Бунецький Дмитро
Катерина Степаненко
редактор Весь світ – і наша країна в тому числі – прагне розвивати і використовувати відновлювані джерела енергії. Причин тому декілька: по-перше, сонце, вода і вітер – це невичерпні та доступні ресурси. По-друге, вони екологічні та безпечні. І по-третє, вони сприяють тому, що Україна стає незалежною від імпортного палива.
Кореспонденти "Сегодня" побували на будівництві сонячної електростанції в селі Трифонівка Херсонської області. Це більше 30 гектарів старого колгоспного пасовища, яке перетворилось на високотехнологічний об’єкт, що збирає урожай променів і перетворює його на змінний струм, який живитиме квартири і будинки.
"Скелет". Алюміній дорожчий за чорний метал, але набагато надійніший
КВАНТОВА МЕХАНІКА
Говорячи "сонячні батареї", ми маємо на увазі фотоефект – процес, при якому речовина випромінює електрони під дією світла або електромагнітного випромінювання. Ера сонячної енергетики розпочалась у 1883-му: саме тоді американець Чарльз Фріттс створив перший фотоелектричний сонячний елемент. Основні закони, які описують ці процеси, з’явилися пізніше – на межі XIX-XX століть, коли фізик Олександр Столєтов встановив емпіричний зв’язок між величиною фотоструму і світловим пакетом, який падає на зразок. І тільки у 1905-му Альберт Ейнштейн розробив основи загальної теорії фотоефекту, за що у 1921-му році отримав Нобелівську премію. Саме ці дослідження стали одними з перших в історії нової науки – квантової механіки.
Принцип фотоефекту простий: частинки сонячного світла (фотони) падають на якусь поверхню, наприклад, метал, після чого діляться енергією з електронами, змушуючи їх залишати свої орбіталі. Далі вмикається фотовольтаїчний ефект: при бомбардуванні фотонами деяких речовин (напівпровідників на кшталт кристалів кремнію) електрони поглинають енергію, вивільняються і у вільному вигляді під дією внутрішнього електричного поля рухаються до аноду. Позитивний заряд йде на катод. Все це – основа науки під назвою "фотовольтаїка", яка займається аспектами перетворення сонячного світла на електроенергію. Незважаючи на зовнішню простоту процесу, дослідження тривають досі: вчені перевіряють різні матеріали і створюють нові, аби отримати більше електрики з меншої площі.
ФЕМ. Найкраще працює в демісезон, менше гріється
СОНЯЧНА ФЕРМА
Трифанівська сонячна електростанція колись була величезним пасовищем, де в радянські часи пасли корів. Втім, до підготовки майданчика воно вже було занедбаним і поросло колючими бур’янами. Перед самим початком будівництва, згадує керівник проекту з боку генпідрядної компанії ВІРА Андрій Сушко, пасовище нагадувало величезне болото. Аби завезти сюди сонячні панелі, будматеріали та обладнання, довелось ремонтувати дорогу – інакше фури проїхати не могли. Тепер же тут "пасуться" стрункі ряди фотоелементів.
Територія майбутньої станції обнесена парканом. Відразу за воротами – вагончики охорони і будівельників. Перед ними сплять двійко цуценят – хлопчик та дівчинка. Вони народилися тут, на початку будівництва, та так і залишилися: охороняють територію і гавкають на весь степ, коли бачать чужих. За ними, під відкритим небом, тимчасовий склад матеріалів.
Трохи далі стоїть світла будівля – це майбутній диспетчерський пункт. Поки там порожньо, голі стіни, та незабаром всередині з’являться серверні шафи і комп’ютери.
Панелі. Приїхали сюди в таких палетах
- Майбутня станція – це земельна ділянка, 30,6 гектарів землі, які ми взяли в оренду на 25 років, – каже менеджер проекту з будівництва Трифанівської СЕС Микола Трефілов. – Встановлена потужність – 10 мегават, які ми видаватимемо в підстанцію "Трифонівська 150/35/10 кВ", що знаходиться на протилежному боці однойменного села. Основне обладнання – це сонячні панелі виробництва JA Solar. Ця компанія входить до п’ятірки лідерів з виробництва панелей у світі за рейтингом Tier 1 від Bloomberg. Панелі їхали до нас з Китаю більше місяця по морю, їх доставили у порт Одеса в 45 контейнерах. Сюди їх, відповідно, привезли 45 фур.
Херсонську область і цю ділянку обрали з кількох причин: по-перше, тут один з найвищих рівнів інсоляції (опромінення земної поверхні сонячними променями) в країні. По-друге, Трифанівська СЕС для ДТЕК – це пілот, який, згідно стратегії розвитку, має запрацювати вже в 2017-ому. 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 незвична назва юридичної особи – "Трифанівка 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 подібних проектів робитимуть одразу власними силами.
Розпакування. Панелі готують до встановлення на металоконструкції
ТОЧНА РОБОТА
Для будівництва сонячної електростанції 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 відвідали фахівці компанії: жодної іржі і мінімальний знос.
Після підготовки можна ставити панелі, чим і займаються засмаглі до чорноти працівники в касках і помаранчевих жилетках. Розпаковують палету на 30 фотоелектричних модулів. Потім з вертикального транспортного положення (жорсткість забезпечує алюмінієва рамка, тому панелі їдуть "на ребрі") їх складають на палети горизонтально, перевіряючи цілісність. Зазвичай, якщо видимих пошкоджень не видно, ФЕМ готовий до використання на 99,9%. Після цього їх монтують на підконструкцію, яка вже виставлена і вивірена: найменше відхилення завадить панелі лягти на своє місце.
Установка. Відхилення призведе до того, що ФЕМ не стане на місце
Монтажем займаються чотири людини. Вони вправно несуть панель на "стіл" – так називається збірка з 40 панелей по 4 панелі у висоту (оптимальне розташування для регіону), кладуть її і закріплюють алюмінієвими затискачами-крабами, після чого йдуть за іншою. Це справа кількох хвилин. Перший ряд, між іншим, загвинчують вручну. Тому, жартують чоловіки, вони точно знають, скільки гвинтів закрутили руками. Другу панель ставлять, ретельно вимірюючи відстань від першої, аби створити проміжок, який зменшить парусність всієї конструкції (щоб не здуло вітром).
Із проміжками. Так зменшують парусність – щоб вітер не здував
Далі – підключення. Тут все залежить від обраної системи. Раніше більшість промислових сонячних електростанцій використовували центральний інвертор (інвертор – це пристрій, що перетворює постійний струм на змінний), який охоплює всю мережу модулів. А невеликі господарства монтували стрингові інвертори (вони ж – ланцюгові), які переробляють струм з невеликої площі. Зараз технології покращились, тож обслуговування стрингових інверторів і дешевше, і зручніше при тій же ефективності, що і в центральних.
У Китаї на стрингових інверторах півтора року тому побудували станцію, потужністю більше 1 гігавата, – підкреслює Микола Трефілов.
На Трифанівській СЕС теж використовують стрингову систему. Після установки панелей монтують лотки для кабелів постійного струму, кожен з них промаркований: з якого столу і на який стринг вони йдуть. 40-панельний стіл складається з двох стрингів, кожен з них – це 20 панелей, з’єднаних в послідовний ланцюг. Крайні виходи підключаються до кабелів, які ведуть до інвертора – тут використовують стрингові інвертори виробництва компанії АВВ, виготовлені на заводі в Італії. На один такий підключають 10 стрингів, тобто – п‘ять столів. Інвертор складається з трьох шаф: до першого підключають кабелі постійного струму з панелей, другий – власне інвертор, і третій видає 0,4 кВ напруги змінного струму на підвищувальну підстанцію збору потужності. Таких тут буде вісім, об’єднаних у два кільця (це дозволить не зупиняти всю станцію при поломці однієї підстанції). Вони направляють потік на центральну підстанцію, а та вже виводить його до зовнішньої енергосистеми.
Одна панель видає 270 ват електроенергії за номіналом. Це три 90-ватні лампочки. Аби забезпечити енергією одне домогосподарство, потрібно 12 панелей, тож один стіл зможе підтримувати відразу три приватні будинки. Зараз на Трифанівській сонячній станції встановлено 17 тисяч панелей. Всього їх буде 37 тисяч. За день тут монтують від 200 до 1000 панелей – можна і 2000, аби підготовчі роботи були виконані.
Всі панелі орієнтовані за лінією сходу сонця з кутом нахилу 30 градусів. Найефективніший сезон для отримання сонячної енергії, до речі, не спекотне літо, коли батареї прогріваються – навіть зараз я кладу на панель руку і розумію, що тут легко підсмажити яєчню. І, звісно, не зима, коли модулі засипає сніг, а сонце висить низько над горизонтом. Найкращий "урожай" СЕС дасть в демісезон – коли великої спеки немає, але сонце знаходиться в зеніті.
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 територію: перед підготовкою їх скосили. Пізніше, коли станція запрацює, тут буде їздити самохідна газонокосарка. Тим часом в Британії цю роль виконують… вівці.
Таке є і в Україні, – розповідає Трефілов. – У мене є фото з одномегаватної станції в Запорізькій області, там завели стадо баранів, які їдять траву.
Тут обійдуться без овець. Втім, тварин на станції вистачає – крім собак тут зустрічаються зайці (один три дні ховався під панелями від лисиць) і птахи.
Археологічних знахідок на будівництві не було. Добре, що не смітник, сміються будівельники, згадуючи стан майданчика перед будівництвом.
- Буває й гірше, – ділиться Трефілов. – Ми дивилися один майданчик, колишня військова частина ППО, там капоніри і ліс з величезними багатовіковими деревами. Обладнання вже розтягли, а що знаходиться в землі, не знає ніхто...
- Перед будівництвом на території військових частин першими заходять представники ДСНС, сапери, а потім вже ми, – підхоплює Сушко.
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, далі засипають щебенем. По закінченню 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, аби живити будинки.
Головні теми