Przykładowy PROJEKT INSTALACJI FOTOWOLTAICZNEJ O MOCY kw ZASILAJĄCY WOJEWÓDZKI OŚRODEK RUCHU DROGOWEGO 40 DANE INWESTORA WOJEWÓDZKI OŚRODEK RUCHU DROGOWEGO Mierosławskiego 10 76-200 Słupsk Falowni k: GŁÓWNE ELEMENTY INSTALACJI O parametrach równoważnych jak SMA STP 10000TL-20 O parametrach równoważnych jak SMA STP 25000TL-30 Moduł fotowoltaiczny: O parametrach równoważnych jak Q.PLUS typ/model/seria BFR -G4.1 270Wp WYKONAŁ : Maciej Żelisko Podpis 1
SPIS TREŚCI strona 1.Opis instalacji 3 2. Dane techniczne 4 2.1. Lokalizacja instalacji 4 2.2. Elementy zestawu 5 2.2.1. Moduły fotowoltaiczne 5 2.2.2. Falownik 6 2.2.3. Systemy mocowań 7 2.2.4. Okablowanie DC 8 2.2.5. Zabezpieczenia 9 3. Stan obecny oraz wizualizacja projektowanej instalacji 12 4. Kalkulacja uzysków 13 5. Kosztorys 13 6. Oświadczenie o rękojmi 14 7. Karty katalogowe 14 7.1. Moduł fotowoltaiczny 14 7.2. Falownik 14 7.3 Efektywność mikroinstalacji (program PV SOL) 15 2
1. Opis instalacji Kompletny system ON- GRID przeznaczony jest do wytwarzania prądu przemiennego we współpracy z siecią energetyczną. Nie występuje tutaj akumulator, cała energia jest zużywana przez użytkownika lub odbierana przez sieć energetyczną. Podstawową zaletą tego systemu jest zastosowanie go jako elektrowni słonecznej. Energia produkowana przez system jest stale dostarczana do sieci, użytkownik kontroluje ilość wyprodukowanej energii i na tej podstawie dokonuje rozliczeń z miejscowym zakładem energetycznym. System jest bezobsługowy, oznacza to, że nie wymaga dozoru użytkownika. Zalecane jest jedynie sprawdzanie komunikatów na wyświetlaczu falownika. Schemat ideowy instalacji fotowoltaicznej 1) Moduły fotowoltaiczne 2) Falownik (zamieniający prąd stały wytworzony przez panele fotowoltaiczne w prąd zmienny) 3) Układ pomiarowy główny mierzący energię dwukierunkowo - dostarczany przez Operatora Sieci Dystrybucji 4) Zasilanie - Operator Sieci Dystrybucji 5) Odbiorniki energii. 3
2. Dane techniczne Planuje się zlokalizowanie instalacji fotowoltaicznej w województwie pomorskim w drugiej strefie śniegowej oraz pierwszej strefie wiatrowej. Planuje się montaż modułów fotowoltaicznych na budynkach użytowych w kierunku południowym, wschodnim i zachodnim 2.1 Lokalizacja Inwestycji Miejsce budowy instalacji: Mierosławskiego 10 76-200 Słupsk Elementy instalacji fotowoltaicznej o mocy 40 kw lp 1 2 3 nazwa Moduł fotowoltaiczny 270Wp Mocowania modułów fotowoltaicznych oraz system montażowy Okablowanie, pomiędzy modułami fotowoltaicznymi i falownikiem -przekrój min. 4mm2 ilośc [szt.] 148 komplet komplet 4 5 Falownik O parametrach jak SMA STP 25000TL-30 1 Falownik O parametrach jak SMA STP 10000TL-20 1 przeciwprzepieciowe Zabezpieczenia 1 przeciwpożarowe 4
2.2. Elementy zestawu fotowoltaicznego 2.2.1 Moduły O parametrach równoważnych jak Q.PLUS BFR -G4.1 270Wp * Opromieniowanie 1000 W/m 2, temperatura modułu 25 C, w zakresie masy powietrznej AM 1.5 5
2.2.2 Falownik Falowniki O parametrach równoważnych jak SMA: STP 25000TL-30 oraz STP 10000TL-20 posiadają wbudowane zabezpieczenia obwodów, przeciwprzepięciowe oraz przeciwzwarciowe. Falowniki posiada wbudowany licznik energii elektrycznej wytworzonej w mikroinstalacji. typ O parametr. równoważ. jak SMA STP 10000TL-20 ilość faz ilość wejść MPPT Ilość wej. na MPPT IP max nap. DC [V] 3 2 2 2 IP 65 1000 min nap. start. DC [V] max. moc DC [W] max. moc AC [W] max prąd wyj. AC (A) wymiary SZxWYxGŁ (mm) komunikacja bluetooth, speedwirewebconnect, Solar- Log 300 waga (kg) 188 10250 10000 14,5 470x730x240 37 O parametr. równoważ. jak Falowniki umożliwiają gromadzenie i lokalną prezentację danych oraz podłączenie modułu komunikacyjnego do przesyłania danych. Sposób podłączenia modułów fotowoltaicznych do falowników: Budynek 1: Do falownika O parametrach równoważnych jak SMA STP 25000TL-30 podłączonych zostanie 150 modułów fotowoltaicznych w sekcjach wschodnia: 3 łańcuchy po 25 modułów, zachodnia 3 łańcuchy po 25 modułów fotowoltaicznych. 6
2.2.3 Przykładowy Systemy mocowań System mocowań składa się przede wszystkim z szyn montażowych oraz profili kątowych Moduły fotowoltaiczne do konstrukcji instalowane są przy pomocy specjalnych łączników. Instalacja jest szybka, dobrana indywidualnie pod wymagania klienta Wszystkie elementy wykonane są z nie korodujących materiałów. Przedstawienie wizualne systemu montażowego Budynek na dachach skośnych Układ modułów pionowy Układ modułów na dachach płaskich Układ podułów poziomy czterorzędowy 7
2.2.4 Okablowanie DC Nasza firma zajmuje się kompletną instalacją okablowania elektrycznego od modułów fotowoltaicznych do falownika. Do podłączenia używane są specjalne przewody solarne niemieckich firm, oraz konektory szybkiego montażu o parametrach równoważnych jak Charakterystyka kabla solarnego DC: - podwójna izolacja - guma odporna na promieniowanie UV - przewód odporny na wysokie i niskie temperatury (-40 do 125 ⁰C) - przekrój min 4 mm2 - napięcie do 1000V DC - szybki montaż za pomocą konektorów MC4 - żywotność 25 lat - waga 1000m: 105kg - średnica zewnętrznej izolacji: 7.2mm Multi-Contact MC4. 8
2.2.5 Zabezpieczenia Zabezpieczenia przeciwporażeniowe i zwarciowe. Ważne jest aby poza osiągnięciem jak największej skuteczności zapewniającej maksymalny zysk energetyczny zapewnić maksymalne bezpieczeństwo poprzez stosowanie odpowiednich zabezpieczeń Systemy zabezpieczeń stosowane w falowniku: wbudowane zabezpieczenie obwodów, wbudowane zabezpieczenie przeciwprzepięciowe, wbudowane zabezpieczenie zwarciowe, Układ odcinania strony DC, Ochrona przeciwprzepięciowa DC, Ochrona przed niewłaściwą biegunowością DC, Ochrona odgromowa i przeciwprzepięciowa. Kompleksowa ochrona odgromowa przed skutkami wyładowań atmosferycznych składa się z elementów zewnętrznych oraz ochrony przeciwprzepięciowej. Zgodnie z przepisami ochrona przeciwprzepięciowa powinna być stosowana w każdym przypadku, natomiast zewnętrzna wtedy, gdy wynika to z obliczeń przeprowadzonych w oparciu o postanowienia zawarte w polskiej normie [Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 IV 2002 (tekst jednolity: Dz. U. 2015, poz. 1422) w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie] W przypadku istnienia instalacji odgromowej na obiekcie należy dobrać indywidualnie zwody pionowe (iglice odgromowe), zabezpieczające przed trafieniem bezpośrednim w moduły fotowoltaiczne, zgodnie z normą PN-EN-62305-3. Dobierając ograniczniki przepięć dla potrzeb ochrony przepięciowej urządzeń fotowoltaicznych, należy uwzględnić czy budynki posiadają zewnętrzne urządzenie piorunochronne czy tez nie. W przypadku planowanej inwestycji budynki posiadają instalację odgromową, jednak system fotowolaticzny zamontowany zostanie z zachowaniem wymaganego odstępu izolacyjnego. Należy zabezpieczyć obustronnie zaciski falownika DC/AC ogranicznikami typu 1. Jednocześnie należy stosować połączenie wyrównawcze między panelami PV a główną szyną wyrównawczą. Po stronie AC falownika stosuje się ograniczniki przepięc dedykowane dla sieci prądu zmiennego 230/400 V. 9
Schemat połączeniowy: Poglądowe zdjęcie ogranicznika: Ogranicznik przepięć / ochronnik przeciwprzepięciowy zaprojektowany do ochrony instalacji fotowoltaicznych opartych o panele PV mocowanych na dachu. 10
Schemat podłączeniowy zabezpieczeń strony DC/AC Zabezpieczenie przeciw pożarowe instalacji fotowoltaicznych. Bezpieczeństwo pożarowe jest jednym z podstawowych wymagań stawianych obiektom budowlanym przez przepisy techniczno-prawne, w tym Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002 roku w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (tekst jednolity: Dz. U. 2015, poz. 1422) Podstawowym zabezpieczeniem instalacji są prawidłowo dobrane w stosunku do przekrojów przewodów i dopuszczalnej mocy odbiorników wyłączniki nadmiarowe (bezpieczniki) w obwodach odbiorczych. instalacja fotowoltaiczna po stronie DC i AC zostanie wykonana zgodnie z wymaganiami przeciwpożarowymi dot. instalacji elektrycznych tj. dobór odpowiednich przekrojów przewodów, montaż w rurach ochronnych, montaż falownika na odpowiednim podłożu, zgodnie z danymi techn. falownika. System posiada zabezpieczenie odcinające napięcie na wyjściu generatora PV. Mikroinstalacja wyposażona jest w przewód ochronny PE, którego przyłączenie do elektrycznej instalacji odbiorczej gwarantuje trwałe uziemienie. Przewód PE o odpowiednim przekroju podłączony jest do szyny, której uziemienie odbywa się przez pręty uziemiające. 11
3.Stan obecny oraz wizualizacja projektowanej instalacji. Budynek główny z dachem skośnym Stan obecny. Zdjęcie obiektu na którym planowany jest montaż instalacji fotowoltaicznej. 12
4. Kalkulacje Moc instalacji Kalkulacja uzysków: 40 kw Roczny uzysk energii z 1kW zainstalowanej mocy [E]: Ilośc całkowitej energii z uwzględnieniem strat Ilośc całkowitej energii z uwzględnieniem strat 810,4675 kwh 32 418,70 kwh 32,42 MWh Kalkulacja redukcji emisji CO2: Metodologia obliczeń: Roczny uzysk energii [MWh/rok] x Współczynnik KOBiZE [MgCO2/MWh] Dla niniejszej instalacji: 32,42 MWh/r x 0,831 [MgCO2/MWh] = 26,94 MgCO2/rok Współczynnik wydajności instalacji wynosi 83,60% Biorąc pod uwagę sprawność modułów fotowoltaicznych, falownika oraz połączeń elektrycznych między elementami, sprawność całości instalacji szacuje się na poziomie 97% 5. Kosztorys nazwa asortymentu j.m. ilość cena jednostko wartość netto stawka VAT moduły PV: szt 148 23% inwerter: szt 2 23% konstrukcja nośna: kpl. 2 23% kwota VAT wartość brutto kable konektory bezpieczniki roboty ŁĄCZNIE: m 200 23% szt 10 23% szt 4 23% szt 1 23% 23% 13
6.Oświadczenie o rękojmi Wykonawca zobowiązuje się do montażu przedmiotowej instalacji fotowoltaicznej zgodnie z obowiązującymi przepisami prawa i zaleceniami producenta oraz udziela rękojmi w okresie 3 lat od daty podpisania protokołu końcowego odbioru przedsięwzięcia i przekazania do eksploatacji. 7. Karty katalogowe 7.1. Moduł fotowoltaiczny 7.2. Falownik 14
7.6 Efektywność mikroinstalacji (program PV SOL) 3D, Instalacja fotowoltaiczna podłączona do sieci - Pełne zasilanie Miejscowość Słupsk, Mierosławskiego 10 Dane klimatyczne Szczecin-Dabie Moc generatora fotowoltaicznego 39,96 kwp Powierzchnia generatora fotowoltaicznego 247,2 m² Liczba Moduły fotowoltaiczne 148 Liczba Falownik 2 PV*SOL premium 7.0 (R4) Valentin Software GmbH 15
Straty 2. Wielkość generatora Budynek 02-Powierzchnia dachu Zachód Moduł solarny* 54 x Q.PLUS BFR -G4.1 270 Producent Q-Cells SE Nachylenie 37 Orientacja Zachód (280 ) Sytuacja montażowa Równolegle z dachem Powierzchnia generatora fotowoltaicznego 90,2 m² PV*SOL premium 7.0 (R4) Valentin Software GmbH 16
Rysunek: Projektowanie 3D do Budynek 02-Powierzchnia dachu Zachód Straty 3. Wielkość generatora Budynek 02-Powierzchnia dachu Wschód Moduł solarny* 54 x Q.PLUS BFR -G4.1 270 Producent Q-Cells SE Nachylenie 37 Orientacja Wschód (100 ) Sytuacja montażowa Równolegle z dachem Powierzchnia generatora fotowoltaicznego 90,2 m² Rysunek: Projektowanie 3D do Budynek 02-Powierzchnia dachu Wschód Straty PV*SOL premium 7.0 (R4) Valentin Software GmbH 17
Falownik Falownik 1* Producent Przyłączenia Budynek 02-Powierzchnia dachu Zachód + Budynek 02- Powierzchnia dachu Wschód O parametrach równoważnych jak 1 x Sunny Tripower 25000TL-30 SMA Solar Technology AG MPP 1: 3 x 18 MPP 2: 3 x 18 Sieć AC Liczba faz 3 Napięcie sieciowe (jednofazowe) 230 V Współczynnik przesuwu fazowego (cos φ) +/- 1 Kabel Strata całkowita 0 % * Obowiązują warunki gwarancyjne poszczególnych producentów PV*SOL premium 7.0 (R4) Valentin Software GmbH 18
Wyniki symulacji Instalacja fotowoltaiczna Moc generatora fotowoltaicznego 40 kwp Spec. zysk roczny 810,46 kwh/kwp Stosunek wydajności (PR) 83,6 % Zmniejszenie uzysku na skutek zacienienia 0,2 %/Rok Zasilanie sieciowe Pobór w trybie czuwania Emisja CO₂, której dało się uniknąć: 32 418,7 kwh/rok 30 kwh/rok 26,94 MgCO2 / rok PV*SOL premium 7.0 (R4) Valentin Software GmbH 19
Efektywność mikroinstalacji Bilans energetyczny instalacji fotowoltaicznej Promieniowanie globalne, poziomo 1 016,2 kwh/m² Odchylenie od standardowego widma -10,16 kwh/m² -1,00 % Orientacja i nachylenie modułów fotowoltaicznych -35,72 kwh/m² -3,55 % Zacienienie promieniowania dyfuzyjnego przez horyzont 0,00 kwh/m² 0,00 % Odbicia na powierzchni modułu -53,66 kwh/m² -5,53 % Globalne nasłonecznienie na moduł 916,6 kwh/m² 916,6 kwh/m² x 247,16 m² = 226 556,8 kwh Globalne nasłonecznienie fotowoltaiczne 226 556,8 kwh Zanieczyszczenie 0,00 kwh 0,00 % Konwersja STC (współczynnik sprawności znamionowej modułu 16,17%) Znamionowa energia fotowoltaiczna -189 921,30 kwh -83,83 % 36 635,4 kwh Zacienienie częściowe specyficzne dla modułu -64,78 kwh -0,18 % Obciążeniu częściowym -1 508,81 kwh -4,13 % Temperatura -529,58 kwh -1,51 % Diody -212,26 kwh -0,61 % Pomyłka (dane producenta) -686,40 kwh -2,00 % Pomyłka (okablowanie/zacienienie) -12,29 kwh -0,04 % Energia fotowoltaiczna (prądu stałego) bez regulacji w kierunku zmniejszenia mocy falownika 33 621,3 kwh Regulacja w kierunku zmniejszenia z powodu zakresu napięcia MPP -0,27 kwh 0,00 % Regulacja w kierunku zmniejszenia z powodu maks. prądu stałego 0,00 kwh 0,00 % Regulacja w kierunku zmniejszenia z powodu maks. mocy prądu stałego Regulacja w kierunku zmniejszenia z powodu maks. mocy prądu przemiennego/cos phi 0,00 kwh 0,00 % 0,00 kwh 0,00 % Adaptacja MPP -166,45 kwh -0,50 % Energia FW (DC) 33 454,6 kwh Energia na wejściu falownika PV*SOL premium 7.0 (R4) Valentin Software GmbH 20 33 454,6 kwh Odchylenie napięcia wejściowego od znamionowego -73,67 kwh -0,22 % Konwersja z prądu stałego na przemienny -946,97 kwh -2,84 % Pobór w trybie czuwania -30,20 kwh -0,09 % Regulacja w kierunku zmniejszenia szczytów nasłonecznienia -15,24 kwh -0,05 % Straty całkowite w kablu 0,00 kwh 0,00 % Energia fotowolt. (AC) odjąć zużycie podczas czuwania Zasilanie sieciowe 32 388,5 kwh 32 418,7 kwh
PV*SOL premium 7.0 (R4) Valentin Software GmbH 21