрации, защото честотата е много ниска.

Следователно вие сте единствения, които има някакви наблюдения върху модули, монтирани на автомобил. Ще съм благодарен, ако споделите на форума наблюденията и впечатленията си.

Темата е Car Integrated PV (CIPV) както има и BIPV. Разликата е в екстремалните условия при които работят ФВ модули при CIPV. За жалост трябва да се провеждат и скъпи експерименти с модулите при екстремални условия водещи до тяхното разрушване за да се натрупа опит. Такива сложни експерименти се провеждат с ФВ модули за космически изследвания, но в повечето случаи производителите на ФВ модули за използане на земята мълчат. Това е обяснимо - ФВ модули за екстремални условия изискват по-голяма инвестиция, а от там и цената им ще нарастне. За космически изследвания цената не е определяща, но за използване на земята е от огромно значение.

[mstoev]

Никой не прояви интрес към тези ФВ генератори в продължение на дълъг период от време. Инсталирах ги в две различни климатични зони в БАН - София и ЮЗУ - Благоевград. Сега бизнесът усети, че има ниша в енергетиката и то наложена от ЕС и реши да инвестира във фотоенергетиката. Това ще бъде скъп експеримент бе специалисти в тази област подготвени в университетите и техничските колежи, без специализиран инженееринг в фирмите, без опит в инсталирането и подръжката дори на ФВ генератори от 1 kWp. Можете ли да ми посочите официално ръководтсво на български език "Проектиране и инсталиране на ФВ генератори", а да не говорим за ФВ централи. Вижте какво е съвременното строителсвтво в България. Новата жилищната сграда е изцяло зависима от електроенергията и топлината която се подава от доставчици. Тази архитектура не е съобразена със съвременните изисквания за "слънчева архитектура" и нашите архитекти нямат познания в тази област. Въпросът ми е конкретен къде ще намерите място върху покрива на една съвременна сграда да се инсталира един ФВ генератор 3 kWp и термо система. Да не говорим, че няма никаква визия от площ 1 м2 да се произвежда едновременно електроенергия и топла вода от PV&T модул.

[Lambov]

Имам чувството, че сега монтираните модули, след 4 - 5 години, също ще са извън употреба. Това е област сходна с компютрите и мобилните телефони. От 1992 година насам все купувам нови компютри от последно поколение, които само след 1 година са вече безвъзвратно морално остарели. А знаете, че само амортизационния срок е 3 - 5 години. И наблюдавам, че тази тенденция се распространява за все повече области на техниката. Вероятно е време да се мисли за нови концепции за управление на промените. Амортизации, апгретване, модулност, съвместимост...

[Mateev]

Времето се постопли и ние отново започнахме експериментите и разширяването на тестовите площадки. Ето снимката на една разработена от нас конструкция със сезонно регулиране:



Конструкцията е предвидена за 12 стандартни модула с размери 808х1580 (Suntech, Trina, Sunflower и др.). На нея ще бъде монтиран единия стринг на PV07. Втория стринг ще бъде монтиран на същата конструкция, само че завъртянва на 90 градуса и наклонена на 30 градуса. Тя ще представлява 1-axis позиционер със собствена електроника за следене на позицията на слънцето.

Използувано е лагеруване с истински лагери, така че ще отпадне проблема с раздрънкването на немските позиционери с месингови втулки.

Технически все още не е решен проблема с херметизацията на лагеруването. На снимката конструкцията е изпълнена с външни лагери и тепърва предстои да се пробват различни методи за защита на лагерите от корозия.

За втората конструкция вече има изработени детайли с вградени в тръбата лагери. При тях херметизацията вече е гарантирана. Използуват се групи от по 3 лагера - 2 радиални и един радиално-аксиален. Когато я направим (след 1-2 седмици), ще публикуваме снимки.

[Mateev]

Ето и снимки на механизмите на DEGER TRACKER 300EL след по-малко от 6 месеца експлоатация:



Ясно се вижда, че гуменото уплътнение на китайския мотор вече се е скъсало. Водата сигурно вече спокойно си тече през мотора. Интересно е още колко време ще му трябва, докато откаже да работи.



На втората снимка се вижда, че оста от "неръждаема стомана" вече е ръждясала.
Освен това ясно се видда, че в месинговата втулка вече има луфт от около 1 милиметър.

Когато монтирахме тракерите, едвам успяхме да набием стоманената ос в месинговата втулка. И само за 6 месеца се появи луфт от почти 1 милиметър. И в момента всеки един малък повей на вятъра обира тези луфтове, предизвиквайки удари на оста вътре във втулката. Все си представях някакво разхлопване за 5-10 години, но разбиване на лагеруването само за 6 месеца ме ужасява. На снимката не се вижда, но големи луфтове са се появили и в ябълките на мотора. И въобще - за 6 месеца позиционера вече прилича на разхлопана трошка. Така както го гледам няма да издържи и 3 години, а какво остава за 30 или 50.

Също така на тази снимка се вижда, ще позиционера е поставен на кол (стоманена тръба) с максимално възможния диаметър. Освен това тръбата е запълнена с бетон. И въпреки това при вятър от 60 км. в час върха се клати с почти 10 милиметра. При 140 км. в час силата ще е поне 5 пъти по-голяма и клатенето ще достигне 50 мм. Интересно е дали препоръчвания от производителя кол ще издържи.

[Mateev]

Появиха се птичетата и започнаха да осират модулите. На статичните конструкции - по цялата дължина на най-горните модули, а на позиционерите - на най-лявата и най-дясната горни клетки.

Това наистина може да се окаже проблем, особенно при моно и поли-кристалните модули, където една зацапана клетка ще намали тока на целия стринг. Ще изчакам малко по-голямо зацапване и после малко преди и малко след почистването ще засека мощността. Идеята е да си изясня има ли загуби и ако ги има - колко са големи.

[Mateev]

Ако наистина има сериозни загуби, може да се окаже, че ще трябва да търсим ефективно и евтино решение. За сега ми хрумна опъването на хоризонтална жица на 5 сантиметра по-високо и на 5 сантиметра по-назад от най-горния ръб на модулите. Ще струва някакви дребни допълнителни инвестиции, но какво да се прави. И се надявам птичките да харесват жицата, а не ръба на модулите. Това твърдо трябва да се пробва. Ще пробвам и с плашило - развяващо се червено парцалче.

Не им завиждам на варненци и бургазлии, с техните големи чайки и гларуси. Сигурно по техните модули ще има камари от изпражнения.

ПС: Добре, че кравите не летяха!

[Tsvetko]

Защитата от птици чрез опъната жица е сполучливо решение, практикувано вече в чужбина за важни обществени сгради. Височината на жицата над модула и отстъпът й от ръба му трябва да са 3-4 см. Така "стандартното" българско пиле няма да може да обкрачва жицата, а също и да стъпва на ръба на модула. Ако са 5 и повече сантиметра, някои гадове ще могат без затруднения да стъпват на горния ръб и да обръщат ауспуха към клетките.