Солнечная электростанция в ИКЕА Казань Комментировать

Сегодня речь в нашей статье пойдёт о применении «зеленой энергетики» всемирной торговой сетью ИКЕА, а именно, которая находится в г. Казани.

Думаем, многие из наших читателей, знают где у нас находится ТЦ МЕГА и рядом с ней магазин IKEA. Напомним, что IKEA в Казани открылась в 2004 году, а в след за ней в 2005 году открылась МЕГА. С первых дней открытия этих двух торговых гигантов полюбил наш казанский народ, а также очень большое количество посетителей приезжает со всего Татарстана и других близ лежащих регионов.

МЕГА славиться как торговый цетр, в котором можно и погулять по бутикам и разным магазинам, а также вкусно покушать и поиграть с детьми на детских площадках. Сам магазин IKEA всем известен как продавец «всё для дома». Здесь можно купить всё – от вилки, ложки до мебели и шкафов, и всё это будет хорошего качества по приемлемой цене. Всё это в совокупности даёт очень большой поток людей в этот торговый центр, и к нему никогда не «зарастает» народная тропа.

ИКЕА и солнечная энергетика

Что касается нашей темы – темы солнечной энергетики, то для сети IKEA это не новое. За последние 10 лет международный центр товаров для дома IKEA инвестировал $2,8 млрд в инфраструктуру возобновляемой энергии. А в перспективе компания вообще хочет отказаться от централизованной электроэнергии в пользу солнечных батарей (ну мы понимаем, конечно, что это в тех местах где солнца побольше чем у нас в регионе). Сейчас в IKEA разрабатывают доступную программу по распространению солнечных батарей, чтобы со временем перевести свои магазины и склады на возобновляемую энергию. В России IKEA пока реализовала проекты с солнечными электростанциями для своих нужд только в некоторых городах.

Солнечная электростанция в ИКЕА Ростов-на-Дону

«IKEA Ростов-на-Дону» реализовала проект по строительству ветро-солнечной электростанции на 35 кВт для сервисного здания, было установлено 5 ветрогенераторов суммарной мощностью 15 кВтч и 60 солнечных панелей, способных генерировать 20 кВт.ч. Сейчас идёт разработка по расширению мощности до 200кВт.

Солнечная электростанция в ИКЕА Казань
Монтаж ветро-солнечной электростанции в ИКЕА Ростов-на-Дону

Солнечная электростанция в IKEA Нижний Новгород

В “ИКЕА Нижний Новгород», в июле 2019 года была запущена ветро-солнечная электростанция мощностью 200кВт и она экономит более 1 МВт×ч ежедневно для торгового центра! Это самый большой проект в России у IKEA по внедрению солнечной энергетики.

Конечно, многие скажут, что как и в Казани в Нижнем Новгороде мало солнца и солнечные панели не работают, мы им ответим – это не правда, они работают, но зимой хуже чем весной и летом. Т.е выработанной энергии зимой будет меньше чем летом в 10-15 раз, и она будет просто меньше закрывать потребляемую нагрузку, но сама электростанция функционирует. При строительстве солнечных электростанций в средних широтах IKEA это всё понимает и от проектов не отказывается, т.к экономия электроэнергии все равно получается значительная.

ИКЕА по всему миру сейчас переходит на альтернативные источники энергии. Компания преследует цель не только сэкономить электроэнергию и защитить оборудование от аварийных отключений, но и напомнить, что IKEA — это экологично. Поэтому возводимые электростанции не в сильно солнечных регионах для ИКЕА – это больше имиджевые проекты, а только после – экономия электроэнергии.

ИКЕА Казань

Теперь мы плавно подошли к нашему городу Казань. Рассмотрим солнечную электростанцию, установленную в «ИКЕА Казань». А где она? Спросите Вы… Ведь её нет, мы много раз были в этом ТЦ и никогда не видели чтобы стояли солнечные панели! Мы Вам ответим – они есть! Их даже целых 34шт. размером 1*1.7м. Просто установлены они в «укромном» месте, и видит их только солнце. Солнечная электростанция в казанской МЕГЕ установлена на «летней террасе», а именно на уличном кафе «Место есть по-шведски». Я думаю, многие проезжали или проходили мимо этого заведения, но не обращали внимания на крышу, как раз они там и установлены. Солнечная электростанция начала свою работу 17 июля 2018 года.

Солнечная электростанция в ИКЕА Казань
Солнечные панели установлены на крыше кафе “Место есть по-шведски”

Мы связались с руководством казанской МЕГИ, попросили разрешение на исследование установленной системы. Нам она очень интересна, установлена на здании известного общепита, этот объект можно применять в качестве примера и в будущем использовать в агитации к применению солнечной энергетики массово. Огромная благодарность руководству МЕГИ, они нам пошли навстречу и разрешили посмотреть «изнутри» что да как.

Какие солнечные панели установлены

Сначала мы забрались на крышу и посмотрели количество солнечных панелей и вообще как они установлены. На дворе зима, зима 2020 выдалась без снежная, но вот специально для нас снег выпал и ровно лёг на крышу «белым ковром»))). Пришлось поработать лопатой, чтобы посмотреть на «желанный трофей».

Солнечные панели применялись производства завода ХЕВЕЛ, это наш российский производитель, завод находится в г. Ново-Чебоксарск. Одна солнечная панель выдаёт мощность при идеальных условиях 310Вт, размер у неё 1,7*1м, вес 19кг. Тип применяемых кристаллов – гетероструктурный, это новый тип кристаллов в солнечной энергетике, и в отличие от моно- и поликристаллов, обладают более высоким КПД, но и цена соответственно выше. На крыше мы насчитали 34 панели. Установлены они под углом 20 градусов относительно земли и обращены на западную сторону, скажем честно, не очень хороший угол наклона панелей, летом – желательно 30 градусов, зимой – 80 градусов, универсальный “круглогодичный” угол 50-60 градусов.

Выработка электроэнергии: теория и практика

Посчитаем, сколько же вырабатывают эти солнечные батареи? Всё просто – 34шт*310Вт = 10540Вт, т.е. такое количество энергии солнечная электростанция вырабатывает в час в идеальных условиях. Идеальные условия это:

  • Время года – лето
  • Безоблачная ясная погода
  • Солнечные лучи падают перпендикулярно поверхности солнечной панели

В реальности же, всё не так идеально, мы можем только примерно посчитать сколько вырабатывает солнечная электростанция. В течении дня солнце не стоит на месте и каждый час светит под разными углами относительно солнечной панели, чем острее падающий угол, тем меньше выработка электроэнергии. Поэтому правильнее считать выработку не в час, а за сутки.

Мы в своих проектах всегда предоставляем нашим заказчикам примерный график выработки электроэнергии – средняя выработка за день, месяц, год. Эти данные мы не можем считать абсолютно точными, данные сформированы на основе статистики, собранной на протяжении нескольких лет, и может отличаться от реальных примерно на +-20%. Но это уже хороший результат и по этим данным уже рисуется примерная картина окупаемости проектов, а это главное для тех, кто вкладывает средства в такие солнечные электростанции.

Сделаем примерный график выработки электроэнергии данной солнечной электростанции, учитываем все параметры установленных панелей – угол установки, ориентация, мощность панели, количество. Получаем график:

Солнечная электростанция в ИКЕА Казань
График выработки электроэнергии в течение года.
Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь
3 8,5 18,7 32,3 44,3 51 47,8 34 18,3 8 3,8 2,2

Среднегодовая выработка электроэнергии: 22,68 кВт*ч/сутки. Суммарная выработка электроэнергии за год: 8279.33 кВт*ч. По графику наглядно видно, что в зимние месяцы происходит большой провал по выработке, самые темные месяца у нас ноябрь, декабрь, январь. Потом система оживает и начинает «кочегарить». В данной электростанции выработка не идеальна, так как солнечные панели ориентированы в сторону запада, а там солнце только после обеда, следовательно, и показатели занижены.

Теперь расшифруем эти показатели. Среднемесячная выработка электроэнергии формируется посредством вычисления среднего значения в месяц. Т.е., к примеру, в один день выработка 10кВт, в другой 5кВт, в третий 15кВт – среднее значение будет 10кВт. И это все, повторим, примерные данные, но очень приближенные к действительности. Так рассчитывается каждый месяц, а потом получаем суммарную выработку в год.

Сетевой инвертор – “сердце” солнечной электростанции

Так, здесь нам все понятно, теперь перемещаемся в сердце солнечной электростанции – к сетевому инвертору. На этом этапе выразим благодарность инженеру ТЦ МЕГА за гостеприимность и открытость в общении. Вообщем, спустились мы вниз в подсобное помещение, там то и находился этот самый инвертор.

Солнечная электростанция в ИКЕА Казань
Сетевой 3-х фазный инвертор мощностью 25кВт.
Солнечная электростанция в ИКЕА Казань
Вид снизу, провода слева – ввод от солнечных панелей, справа – выход ~380В

Для чего нужен сетевой солнечный инвертор

Расскажем немного поподробнее про это устройство. Этот инвертор называется сетевой, т.к. он подключается и работает параллельно действующей сети переменного тока, при этом не требует подключения аккумуляторных батарей (используются в автономных системах электроснабжения, где нет городской электросети). Работает он так:

  • есть солнце – питание всей нагрузки происходит от солнца
  • нет солнца – питание от городской сети
  • солнца недостаточно – максимум питает от солнца, что не хватает – от городской сети

То есть инвертор – это некий миксер электроэнергии, который сам всё видит и перемешивает электроэнергию от солнца и от города. Инвертор трёхфазный, его мощность – 25кВт. Это значит, что к нему можно будет подключить максимум 25кВт солнечных панелей, которые будут с такой же мощностью (25кВт·ч) закрывать потребность в нагрузке (ну это при идеальных условиях). В этой установленной системе мы уже считали, что суммарная мощность всех панелей 10,5кВт. Вся эта мощность распределяется равномерно по трём фазам, т.е. по 3,5кВт на фазу.

На инверторе установлен небольшой информативный дисплей на котором отображаются основные параметры системы. Взглянем на него:

Как видим, дисплей показывает мгновенную выработку (Power), дневную (Day) и общую (Total), она не сбрасывается и отсчитывается с момента установки инвертора. Замеры проходили в ориентировочно 14:00, в очень пасмурную погоду, без осадков, с очищенными солнечными панелями. Выработка, как мы и говорили, зимой не блистает большими мощностями – 126Вт из 10540Вт панелей. За день к этому времени выработалось 2886Вт. Это, конечно, по нашему мнению, очень мало, но таковы реалии работы солнечных панелей в пасмурные зимние дни.

Солнечные панели от того и называются «солнечными» – работают на солнце, а его в данный момент нет, да ещё и небо «свинцового» цвета. Все остальные параметры, более подробные, отражены в личном кабинете пользователя системы. Сетевой инвертор подключается к интернету посредством Wi-Fi и пользователь в любое время может зайти в свой личный кабинет, в котором в режиме реального времени можно посмотреть состояние системы – выработка, ошибки, настройка и т.д.

Данные из личного кабинета

Вместе с добрым сотрудником-инженером мы включили компьютер и зашли в личный кабинет солнечной электростанции на сайте производителя инвертора. Произведен этот сетевой инвертор в Германии, поэтому на сайте всё оказалось англоязычным без возможности выбора русского языка. Но это не большая проблема, с начальным английским можно разобраться, тем более, всё изображено с помощью графиков и диаграмм.

График ежемесячной выработки энергии

Как мы уже и говорили, в личном кабинете можно подробно изучить статистику выработки электроэнергии. На фото сверху видно, как работают солнечные батареи помесячно. В принципе, по этим диаграммам можно даже восстановить погодный архив, какое лето было – дождливое или солнечное)).

А так, вообщем, всё видно, сколько вырабатывается в зависимости от времени года. Данные за февраль, март, апрель, май 2019г. не отображаются, как нам сообщили, были проблемы с Wi-Fi роутером, но на показатель Total (суммарная выработка) это не влияет. Ну и добавим, зима, как мы уже говорили – не очень хорошая пора для солнечных батарей. Ноябрь, декабрь, январь – самые неблагоприятные для производства электроэнергии, выработка есть, но не как в летом.

График ежедневной выработки энергии

В личном кабинете также можно посмотреть данные по выработке энергии за определённый день:

Солнечная электростанция в ИКЕА Казань
Каждодневная выработка энергии в июле 2019г.

Например, берем самый разгар лета – июль, на графике видно, что выработка колеблется в пределах 15-65кВт·ч/сутки, как мы и рассчитывали ранее, на основе нашего калькулятора, среднее значение 40-50кВт·ч/сутки.

График выработки энергии за год

ИКЕА Казань выработка энергии 2018-2019
Выработка энергии за 2018 и 2019г.

Ключевые показатели работы солнечной электростанции

В главном меню удаленного мониторинга в одном окне отображается вся важная информация по работе системы:

Солнечная электростанция в ИКЕА Казань

Общая выработка системы – это не обнуляемый параметр, он не зависит от постоянной связи инвертора с интернетом, эти данные хранятся в инверторе и передаются при первом же подключении к интернету. Здесь мы видим, что электростанция «Место есть по-шведски» нагенерила уже 10805 кВт·ч .

Сэкономленные денежные средства – в программе задается стоимость киловатта, в нашем случае в рублях, и этот калькулятор, опираясь на выработку, считает нам сколько денег было сэкономлено.

Выбросы СО2 – это самый важный параметр в европейских странах. Он означает сколько выбросов СО2 (диоксид углерода или, проще, углекислый газ) не было произведено при производстве электричества. Ведь солнечная энергетика – это зеленая энергетика и при производстве электричества никаких вредных выбросов не происходит. В статистике нашей электростанции видим, что ИКЕА за полтора года защитила окружающую среду от выбросов 7600 кг углекислого газа! Чтобы нагляднее видеть масштаб: обычный легковой автомобиль при сжигании 15л топлива выбрасывает в среду 9кг углекислого газа. Вот такой вот интересный и полезный параметр, надеемся, что и у нас в России начнут больше уделять этому внимание…

Также в личном кабинете есть данные о установленном массиве солнечных панелей, температуре окружающей среды. Данные о температуре тоже немаловажный фактор. Известно, что величина выработки солнечными батареями напрямую зависит от температуры воздуха. Чем выше температура окружающей среды, тем меньше выработка, и, соответственно, чем холоднее, тем выработки больше. Это физика работы полупроводников и здесь мы не будем углубляться в эту тему…

Немного критики

Добавим немного критики в эту установленную систему. 70% успеха выработки электричество от солнца – это правильное расположении солнечных панелей. В данном проекте панели ориентированы исключительно на западную сторону, это ограничивает выработку до обеда, панели начинают работать в полную силу только после 11-12 часов (летом).

Восток-запад

Более правильно было бы установить в данном случае на оба ската крыши, т.е. восток-запад (до обеда работает одна сторона, после обеда другая) в таких системах общая выработка электроэнергии выше. Но, возможно так было запланировано, т.к. обеда потребление электроэнергии в кафе минимальное и энергию от солнца попросту некуда девать – поэтому так и заложили в проект установку панелей только на западный скат крыши.

Солнечная электростанция в ИКЕА Казань
Солнечные панели с ориентированием “восток-запад”

Угол наклона солнечных панелей

Ещё один параметр, который может повысить выработку электроэнергии – угол наклона панели относительно горизонта. На здании кафе панели установлены под углом 20 градусов – это абсолютно летний угол (точнее июнь, июль), в другие месяцы солнечные лучи попадают на поверхность панели под острым углом, а значит, выработка электроэнергии меньше. Зимой вообще под таким углом будет вечно лежать снег на панелях, про выработку можно будет совсем забыть.

Чтобы по максимуму получать энергию от солнечных панелей в течение года, их устанавливают на специальный каркас, при помощи которого можно будет регулировать угол наклона в зависимости от времени года. Как правило, общая выработка повышается примерно на 20%.

В случае с ИКЕА, не была реализована эта система, наверное потому что слишком дорого «содержать» эту конструкцию, ведь это целый труд и много времени на регулировку угла наклона несколько раз в год. Проще установить и забыть, пусть работает сама по себе, ведь не важно сколько выработано – важнее имидж.

Экономика солнечной электростанции

За весь период работы электростанции было сгенерировано почти 11Мвт электроэнергии (1,5 года). Если сопоставить с нашими графиками, то примерно так и выходит, статистика нас пока не подводит ))). Вот по этому параметру TOTAL и рассчитывается окупаемость установленной системы. Просто умножаем киловатты на рубли – и получаем экономию за всё время.

Рост тарифов на электроэнергию

При таком расчёте надо обязательно учитывать ежегодное удорожание киловатта. Тариф за электроэнергию не стоит на месте, он растёт с каждым годом (и как минимум на размер инфляции). Ниже приведен график стоимости киловатта в России для юридических лиц (архив цен взят из средств массовой информации). Рост цен на электроэнергию составляет примерно 10-15% в год, при этом темпы роста с каждым годом увеличиваются. Мы постарались спрогнозировать «тариф на свет» аж до 2030 года. Что из этого получилось?

Солнечная электростанция в ИКЕА Казань
График роста тарифов на электричество для юр. лиц

Считаем окупаемость солнечной электростанции

Давайте примерно посчитаем, за сколько же можно окупить такую электростанцию? Наших покупателей этот вопрос всегда волнует на первом месте. Возьмем ориентировочную стоимость всего комплекта оборудования, крепления и монтажа под ключ. Цены берём с нашего магазина солнечных электростанций, оборудование аналогичное по параметрам, но другого бренда. Стоимость такой установленной электростанции под ключ будет примерно 1млн. рублей. Считаем: примерная выработка электроэнергии в год – 8279 кВт. За стартовую стоимость киловатта возьмём 6,20 рублей, учитываем стоимость удорожания киловатта на 8% в год.

Солнечная электростанция в ИКЕА Казань
График окупаемости солнечной электростанции

Из диаграммы видно, что данная система окупится примерно через 13 лет, а дальше будет приносить прибыль. Срок службы компонентов не менее 20 лет. Т.е. солнечную электростанцию можно считать долгосрочной инвестицией денег. При покупке клиент замораживает свой тариф, экономит, а потом получает прибыль. Если брать более южные регионы России, там эта цифра окупаемости меньше в 1,5-2 раза. И установленную (в будущем) IKEA солнечную электростанцию в Ростове-на-Дону, окупит через 5-6 лет.

Подведём итог

Солнечная электростанция, установленная в казанской МЕГЕ, оставила только положительные впечатления. Электронное оборудование, солнечные панели, качество монтажа произведено на высшем уровне.

По работе системы – для нас ничего нового, все солнечные электростанции в наших широтах так работают и достаточно вырабатывают. По инсоляции Казань конечно не сравниться с Сочи, но развитие солнечной энергетики только немного отстаёт от южных регионов.

В Татарстане все чаще используют солнечные батареи для энергоснабжения коттеджей, дач и элементов дорожной инфраструктуры. Стоимость киловатта с каждым годом растёт, компоненты солнечной энергетики наоборот – дешевеют. Энергетика Татарстана всё больше «тянется к солнцу» и мы, организация, развивающая это направление, максимально способствуем этому. Наша задача – ввести зелёную энергию в массы, каждый житель нашего города, республики, страны должен знать про альтернативную энергетику и о том, как она положительно влияет на экологию страны.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *