Сонячний урожай: як будується СЕС в селі Трифонівка Херсонської області

Автор: | 20.06.2017

Джерело: «Сегодня», автор: Бунецький Дмитро, фото: Вiталiй Лазебник

Весь світ, і наша країна в тому числі, прагне до розвитку і використання поновлюваних джерел енергії. Причин тому кілька: по-перше, сонце, вода і вітер – це невичерпні і доступні ресурси, по-друге, вони екологічні і безпечні, і по-третє, вони сприяють досягненню Україною незалежності від імпортного палива.

Кореспонденти «Сегодня» побували на будівництві сонячної електростанції в селі Трифонівка Херсонської області – це близько 30 гектарів старого колгоспного пасовища, яке перетворилося на високотехнологічний об’єкт, що збирає урожай променів і перетворює його на змінний струм, який потім живить квартири і будинки.

new_image3_339

«Скелет». Алюміній дорожче чорного металу, але набагато надійніше

Квантова механіка

Говорячи про сонячні батареї, ми маємо на увазі фотоефект – процес, при якому речовина випускає електрони під дією світла або електромагнітного випромінювання. Роком початку ери сонячної енергетики прийнято вважати 1883-й: саме тоді американець Чарльз Фріттс створив перший фотоелектричний сонячний елемент. А основні закони, що описують ці процеси, з’явилися ще пізніше – на рубежі ХІХ-ХХ століть, коли фізик Олександр Столєтов встановив емпіричний зв’язок між величиною фотоструму і світловим пакетом, що падає на зразок. І лише 1905-го Альберт Ейнштейн розробив основи загальної теорії фотоефекту, за що 1921 року отримав Нобелівську премію. Ці дослідження стали одними з перших в історії нової науки – квантової механіки.

Принцип фотоефекту простий: частинки сонячного світла (фотони) вдаряються об якусь поверхню, наприклад метал, після чого діляться енергією з електронами, змушуючи їх залишати свої орбіталі.

Далі включається фотовольтаїчний ефект: при бомбардуванні фотонами деяких речовин (напівпровідників на кшталт кристалів кремнію) електрони поглинають енергію, вивільняються і у вільному вигляді переміщаються під дією внутрішнього електричного поля до анода. Позитивний заряд йде на катод. Все це – про основу науки під назвою «фотовольтаїка», яка й займається аспектами перетворення сонячного світла на електроенергію. Незважаючи на зовнішню простоту процесу, дослідження тривають досі: вчені перевіряють різні матеріали і створюють нові, щоб отримувати більше електрики з меншої площі.

new_image7_155

ФЕМ. Найкраще працює в демісезон, менше гріється

Сонячна ферма

Трифонівська сонячна електростанція колись була величезним пасовищем, де в радянські часи випасали корів. Втім, до моменту підготовки майданчика воно вже було занедбаним, порослим колючими бур’янами. Перед початком будівництва, згадує керівник проекту з боку генпідрядної компанії ВІРА

Андрій Сушко, пасовище і зовсім нагадувало величезне болото. Щоб завезти сюди панелі, будматеріали та інше обладнання, довелося ремонтувати дорогу, інакше фури могли і не пройти. Тепер тут «пасуться» стрункі ряди фотоелементів.

Територія майбутньої станції обнесена парканом. Відразу за воротами – вагончики охорони і будівельників. Перед ними відсипаються два цуценя – хлопчик і дівчинка. Вони народилися прямо тут, з початком будівництва, та так і залишилися: охороняють територію, оголошуючи степ заливистим гавкотом, лише тільки побачивши чужинців. За ними, під відкритим небом – тимчасовий склад матеріалів.

Трохи далі стоїть світла будова – це майбутній диспетчерський пункт. Поки що там порожньо, голі стіни, але незабаром він заповниться серверними шафами і комп’ютерами.

new_image8_129

Панелі. Приїхали сюди в таких палетах

— Майбутня станція – це земельна ділянка, 30,6 гектара землі, які ми взяли в оренду на 25 років, – каже менеджер проекту з будівництва Трифонівської СЕС Микола Трефілов. – Встановлена потужність – 10 мегават, які ми видаватимемо в підстанцію «Трифонівська 150/35/10 кВ», що знаходиться на протилежному боці однойменного села. Як основне обладнання використовуємо сонячні панелі виробництва JA Solar. Ця компанія входить до п’ятірки лідерів з виробництва панелей в світі за рейтингом Tier 1 від Bloomberg. Панелі до нас їхали з Китаю більше місяця по морю, доставляли їх до порту Одеси в 45 контейнерах. Сюди їх завозили фурами, 45 фур відповідно.

Херсонську область і конкретно цю ділянку вибрали з кількох причин: по-перше, тут один з найвищих рівнів інсоляції (опромінення земної поверхні сонячними променями) в країні. По-друге, Трифонівська СЕС для ДТЕК – це пілот, який за стратегією розвитку має запрацювати вже 2017 року. Тому компанія купила готовий проект у французької компанії BETEN INGENIERIE SAS: ті вже отримали землевідведення, домовилися з місцевою владою і провели підготовчі роботи. Звідси і незвичайна назва юридичної особи – «Тріфонівка Енержі» – на французький манер, замість звичного англійського «енерджі».

Інвестиції ДТЕК у проект становитимуть близько 8,1 млн євро. Фахівці компанії не виключають, що девелопмент наступних проектів робитимуть зі старту власними силами.

new_image10_84

Розпакування. Панелі готують до встановлення на металоконструкції

Точна робота

Щоб побудувати сонячну електростанцію, вам знадобляться палі і металоконструкції. Спочатку спеціальна машина «вдавлює» палі в землю, потім монтуються алюмінієві конструкції – вони дорожчі за ті, що зроблені з «чорного металу», але якісніші, ніж, наприклад, на 50-мегаватній станції в Англії, яку відвідували фахівці компанії: жодної іржі і мінімальний знос.

Після підготовки можна ставити панелі, чим і займаються засмаглі до чорноти працівники в касках і помаранчевих жилетках. Спочатку розпаковують палету на 30 фотоелектричних модулів. Потім з вертикального транспортного положення (жорсткість забезпечує алюмінієва рамка, тому панелі везуть «на ребрі») їх складують на палети в горизонтальному вигляді, перевіряючи цілісність. Зазвичай, якщо немає видимих пошкоджень, ФЕМ готовий до використання на 99,9%. Після чого їх монтують на підконструкцію, яка вже виставлена за всіма вимірами і готова: найменше відхилення призведе до того, що панель не ляже на своє місце.

new_image11_73

Установка. Відхилення призведе до того, що ФЕМ не стане на місце

Сам монтаж проводять чотири людини. Вони вправно переносять панель на «стіл» – так називається збірка з 40 панелей по 4 метри у висоту (це оптимальне розташування для цього регіону), щоб поставити його і закріплюють алюмінієвими зажимами-крабами, після чого відправляються за другою. Це справа кількох хвилин. Перший ряд, до речі, загвинчується вручну, тому, жартують мужики, вони точно знають, скільки болтів прикрутили руками. Другу панель ставлять, ретельно відмірюючи відстань від першої, щоб створити зазор, який зменшить парусність всієї конструкції (кажучи простіше, щоб вітром не здуло).

new_image12_48

З зазорами. Так зменшують парусність – щоб вітер не здував

Далі – підключення. Тут все залежить, яку систему ви для себе вибрали. Раніше більшість промислових сонячних електростанцій використовували систему, що передбачає установку центральних інверторів (інвертор – це пристрій для перетворення постійного струму на змінний, який використовується в звичайній мережі). А невеликі господарства монтували стрингові інвертори (вони ж – ланцюгові), які переробляють струм з невеликої площі. Зараз технології зробили крок вперед, і обслуговування стрингових інверторів і дешевше, і зручніше при тій же ефективності.

— У Китаї на стрингових інверторах півтора року тому побудували станцію потужністю трохи більше 1 гигаватта, – підкреслює Микола Трефілов.

На Трифонівській СЕС теж використовується стрингова система. Після установки панелей монтуються лотки для кабелів постійного струму, кожен з яких промаркований: з якого столу і на який стринг вони йдуть. 40-панельний стіл складається з двох стрингів, кожен з яких – це 20 панелей, з’єднаних між собою в послідовний ланцюжок. Крайні виходи вже підключаються до кабелів, що веде до інвертору, – тут використовують стрингові інвертори виробництва компанії АВВ, які були виготовлені на заводі в Італії. На один такий підключають 10 стрингів, тобто п’ять столів. Інвертор складається з трьох шаф: до першого підключаються кабелі постійного струму, другий – власне інвертор і третій видає 0,4 кВ напруги змінного струму на підвищувальну підстанцію збору потужності. Підвищуючих підстанцій тут буде вісім, об’єднаних в два кільця (дозволить не зупиняти станцію при виході з ладу однієї підстанції). Вони направляють потік на основну центральну підстанцію, яка вже виводить його до зовнішньої енергосистеми.

Одна панель видає 270 ват електроенергії за номіналом. По суті, це три 90-ватні лампочки. Щоб забезпечити енергією одне домогосподарство, потрібно 12 панелей, тож один «стіл» зможе підтримувати відразу три приватних будинки. Зараз на Трифанівці встановлено 17 тисяч панелей. Всього ж їх буде 37 тисяч. На день тут монтують від 200 до 1000 панелей – втім, можна і 2000, аби підготовчі роботи були виконані.

Всі панелі орієнтовані за лінією схід сонця з кутом нахилу в 30 градусів. Найефективніший сезон для отримання сонячної енергії, до речі, це не спекотне літо, коли батареї прогріваються, – навіть зараз я докладаю руку і розумію, що тут легко підсмажити яєчню. І, звісно ж, не зима, коли їх засипає снігом, а сонце висить низько над горизонтом. Найкращий «урожай» СЕС дасть в демісезон – коли немає великої спеки, але сонце в зеніті.

new_image9_96

Перевірка. Все було вивірено ще на етапі монтування, але зайвий погляд не завадить

Природа бере своє

Поки триває будівництво, бур’яни повільно, але впевнено відвойовують свою територію: перед підготовкою їх скосили. Пізніше, коли все закінчиться, тут їздитиме самохідна газонокосарка і підрізати траву. Тим часом, в Британії роль газонокосарок виконують… вівці.

— Таке є і в Україні, – розповідає Трефілов. – У мене є фото з одномегаваттної станції в Запорізькій області, там завели стадо баранів, воно ходить і їсть траву.

Тут обійдуться без овець. Втім, тварин на станції вистачає – крім собак, тут зустрічаються зайці (один дня три ховався під панелями від лисиць) і птахи.

Археологічних знахідок на будівництві не було. Добре, що не смітник, сміються будівельники, згадуючи сумний стан майданчика перед будівництвом

— Буває й гірше, – ділиться Трефілов. – Ми дивилися один майданчик, колишня військова частина ППО, там капоніри і ліс з потужними багатовіковими деревами. Обладнання вже розтягли, а ось що знаходиться в землі, не знає ніхто…

— Перед будівництвом на території військових частин першими заходять представники ДСНС, сапери, а потім вже ми, – підхоплює Сушко.

collage_21

Інвертор і підстанція. Основні елементи «збору врожаю»

Made in Ukraine

До речі, все обладнання, крім панелей і інверторів, українське. Алюмінієві конструкції роблять в Броварах, підстанції збору потужності – Хмельницький, центральна підстанція – із Запоріжжя, кабельні лінії одеські, а програмне забезпечення створюють в Миколаєві.

Доріг тут буде дві: одна – кільцева, друга – по центру, щоб забезпечити під’їзд до підстанцій. Щоб не пошкодити родючий шар ґрунту, їх спочатку коткують, потім стелять геотекстиль, після чого засипають щебенем. Після закінчення терміну оренди матеріали приберуть, текстиль згорнуть, і земля залишиться придатною для сільського господарства. Але це буде ще нескоро: спочатку станцію добудують, потім все підключать, і чиста енергія увіллється до системи, щоб живити будинки.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *