Німецький університет перетворює свою парковку на сонячну електростанцію з натрієвими акумуляторами ємністю 200 кВт·год

Відкриті парковки займають величезні площі, які в багатьох випадках мають лише одну функцію — зупинка автомобілів протягом годин. Проте вони також є можливістю для виробництва відновлюваної енергії без необхідності займати нові землі. Саме це зробила одна німецька університетська установа, створивши об’єкт, який, окрім виробництва електроенергії, використовує технологію зберігання, що досі є рідкістю в Європі.

Приватний університет прикладних наук економіки та технологій (PHWT), розташований у Діфхольці, Німеччина, відкрив сонячну криту площадку з загальною потужністю 237 кВт·п та акумулятор на содій на 200 кВт·год. Ця установка дозволяє обслуговувати 90 паркувальних місць та використовувати електроенергію, вироблену протягом дня, для задоволення енергетичних потреб кампусу.

Проєкт, який було відкрито 9 листопада минулого року, має ще одну особливість. Це перша стаціонарна система зберігання з акумуляторами на іонах натрію, встановлена у німецькій землі Нижня Саксонія, і, за словами її керівників, це третя система такого типу в Німеччині.

Сонячна парковка площею 1 150 квадратних метрів з незвичайним дизайном

Ця установка — це не звичайний навіс. Оригінальна парковка має напівкруглу форму, з двома рядами місць, які розташовані по кривій лінії. Замість того, щоб змінювати цю компоновку, керівники проєкту вирішили пристосувати фотовольтаїчну структуру до існуючої геометрії.

Компанія PfefferKnecht, яка спеціалізується на сонячних рішеннях, розробила індивідуальну металеву конструкцію, яка відтворює вигин парковки. Її будівництво здійснила компанія Böckmann Maschinenbau — місцева інженерна фірма, яка підтримує постійну співпрацю з університетом.

Результатом стала крита площа площею близько 1 150 квадратних метрів, оснащена фотовольтаїчними модулями з подвійним склом, які забезпечують потужність близько 230 кВт·п. До цього показника додається ще 7,3 кВт·п, встановлені на критій парковці для 20 велосипедів, що підвищує загальну потужність до приблизно 237 кВт·п.

Однією з найцікавіших деталей є сама конструкція даху. Сонячні модулі також виконують функцію водонепроникного даху завдяки запатентованій системі, яка усуває необхідність встановлення додаткового шару захисту від дощу. Це дозволяє спростити конструкцію та краще використовувати матеріали.

Крім того, навіси оснащені вбудованою LED-підсвіткою, що забезпечує користувачам захищені місця від дощу та сонця, а також освітлення в нічний час.

Акумулятор на содій із ємністю 200 кВт·год для використання сонячної енергії

Але найновішим елементом цієї установки є не автомобілі, а система, яка відповідає за зберігання електроенергії. Замість звичайних літієвих акумуляторів університет обрав рішення на основі натрію — технологію, яка починає відігравати важливу роль у стаціонарному зберіганні енергії.

Систему постачила швейцарська компанія Phenogy; вона складається з двох корпусів акумуляторів, які разом забезпечують ємність 200 кВт·год. Максимальна потужність заряджання та розряджання становить 100 кВт, що дозволяє зберігати частину сонячної енергії та використовувати її пізніше, коли зростає електричне споживання кампусу.

Основною перевагою цієї технології є її матеріали. Натрій — це поширений та легкодоступний елемент, що дозволяє зменшити залежність від сировини, такої як літій, кобальт чи графіт. Крім того, натрієві акумулятори мають цікаві характеристики з точки зору безпеки та теплової поведінки.

У такому стаціонарному застосуванні, де вага та об’єм мають менше значення, ніж у електромобілі, натрієві акумулятори можуть виявитися особливо привабливими. Їм не потрібно досягати рівня енергетичної щільності найкращих літієвих акумуляторів, але вони мають забезпечувати гарну довговічність, безпеку та конкурентоспроможну вартість.

Запасом енергії 200 кВт·год система може постачати 20 кВ протягом приблизно десяти годин або свою номінальну потужність у 100 кВ протягом приблизно двох годин, не враховуючи втрат під час перетворення та операційні резерви. Це дозволяє переносити частину електроенергії, виробленої у сонячні години, на моменти більшого споживання.

Університет сподівається, що поєднання сонячної генерації та зберігання зменшить його залежність від електромережі та допоможе обмежити піки споживання, які можуть суттєво вплинути на рахунок за електроенергію таких об’єктів.

Побудовано за лише десять тижнів та поєднано з термічним зберіганням

Ще однією привабливою рисою проекту є терміни його реалізації. Хоча планування та розробка тривали приблизно 18 місяців, самі роботи були завершені лише за десять тижнів, завдяки використанню періоду університетських канікул.

Протягом цього часу були виконані роботи з фундаментування, монтаж металевої конструкції, встановлення фотовольтаїчних панелей та інтеграція електричних та систем зберігання енергії. Усе це було здійснено без необхідності будівництва нової установки на додаткових ділянках, оскільки скористалися вже існуючою парковкою.

Крім того, цей проект є частиною більш широкої енергетичної стратегії. Кампус у Діфхольці вже має систему термічного зберігання на основі льоду, яка використовується для задоволення частини потреб у опаленні та охолодженні. Нова сонячна установка додає до цієї інфраструктури можливості виробництва відновлюваної енергії та електричного зберігання.

Це поєднання є цікавим, оскільки дозволяє вирішувати різні енергетичні потреби будівлі. З одного боку, фотовольтаїчна енергія може забезпечувати звичайне споживання та заряджати акумулятори. З іншого боку, термічне зберігання дозволяє керувати частиною попиту на кліматизацію, не покладаючись виключно на миттєве споживання електроенергії.

І є ще один аспект, який варто зазначити. Хоча проект розташований на парковці, опублікована інформація не підтверджує наявність там точок зарядки для електромобілів. Його основною функцією є виробництво електроенергії та її зберігання для потреб кампусу, хоча таку інфраструктуру в майбутньому можна буде доповнити зарядними пристроями.

Досвід цього німецького університету демонструє, що для збільшення виробництва відновлюваної енергії не завжди потрібні великі вільні площі. Тисячі парковок у університетах, лікарнях, торгових центрах та компаніях можуть використовувати свої дахи для виробництва електроенергії, забезпечення тіні для автомобілів та зниження навантаження на електромережу.

А якщо їх ще поєднати з натрієвими акумуляторами — технологією, якій не потрібно конкурувати з літієм за щільністю енергії, щоб бути корисною, — ці приміщення можуть стати невеликими розподіленими електростанціями. Це спосіб використання вже забудованих територій, які досі залишалися енергетично невикористаними.