EN
Hitri povezave
Industrijske sončne instalacije danes tipično zavirajo tri glavne komponente: tiste velike fotonapetostne plošče, ki jih vsi poznamo, neko vrsto opreme za pretvorbo energije in trdne nosilne konstrukcije. Večina sodobnih panelov doseže učinkovitost okoli 20 do 22 odstotkov pri pretvarjanju sončne svetlobe v električni tok enosmerne napetosti. Nato sledijo pametni invertorji, ki pretvarjajo to enosmerno napetost v izmenično, ki jo dejansko potrebuje omrežje. Pri montaži proizvajalci običajno uporabljajo trpežne sisteme, izdelane iz cinkano pocinkane jeklene armature ali aluminijastih zlitin. Te konstrukcije lahko prenesejo precej močne vetrne obremenitve, približno 140 milj na uro, kot navajajo tehnični podatki. Taka vzdržnost je smiselna glede na to, kako dolgo morajo te sončne elektrarne trajati, preden se sploh razmišlja o zamenjavi.
Napredni invertorji vključujejo nadzor jalove moči in regulacijo frekvence, kar omogoča sodelovanje v programih odzivanja na povpraševanje. Integrirani z EMS (sistemi za upravljanje energije) se avtomatsko preklopijo med samopomočjo sončne energije in odjemom iz omrežja ob visokih cenah, s čimer optimizirajo varčevanje s stroški in interakcijo z omrežjem.
Opreme litij-ionskih baterij v kombinaciji s sistemi za upravljanje temperature omogočajo tovarnam shranjevanje presežne dnevne energije za nočni delovni čas ali izpade napajanja. Baterije razreda 1 ohranijo 80 % zmogljivosti po 6000 ciklusih, medtem ko integrirani BMS (sistemi za upravljanje baterij) zmanjšujejo tveganje termičnega zagona v zahtevnih okoljih.
Rakve iz aluminija morske kakovosti s prevlekami po MIL-STD-889 odpornostne na slano meglico v obalnih objektih. Inženirji uporabljajo standarde ANSI/SPRI RP-4 za balastirane strešne nosilce, da zagotovijo združljivost z garancijami plošč do več kot 30 let brez poškodb strešnih membran.
Industrijska sončna energija zahteva temeljit konstrukcijski pregled. Strehe morajo prenašati statične obremenitve 4–8 funtov na kvadratni čevelj ter dodatne dinamične obremenitve zaradi vetra in snega. Preiskave vključujejo jedrno vzorčenje, preizkuse napetosti jeklenih nosilcev in modeliranje s končnimi elementi. Skoraj 20 % industrijskih objektov potrebuje okrepitev, kot so križne podpore, da bi izpolnili standard za namestitev.
Sončne plošče trajajo 25–30 let, vendar je skoraj polovica industrijskih streh v ZDA starejših od 20 let. Ponovna pokrivanje po namestitvi sončnih panelov stane za 70 % več kot hkratne nadgradnje. Objekti s membranami EPDM ali TPO, mlajšimi od 10 let, so idealni kandidati; trdo asfaltirane strehe, starejše od 15 let, običajno zahtevajo zamenjavo pred namestitvijo.
Celovite ocene naj vključujejo:
Projekti, ki uporabljajo popolne študije izvedljivosti, so zmanjšali strukturna vprašanja po namestitvi za 83 % v primerjavi z osnovnimi ocenami. Simulacije senc v posameznih letnih časih in skladnost s krajevnimi protipožarnimi predpisi glede razmika panelov so bistveni sestavni deli učinkovitega načrtovanja.
Pravilna velikost sistema resnično zavisi od pregleda vsaj enega ali dveh let računov za električno energijo. To pomaga ugotoviti vzorce porabe energije ura za uro, dan za dnem in poleti ter pozimi. Ko razberemo običajne potrebe po energiji in čase največjih obremenitev, vemo, koliko sončnih panelov namestiti ter kakega invertorja uporabiti, da bo vse ustrezno delovalo. Za podjetja, ki povečujejo dejavnost okoli poldneva, je ključnega pomena imeti sistem, ki pokrije približno 70 do celo 90 odstotkov njihove najvišje obremenitve. Različne študije iz različnih sektorjev kažejo, da ta pristop zmanjša odvisnost od omrežja za približno tretjino v primerjavi s standardnimi pripravljenimi rešitvami brez ustrezne načrtovanja.
Modeliranje energije uskladi proizvodnjo z obratovanjem. Objekti z večjim obremenitvijo popoldne pogosto uporabljajo naklone proti zahodu v razponu 15–25°, da podaljšajo izhodno moč. Pametni invertorji preusmerijo presežno sončno energijo na neključne obremenitve, kot je predhlajevanje HVAC sistemov, kar poveča samopotrjo za 12–18 % v primerjavi s fiksnimi sistemi za izvoz.
Polja naj vključujejo 15–20 % večjo zmogljivost in modularne nosilce za lažje razširjanje. Načrtovanje za letni rast povpraševanja po energiji 3–5 % na podlagi napovedi CAGR pomaga izogniti se dragim nadgradnjam. Objekti, ki dodajajo 50 kW ali več letno, lahko uporabljajo dvojne invertorje MPPT za postopno povečevanje zmogljivosti sončne elektrarne.
Namestitev sončnih panelov na strehe je smiselna, saj uporablja že obstoječe površine in običajno prihrani okoli 30 do 40 odstotkov v primerjavi z namestitvijo na tla. Sistemi, nameščeni na tleh, potrebujejo lasten prostor, kar lahko uvrabi drago, vendar splošno proizvedejo približno 15 do 25 odstotkov več elektrike, ker se lahko popolnoma obrnejo proti jugu. Po raziskavah NREL iz lanskega leta sistemi na tleh, ki sledijo soncu, dejansko izkoristijo za 34 odstotkov več svoje zmogljivosti, kadar so nameščeni na tovarnah ali industrijskih objektih. Vse več podjetij danes upošteva tudi okoljske dejavnike. Uporaba zemljišč je zelo pomembna, še posebej za ohranjanje habitatov lokalne divje živali. To skrb postaja vse bolj pomembna pri odločanju, kje namestiti sončne elektrarne.
Industrijska streha mora zdržati obremenitev 40–50 PSF. Oprema, odporna proti koroziji, je ključna v težkih okoljih. Sistem z utežmi zaščiti membrane v kemičnih tovarnah, medtem ko sistemi s prebodenjem povečajo odpornost proti vetru na obalnih območjih. Proizvajalci letal uporabljajo trikotne postavitve, da zmanjšajo senčenje od dimnikov in mostnih dizalic.
Namestitve na tleh omogočajo natančno spremljanje. Sistemi z eno osjo povečajo izhodno moč za 25–35 % na območjih z višjimi zemljepisnimi širinami; sledilniki z dvema osma v sončnih regijah dosegajo do 45 % večji donos. Avtomobilska podjetja te sisteme uporabljajo za uskladitev neprestane proizvodnje in tako zmanjšajo stroške vrhnjih obremenitev za 18–22 %.
Sistemi na tleh zahtevajo 5–7 akerjev na MW, vendar omogočajo fazno razširitev – ključno za rastoče dejavnosti. Polprevodniške obrati v Teksasu uporabljajo modularne nize 10 MW z vzdrževalnimi koridorji širokimi 20 čevljev, kar zmanjša stroške urejanja vegetacije za 60 %. V srednjem delu ZDA ohranjajo fiksni nagnjeni nizi, usmerjeni proti jugu, dostopnost 85 % med sneženjem z višino 6 čevljev.
Najvišji zmogljivosti dosežemo z maksimiranjem zajema sevanja. GIS karto in računalniško modeliranje določita optimalno razdaljo in azimutne kote, s čimer se izognemo senčenju od bližnjih objektov. Napredna optimizacija postavitve poveča letno proizvodnjo za 15–30 % v primerjavi s konvencionalnimi rešitvami.
Kot nagiba se mora ujemati s sončnimi položaji, ki so odvisni od zemljepisne širine. Sistemi z določenim nagibom v zmernih pasovih običajno uporabljajo kote, ki so enaki zemljepisni širini lokacije ±5°, medtem ko dvosledni sledilniki samodejno ohranjajo idealne kote vpada, s čimer povečajo izhodno moč pozimi in zmanjšajo odrezovanje poleti.
Dvolični moduli v kombinaciji s strehami z visoko svetlostjo ustvarjajo učinek »svetlobnega kanjona«, ki poveča donosnost za 9–12 % v primerjavi s sistemom z enoliko tehnologijo. Ta strategija je posebej učinkovita na ravneh, svetlo obarvanih industrijskih strehah.
Vrstice, razmaknjene najmanj za 3 čevlje, omogočajo tehnikom varno pregledovanje, čiščenje in popravilo panelov. Vključitev prehodov že pri prvotnem načrtovanju – namesto naknadne prilagoditve – zmanjša obratovalne izpade za 40 % pri popravljalnih ukrepih ter izboljša dolgoročno delovno učinkovitost.