Заголовок «Солнечный Абакан», придуманный три года назад, лишается лёгкой иронии: после ливней в Иркутске и кратковременных дождей в Красноярске столица Хакасии встречает ясной погодой. Местные жители, конечно, замечают, что до этого была дождливая неделя, но всё равно можно прекрасно понять, почему именно здесь появилась первая в Восточной Сибири солнечная электростанция. Память подсказывает когда-то увиденные данные консалтинговой фирмы Frost and Sullivan: светило сияет над республикой более 2 тысяч часов в году – почти столько же, сколько в Краснодарском крае. «Тыва южнее, но там снежные зимы, – добавляет дежурный инженер Абаканской СЭС Пётр Кузнецов. – Смысла строить солнечную электростанцию в том регионе нет – панели придётся всё время чистить, а выработка будет ниже». 

Солярная арифметика

С нашим собеседником мы встречаемся у проходной ПАО «Абаканвагонмаш». В административном корпусе предприятия, которое, к слову, входит в структуру компании «Базовый элемент», скрывается удалённый диспетчерский пункт Абаканской СЭС, но первым делом мы направляемся на саму станцию. До участка в форме асимметричного пятиугольника, где размещаются солнечные панели, пара километров пути. Ещё немного арифметики: один из кристаллов выдаёт 2 ватта мощности, вся панель – 250 Вт. Последние смонтированы блоками по 66 штук, установленными на стальных рамах. В общей сложности на станции насчитывается 21120 панелей. На каждые 660 из них приходится один шкаф батареи или RAID-бокс – всего их 32. Восемь RAID-боксов, которые собирают выдаваемый панелями постоянный ток, подключены к одному инверторному модулю или PV-боксу, преобразующему его в переменный. Станция разделена на два блока, на каждом по два инвертора. Её центр – гридбокс, который выдаёт всю выработанную энергию по линиям 10 кВ на ближайшую подстанцию – ГПП-6. Там напряжение повышается до 110 кВ, затем ток поступает на шины расположенной неподалёку Абаканской ТЭЦ, а оттуда – в Объединённую энергосистему Сибири и, шире, Единую энергосистему России. 

Установленная мощность электростанции, если считать её по солнечным панелям, составляет 5,198 МВт – именно столько было заявлено в проекте, который в 2013 году прошёл первый в России конкурсный отбор на государственную поддержку объектов, использующих возобновляемые источники энергии. Располагаемая мощность меньше – инверторы могут выдать 4,32 МВт. «Проект разработан исходя из того, что некоторое время в году у нас наблюдается недостаточная освещённость, – поясняет Кузнецов. – Поэтому сделали так, что инверторы не равны панелям по мощности». 

В тот момент, когда происходит наш разговор, станция выдаёт 4,143 МВт. Пик, зафиксированный накануне вечером, составил почти 4,293 МВт. С начала эксплуатации – Абаканскую СЭС торжественно запустили 21 декабря 2015 года – было выработано более 4,95 млн кВт-ч. По сравнению с гораздо более мощной ТЭЦ, расположенной по соседству, не говоря уже о Саяно-Шушенской ГЭС, это капля в море, но важно не количество, а тот факт, что электричество произвёл объект «зелёной» энергетики, которая в России пока делает первые шаги. Если считать последние месяцы, то в среднем за сутки электростанция производит более 15,6 тыс. кВт-ч. Рекорд при этом составил 37567 киловатт-часов.   

«Первая идеальная смена»

Те графики, которые выведены на консоль в гридбоксе, легко заменяют метеорологическую сводку: видны не только время захода и восхода солнца, но и те интервалы, когда светило закрыто облаками. К примеру, 24 августа оно взошло в 5 часов 24 минуты. К шести утра, когда включились инверторы, пиранометр – датчик солнечной радиации – показал, что её уровень составил 8 Вт на квадратный метр. Отключение произошло в 20 часов 23 минуты, в этот момент прекратилось и производство электроэнергии.  Все перечисленные действия, кстати, выполнила и выполняет автоматика. «Человеческое вмешательство требуется только для устранения поломок и других не­штатных ситуаций», – отмечает дежурный инженер. Поскольку солнечная электростанция – объект для Хакасии новый и значительного опыта эксплуатации подобной техники пока нет, без шероховатостей не обходится. Зимой, к примеру, фиксировали ошибки, дать толкование которым на месте не было возможности – приходилось звонить специалистам компании Schneider Electric, поставившей оборудование. Бывали и отказы солнечных батарей без видимых причин вроде удара молнии. На одном из инверторов за время эксплуатации сгорел вентилятор, на другом – привод выключателя. «Вчера у меня была первая идеальная смена, когда ничего не случилось», – не без гордости говорит Кузнецов. Практика эксплуатации энергетических объектов показывает, что с накопленным опытом таких смен становится всё больше и больше. 

Говорить об особенностях работы станции приходится на повышенных тонах – в помещении стоит шум, как во взлетающем советском турбореактивном самолёте вроде Ту-134, за характерный звук двигателей прозванном «Свистком». Такой же фон сопровождает нашу беседу возле инверторного модуля – работает мощная вытяжка. Часть звуков заглушают порывы ветра – Абакан всё-таки находится в степи. «Это – самая сложная часть станции: инвертор преобразует постоянный ток панелей в переменный, на котором работают все приёмники, – объясняет Кузнецов, изучая небольшую панель с жидкокристаллическим экраном. – Здесь показаны нагрузка, реактивная составляющая, напряжение, частота и другие данные. Панель можно достать и подключить к компьютеру через мини-USB». 

Русификация и локализация

В глаза бросаются логотипы Schneider Electric, встречающиеся как на оборудовании, так и на одной из стен инвертора. Известная компания, чья штаб-квартира находится во Франции, а производства распределены по всему миру, поставила значительную часть сложной техники для Абаканской СЭС. При этом по условиям первого конкурса на получение государственной поддержки проектов по развитию возобновляемой энергетики в России степень локализации должна была превышать 55%. Иными словами, больше половины оборудования для станции должно быть произведено в нашей стране. Его перечень, в свою очередь, был достаточно широк – в него входили не только электротехника или солнечные модули, но и конструкции, на которых они смонтированы, вместе с фундаментами. Это касалось и оцинкованных рам, на которых установлены солнечные панели. Поначалу их хотели изготовить на «Абаканвагонмаше», но оказалось, что на предприятии нет подходящей ванны для цинкования. 

Создание Абаканской солнечной электростанции не только обеспечило заказами строителей и монтажников, но и в определённой степени подстегнуло развитие высокотехнологичных отраслей отечественной промышленности. Так, для выращивания мультикристаллического кремния АО «ЕвроСибЭнерго» организовало специальное производство в Ангарске Иркутской области. Слитки, полученные там, разрезали в Ачинске. Затем пластины отправили в Китай, где на мощностях компании Yangtze Solar Power их со­единили между собой и накрыли специальным стеклом, чтобы сделать панели. Распределительное устройство, как и инверторы, было произведено из комплектующих Schneider Electric, но собрали его на Красноярском механическом заводе. Таким образом требование по локализации было соблюдено. Для тех проектов, которые прошли конкурсный отбор в 2015 году и будут реализованы позднее, её степень составляет уже минимум 70%. 

«Угадай мелодию с одной ноты»

Рабочее место инженера на удалённом диспетчерском пункте окружают мониторы, на которые выведено изображение с камер видеонаблюдения, графики и оперативный журнал

Пусть всё оборудование работает в автоматическом режиме, но за ним всё равно дистанционно следит человек – один из дежурных инженеров круглые сутки находится на удалённом диспетчерском пункте. На его рабочем месте – два больших монитора, на которые транслируется изображение с камер видеонаблюдения, чьё поле зрения охватывает станцию со всех возможных ракурсов. На столе – три монитора с графиками, оперативным журналом и прогнозами погоды. Энергетики пользуются как привычными нам сервисами вроде «Гисметео» или rp5.ru, так и автоматическими авиационными прогнозами, также доступными в Интернете. Последние, надо сказать, обычно более пессимистичные, чем «гражданские». 

Компьютеризация не привела к полному отказу от бумаги – оперативный журнал дублируют и на традиционном носителе информации. В нём фиксируют общие данные наблюдений – время восхода и захода солнца, включения и отключения инверторов, появления тени на фотомодулях, продолжительность светового дня и величину солнечной радиации, – а также токи, мощность, суточную и удельную выработку. «Графики мы отправляем в региональное диспетчерское управление на два дня вперёд, – рассказывает дежурный инженер Владимир Трегубенко. – Угадай мелодию с одной ноты: заступил на смену 25 августа, а уже на 27-е надо точный график отправить. Только сделал, а метеорологи уже прогноз меняют». Такое требование, продиктованное действующей в России моделью рынка электроэнергии (поставщик должен подать заявку на сутки вперёд), не очень-то позитивно сказывается на развитии «зелёных» технологий, при использовании которых выработку нельзя генерировать. Солнечная электростанция производит ровно столько электроэнергии, сколько радиации поступает от светила. 

Стоит тени от облака набежать на часть панелей, как в подтверждение этих слов звонит один из двух телефонов на рабочем столе – в региональном диспетчерском управлении энергосистемы Республики Хакасия интересуются, чем вызвано отклонение от заявленного графика выработки. «Так облачность переменная, – усмехается Владимир Павлович, положив трубку. – А метлу до облаков нам не выдали». Графики, которые мы пролистываем, лишний раз подтверждают эту особенность солнечной энергетики. Один из них, впрочем, выстраивается в форме практически идеальной перевёрнутой параболы – в тот день было ясно и облачность не наблюдалась. Если не брать в расчёт звонки из Хакасского РДУ, Абаканская солнечная электростанция особых хлопот тем, кто за ней следит, не доставляет. «Я с 1983 года работал диспетчером в «Хакасэнерго», был один на всю энергосистему республики, – вспоминает Трегубенко. – Обедаешь обычно после пяти часов. В остальное время сидишь с двумя телефонами, третий коленями зажимаешь. Нужную информацию записал, положил трубку – хватаешься за другую и снова записываешь». Пусть Абаканская СЭС по меркам большой энергетики невелика, степень ответственности за её работу столь же высока. Забыть об этом не даёт пришпиленная к стене памятка с перечислением должностных обязанностей инженера: надёжная и безаварийная работа станции с максимально возможной выработкой электроэнергии, достоверное прогнозирование выработки и качественный анализ всех показателей, обеспечение сохранности имущества и чистоты территории. 

Кстати, о территории: площадь, на которой стоят солнечные модули и другое оборудование, составляет чуть более 19 га. Но в перспективе она может существенно увеличиться – площадь всего участка, отведённого под Абаканскую СЭС, составляет 80 га, а её мощность в перспективе может увеличиться до 50 МВт. Решение об этом примут в зависимости от опыта эксплуатации существующих мощностей. Предполагается, что в среднем за год они должны производить около 6,5 млн кВт-ч. Сколько электричества станция выработает на самом деле, станет ясно 21 декабря, в годовщину её запуска.