Монгол орны хүйтэн цаг уурын нөхцөлд 10МВт-ын хүчин чадалтай Дарханы нарны цахилгаан станцын 5 жил ажилласан үр дүн

Монгол орны хүйтэн цаг уурын нөхцөлд 10МВт-ын хүчин чадалтай Дарханы нарны цахилгаан станцын 5 жил ажилласан үр дүн

Сүүлийн жилүүдэд дэлхий даяар сэргээгдэх эрчим хүчний станцууд  олноор баригдаж байгаа бөгөөд ялангуяа нарны цахилгаан станц (НЦС)-ын суурилагдсан хүчин чадлын хэмжээ тасралтгүй өсөн нэмэгдсээр байна. Дэлхий дээр нийт НЦС-ын суурилагдсан хүчин чадал 2020 онд 707 ГВт–д хүрч өмнөх оноос 127 ГВт–аар өссөн бөгөөд цаашид хурдацтай өснө гэж Олон улсын сэргээгдэх эрчим хүчний агентлагийн тайланд тусгагдсан байна [1]. Монгол улсын хувьд анхны их чадлын нарны цахилгаан станц болох Дарханы 10МВт-н нарны цахилгаан станц 2016 онд төвийн бүсийн эрчим хүчний системд холбогдсон.

Тус НЦС нь Монгол орны хойд хэсэгт оршдог бөгөөд зундаа +400 С, өвөлдөө -400 С хүрдэг эрс тэс уур амьсгалтай бүсэд байрладаг. 

НЦС-н цахилгаан эрчим хүчний үйлдвэрлэл нь байгаль цаг уурын нөхцөлөөс ихээхэн хамаардаг тул жил бүр харилцан адилгүй байдаг. Ашиглалтанд орсон цагаасаа хойш жилд дундажаар 16,5 сая – 17,5 сая кВт.ц ЦЭХ үйлдвэрлэж ТБЭХС-д нийлүүлэхээс гадна, 13,100-13,800тн СО2 агаарт цацагдахаас сэргийлж байна.

  1. НЦС-ын үндсэн тоноглолууд:

 

Дарханы 10МВт-ын НЦС-д  тус бүр 310Вт нарны зай 32274 ш. Тогтмол гүйдлийн нэгтгэх хайрцаг 156ш,  630кВт-ын Инвертер 16ш,  1600кВА чадалтай 0.4/10кВ-ын трансформатор 8ш, 11МВА хүчний трансформатор  зэрэг үндсэн тоног төхөөрөмжүүд суурилуулагдсан ба НЦС нь “220/110/35кВ-н Дархан дэд станц”-тай 110 кВ-ын Нар АШ-аар холбогдож, ТЭХС-тэй зэрэгцээ ажиллаж байна.

 

1.1 Нарны зай буюу PV module:

 

Дээр дурьдсанчлан Дарханы 10МВт-н НЦС-д Япон улсын Шарп (SHARP) үйлдвэрийн нэг бүр нь 310Вт хүчин чадалтай ND-AD310 поликристалл 32,274ш нарны зай суурилуулсан.  Шарп корпораци нь нарны зайн үйлдвэрлэлээрээ 50 гаруй жилийн арвин туршлагатай бөгөөд дэлхийд үйлдвэрлэлийн хүчин чадлаараа томоохон байр суурь эзэлдэг.

Доорх хүснэгт 1-д ND-AF310Вт нарны зайн техникийн үзүүлэлтийг харуулав

1.2 Сүлжээний инвертер:

 

НЦС-ын хувьд инвертер нь станцын найдвартай ажиллагааг тодорхойлох хамгийн гол тоног төхөөрөмж юм. Тиймээс инвертерийн найдвартай ажиллагаа болон насжилтыг уртасгахын тулд орчны нөлөөлөл хамгийн бага байхаар байрлуулах шаардлагатай байдаг. Инвертерүүд нь IP54 зэрэглэлийн ус, чийг, шороо, тоосны хамгаалалттай үйлдвэрлэдэг хэдий ч Монгол орны эрс тэс уур амьсгалд зайлшгүй цахилгаан байгууламж дотор байрлуулах ёстой.

Дарханы 10МВт-н НЦС-д ХБНГУ-н SMA брендийн 630кВт-н чадалтай Sunny central 630CP-XT маркийн 16ш инвертер суурьлагдсан. SMA нь инвертерийн үйлдвэрлэлээрээ дэлхийд тэргүүлэгч үйлдвэр бөгөөд Sunny central инвертер нь дэлхийн олон улс орны өөр өөр цаг уурын нөхцөлд амжилттай ажиллаж туршигдсан инвертер юм.

1.2 Сүлжээний инвертер:

 

НЦС-ын хувьд инвертер нь станцын найдвартай ажиллагааг тодорхойлох хамгийн гол тоног төхөөрөмж юм. Тиймээс инвертерийн найдвартай ажиллагаа болон насжилтыг уртасгахын тулд орчны нөлөөлөл хамгийн бага байхаар байрлуулах шаардлагатай байдаг. Инвертерүүд нь IP54 зэрэглэлийн ус, чийг, шороо, тоосны хамгаалалттай үйлдвэрлэдэг хэдий ч Монгол орны эрс тэс уур амьсгалд зайлшгүй цахилгаан байгууламж дотор байрлуулах ёстой.

Дарханы 10МВт-н НЦС-д ХБНГУ-н SMA брендийн 630кВт-н чадалтай Sunny central 630CP-XT маркийн 16ш инвертер суурьлагдсан. SMA нь инвертерийн үйлдвэрлэлээрээ дэлхийд тэргүүлэгч үйлдвэр бөгөөд Sunny central инвертер нь дэлхийн олон улс орны өөр өөр цаг уурын нөхцөлд амжилттай ажиллаж туршигдсан инвертер юм. 

II. НЦС-н ашиглалт:

2.1 НЦС-н ашиглалт

      

Нарны цахилгаан станцын ашиглалт болон засвар-үйлчилгээ нь бусад төрлийн цахилгаан станцтай харьцуулахад хялбар төдийгүй ажиллах хүч бага шаарддаг давуу талтай. Дарханы 10МВт-н НЦС-н ашиглалт болон засвар үйлчилгээг нийт 11 хүн хариуцан ажиллаж байна.

                Монгол орны нөхцөлд НЦС-н ашиглалтыг явуулахад дараах хүндрэл бэрхшээлүүд үүсдэг. Үүнд:

  • Хүйтэн температур
  • Тоос шороо
  • Халалт
  • Цас гэх мэт хүндрэлүүд үүсдэг.

А. Хүйтэн температур

Дарханы бүс нутаг нь Монгол орны хойд хэсгийн хотгор хэсэгт (ДТД 668м) оршдог тул өвлийн улирал харьцангуй хүйтэн байдаг. НЦС-н ихэнх тоноглолууд хүйтэн цаг уурт тохирсон байдаг ба Монгол орны эрс тэс уур амьсгалд зориулж зарим тоноглолуудад нэмэлт халаагуур болон битүүмжлэлийг захиалгаар хийлгэсэн тул хүйтэн цаг уурт ажиллахад ямар нэгэн хүндрэл үүсдэггүй. Доорх хүснэгт болон графикт Дарханы НЦС-н цаг уурын хэмжилтийн станцын сүүлийн 4 жилийн сар бүрийн дундаж температурыг харуулав.

 

Гадна орчны температур 0C

2017

2018

2019

2020

1

-20.5

-23.5

-20.8

-21.8

2

-18.3

-17.4

-19

-17.6

3

-6.5

-4.2

-0.8

-3.8

4

6.8

6

6.1

7.3

5

14

13.7

11.4

15.4

6

20.3

20.2

20

21.9

7

22

19.5

21.5

22.4

8

17.7

18.8

17.4

18.9

9

10.9

9.9

13.4

13.1

10

0.8

4.1

2.7

4.3

11

-9.4

-8.1

-11.7

-8.2

12

-16.4

-21.5

-18.3

-17.4

Б. Тоос шороо

Монгол орон хавар, намрын улиралд хуурайшилт болон тоос шороо ихтэй байдаг тул гадна байрладаг тогмол гүйдлийн нэгтгэх хайрцагт нэмэлтээр битүүмжлэлийг сайжруулж хийлгэсэн. Мөн инвертерийн барилгын агааржуулалтанд филтьр байрлуулснаар тоос, шорооны нөлөөлөл буурч тоноглолуудын найдвартай ажиллагаа болон насжилт нэмэгдсэн сайн талтай.

В. Халалт

 НЦС-н ихэнх тоноглолууд халалтанд тэсвэртэй, нэмэлт хөргөлт сайтай байдаг тул манай орны нөхцөлд нэмэлт хөргөлтгүйгээр ашиглахад хүндрэл үүсдэггүй.

 Г. Цас

 НЦС-н ашиглалтыг явуулахад цас нь ихээхэн саад бэршээл учруулдаг. Өвлийн хүйтэн улиралд нарны зайн дээр цас бүрхсэнээр үйлдвэрлэл буурах сөрөг нөлөөтэй. Нарны зайн дээр тогтсон цас аажмаар өөрөө хайлах боловч үүний тулд өвлийн хүйтэн улиралд олон хоног зарцуулдаг.  Нарны зайны дотоод элементүүд болох селлүүд нь цуваагаар холбогдсон байдаг тул 1 селлийг сүүдэрлэх буюу халхлахад тухайн нарны зайн үйлдвэрлэл буурч нарны зайн дээрх бүх цас хайлж дуустал бүрэн хүчин чадлаараа ажиллаж чаддаггүй. Доорх зурагт өдрийн цагаар цас орж тал нь хайлж мөстсөн нарны зайг харуулав.

III. ДҮГНЭЛТ: 

Өвөл, зуны температурын зөрүү ихтэй Монгол орны хойд бүс нутагт Дарханы 10МВт-н нарны цахилгаан станц 5 жилийн турш эвдрэл, аваар сааталгүй ажиллаж байгаа нь НЦС-н найдвартай ажиллагаатайг харуулж байна. Эрчим хүчний хэрэглээ багатай, тархаж байрласан хэрэглэгч ихтэй манай орны хувьд НЦС-ыг хаана ч ашиглах бүрэн боломжтой байдаг. Ашиглалтын зардал багатай бөгөөд найдвартай цэвэр ЦЭХ-ний эх үүсвэр тул Монгол орны аль ч бүсэд НЦС-ыг ашиглахад тохиромжтойг харуулж байна.