Солнечная мозаика
В середине октября студенты и преподаватели кафедры возобновляемых источников энергии РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина прибыли в Волгоград, чтобы побывать на заводе «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка». Группа из шестнадцати человек в сопровождении сотрудника общества «ЛУКОЙЛ-Энергоинжиниринг», которое организовало поездку, с утра спешила добраться до Красноармейского района города-Героя Волгограда, где находится НПЗ. Кроме завода ребята, конечно же, хотели посмотреть Волгоградскую солнечную электростанцию, находящуюся на территории предприятия.
Земельный ресурс
В советское время строили с размахом, размещая предприятия на больших площадях. Не только потому, что рассчитывали на дальнюю перспективу, но и из соображений безопасности - для мирного и военного времени. Если какая-либо технологическая установка, не дай бог, загорится или подвергнется бомбёжке, другие установки не должны пострадать.
На современных нефтеперерабатывающих предприятиях применяется гораздо более компактное технологическое оборудование, чем, например, в 1950-е, когда строился Волгоградский НПЗ. Сегодня «ЛУКОЙЛ», как рачительный хозяин, демонтирует отслужившие строения и конструкции, приводит свободные земли в порядок, чтобы задействовать их в производстве возобновляемой энергии.
Первый подобный опыт был получен на НПЗ в Бургасе (Болгария), где компания ещё в декабре 2011 г. запустила в работу небольшую фотоэлектрическую солнечную станцию (ФЭС) мощностью 1,25 МВт. Следующая ФЭС, уже мощностью 9 МВт, была введена в эксплуатацию в апреле 2014 г. на НПЗ в Плоешти (Румыния). Когда условия для развития солнечной энергетики появились в России, компания поспешила применить уже имеющийся опыт на Волгоградской земле.
Среди реакторов и труб
Пройдя инструктаж по технике безопасности и облачившись в сине-красные спецовки и белые каски, студенты сели в микроавтобус, чтобы сначала осмотреть завод, а затем, уже подробнее, - солнечную электростанцию.
Волгоградская СЭС расположена на шести земельных участках общей площадью 20 га, так что разом охватить всю её взглядом можно только с высоты птичьего полёта. В состав станции входят почти 40 тыс. поликристаллических кремниевых фотоэлектрических модулей мощностью от 250 до 260 Вт, изготовленных российской компанией Avelar Solar Technology. Остальное оборудование тоже в основном отечественного производства: 70-процентная локализация - обязательное требование к солнечным электростанциям, владельцы которых рассчитывают получать плату за мощность по договорам ДПМ ВИЭ.
Микроавтобус направился к самому крупному участку СЭС и остановился у красно-белой стелы, где 1 февраля 2018 г. прошла торжественная церемония ввода энергообъекта в эксплуатацию. Тогда губернатор Волгоградской области Андрей Бочаров и президент ПАО «ЛУКОЙЛ» Вагит Алекперов вместе включили символический рубильник, дав старт первой в регионе солнечной электростанции промышленного масштаба.
За сетчатым заграждением - целое поле, сплошь занятое неподвижными металлическими рамами (на профессиональном жаргоне, столами) с солнечными панелями. Панели наклонены в сторону юга под углом около 30 градусов, чтобы собирать максимальное количество солнечного света. Группу экскурсантов встречают мастер ООО «Энергоконтракт» Александр Моисеев, начальник отдела ООО «ЛУКОЙЛ-Энергоинжиниринг» Алексей Сапунов и начальник службы эксплуатации ООО «ЛУКОЙЛ-Волгоградэнерго» Владимир Гончаров. Стоит отметить, что инжиниринговая дочка «ЛУКОЙЛа» осуществляла технический надзор за строительством электростанции в 2017-2018 гг., а общество «Энергоконтракт» сегодня обслуживает СЭС по договору с ООО «ЛУКОЙЛ-Волгоградэнерго».
Пройдя через ворота на территорию станции, группа оказывается между рядами столов. Ребята с интересом рассматривают закреплённые на них солнечные модули. Сверху сквозь защитное стекло видны тёмно-синие кремниевые пластины, покрытые сеткой серебристых токосъёмных шин. Снизу модулей приклеены шильдики с их названиями и основными характеристиками. Например, модуль Avelar Solar Technology AST-250 Multi обеспечивает максимальные мощность - 250 Вт, напряжение - 30,1 В и силу тока - 8,3 А. Также снизу прикреплены распределительные электрические коробки, через которые модули соединяются друг с другом.
Собирая энергию
Как рассказал экскурсантам Александр Моисеев, модули соединены последовательно в цепочки по 22 штуки. Каждая подобная цепочка в светлое время суток выдаёт постоянное напряжение до 662 В и ток до 8,3 А. Один стол имеет 22 панели, которые соединены так, что на паре соседних столов в два ряда расположены две цепочки, включённые параллельно (суммарный выходной ток достигает 16,6 А).
Станция производит электрическую энергию круглогодично - в Волгограде много солнечных дней. Благодаря наклону столов зимой снег на солнечных панелях долго не задерживается. Хуже, если панели покроются ледяной коркой - тогда выработка электроэнергии резко падает.
Отвечая на вопросы студентов, Алексей Сапунов рассказывал о трудностях, с которыми строители столкнулись при подготовке участков. Часть земель, на которых сегодня раскинулась Волгоградская СЭС, была занята старым, уже отслужившим оборудованием и трубопроводами. Строители переместили и утрамбовали свыше 20 тыс. м3 грунта. Демонтаж ржавых конструкций и замена грунта оказались достаточно дорогим и трудоёмким делом.
Группа останавливается у коммутационного шкафа постоянного тока (КШПТ) размерами с подвесной кухонный шкаф. Александр Моисеев открывает дверцу КШПТ и показывает, что внутри находится отечественное электрооборудование. На электростанции 60 таких шкафов. К каждому из них под землёй проложены кабели от 18 столов. Помимо защитных схем и выключателей в КШПТ размещены измерительные схемы и модемы, которые передают показания в диспетчерский пункт на систему SCADA, чтобы в случае проблем диспетчер мог определить, с каким конкретно столом они связаны и, соответственно, какую часть СЭС следует отключить для ремонта или обслуживания.
Группа направляется к блочно-модульному инверторному устройству (БМИУ), также называемому инверторной станцией. Под ногами хрустит свежий щебень. По ходу Александр Моисеев объясняет, что для каждого инвертора под землёй проложены кабели от пяти КШПТ, подключённые к шкафу постоянного тока инверторной станции. Инверторы преобразуют постоянное напряжение 662 В в переменное напряжение 350 В. На Волгоградской СЭС смонтированы пять БМИУ, каждое из которых включает, помимо шкафов постоянного тока и двух или трёх инверторов, коммутационные аппараты и повышающий трансформатор 0,35/10 кВ.
Блочно-модульное инверторное устройство внешне напоминает белый транспортный контейнер. Александр Моисеев поочерёдно открывает широкие двери его отсеков, показывая экскурсантам сами инверторы, коммутационные аппараты, счётчики электроэнергии, оборудование автоматического пожаротушения и самый зрелищный элемент - повышающий трансформатор с коричневой литой изоляцией. Всё оборудование современное и по виду совершенно новое - словно только что с завода. Кстати, трансформатор оказался нешумным, в отличие от инверторов: их преобразователи напряжения «звенели», а охлаждающие вентиляторы - гудели.
Идеальные условия
И вот группа экскурсантов снова идёт между рядами солнечных панелей, на этот раз направляясь в небольшой диспетчерский пункт. Сидя перед экранами с окнами систем видеонаблюдения и SCADA, дежурный диспетчер рассказывает, что в тот день, 17 октября, в 12 часов была зафиксирована пиковая мощность 6,624 МВт - неплохой результат для второй половины осени. Если же просмотреть данные за всё время эксплуатации, то окажется, что наибольшую мощность, около 9,5 МВт, станция показала в конце апреля 2018 г. Почему не летом? Дело в том, что именно весной складываются идеальные условия для работы СЭС - отличная инсоляция при невысокой температуре воздуха. И хотя в июне - июле в Волгограде солнца бывает ещё больше, чем в апреле, эффективность фотоэлектрических элементов и инверторов падает из-за жары.
Следующая остановка экскурсионной группы - открытое распределительное устройство 110 кВ, состоящее из полутораэтажного блочно-модульного здания с надписью «КРУ - 10 кВ» и небольшой повышающей трансформаторной подстанции 10/110 кВ. Отсюда электроэнергия, выработанная на Волгоградской СЭС, поступает в сети ПАО «МРСК Юга», попадая в Единую энергетическую систему России.
Отметим, что название «КРУ - 10 кВ» не обманывает студентов: они понимают, что здесь происходит не распределение электрической энергии, а, наоборот, объединение энергии с линий, идущих от блочно-модульных инверторных устройств СЭС. Нижний полуэтаж бело-красного здания занят кабельными вводами, верхний этаж включает различное электротехническое оборудование, в том числе устройства защиты, выкатные выключатели и источник бесперебойного питания, используемый для запуска всех систем после отключения напряжения. Студенты по крутым ступенькам поднимаются на верхний этаж и заходят внутрь, чтобы осмотреть шкафы с оборудованием и послушать рассказы гидов.
Как объяснил Владимир Гончаров, всё комплектное электрооборудование было собрано и протестировано на заводе Группы «СВЭЛ» в Екатеринбурге и поступило на строительную площадку в готовом виде. А Алексей Сапунов рассказал, каким образом была организована доставка крупногабаритных грузов по железной дороге. Кстати, мощный масляный трансформатор 10/110 кВ также произведён на предприятиях Группы «СВЭЛ».
Инсайт
Не зря говорят, что лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Проследив движение энергии от отдельных модулей до сети МРСК, студенты обнаружили, что в их головах «сложился пазл» Волгоградской СЭС. Наступил момент озарения.
Уже под вечер, перед посадкой в самолёт, студенты делились своими самыми яркими впечатлениями. Розалия Идрисова отметила, что вся система высокотехнологична, глубоко структурирована и потому вызывает восхищение. Солнечная электростанция напомнила ей дерево, в котором энергия фотосинтеза собирается листьями, а затем в виде соков движется по веткам к стволу и корням. «Я раньше больше обращала внимание на другие виды возобновляемой энергии, а солнечную энергетику почему-то упускала. Теперь я ею заинтересовалась. Хотелось бы выразить большую благодарность "ЛУКОЙЛу" за то, что у нас появилась возможность увидеть всё своими глазами», - сказала Розалия.
«Наверное, на НПЗ интересно работать оператором, следить за технологическими процессами, регулировать их параметры, - рассуждал Илья Бузаджи. - Хотя сейчас, как мне кажется, в сфере производства нефтепродуктов всё изучено, мало осталось направлений для дальнейшего развития технологий. В этом смысле возобновляемая энергетика мне кажется более перспективной».
«Меня впечатлили масштабы электростанции, - поделился Рашид Кашлаев. - Я проходил производственную практику в компании "Тайтэн Пауэр Солюшнс", которая занимается накопителями энергии. На Волгоградской СЭС никаких накопителей нет, но удивительно, что станция раскинулась на нескольких полях в пределах территории НПЗ». Рашид хотел бы по окончании университета заняться строительством или эксплуатацией энергообъектов на ВИЭ. «Мне больше по душе находиться в поле, работать руками. Так лучше набираешься опыта», - объяснил он.
* * *
В заключение осталось отметить, что компания «ЛУКОЙЛ» планирует построить на территории завода «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» ещё две солнечные электростанции. Так что Волгоградская СЭС - это только начало.
Читайте другие наши материалы
