Солнечные электростанции преимущества и недостатки

Солнечные электростанции: преимущества и недостатки

Солнечное излучение является неисчерпаемым и общедоступным источником получения электроэнергии, поэтому технологии и оборудование в этой сфере постоянно совершенствуются.

Электростанции на солнечных батареях регулярно возводятся для снабжения все большего количества объектов различного направления. Одним из основных достоинств являются экологические преимущества солнечных электростанций, которые не загрязняют окружающую среду и совершенно безопасны для человека.

Преимущества

На сегодняшний день энергию за счет солнечного излучения получают несколькими способами:

• преобразование в электроэнергию с помощью фотоэлементов;
• с помощью тепловых агрегатов (поршневые или турбинные паровые машины, двигатели Стирлинга);
• гелиотермальный метод (нагрев поверхности с увеличенным поглощением солнечных лучей);
• аэростатные станции (нагрев селективно – поглощающей поверхности аэростатного баллона с целью генерации внутреннего водяного пара);

Преимущества солнечных электростанций:

• непрерывное производство энергии (различные конструкции и способы устройств позволяют преобразовывать солнечный свет даже в пасмурную погоду);
• неисчерпаемый источник;
• возможность комбинирования различных способов (сочетание ветровых и солнечных установок дает возможность получать энергию автономно и беспрерывно);
• мобильность энергоустановок (позволяет получать энергию в любом месте в автономном режиме);
• продолжительный срок эксплуатации (от 30 до 50 лет, при использовании накопительных аккумуляторов применяется метод накопления днем и расходования ночью);
• бесплатный источник энергии;
• надежность и невысокие затраты на обслуживание.

Если сравнивать способ получения энергии с помощью солнечного света с существующими традиционными методами, то можно выделить некоторые плюсы. Преимущества солнечных электростанций в сравнении с ТЭС (тепловая электростанция) состоят в следующих моментах:

• более дешевый источник энергии (солнечный свет не нужно покупать, а для ТЭС приобретается уголь, торф, мазут и т.д.);
• экологическая безопасность (ТЭС выбрасывают большое количество дыма и копоти от сгорающего твердого или жидкого топлива);
• более низкие эксплуатационные расходы (для ТЭС требуется большой штат обслуживающего персонала, постоянный контроль технологического процесса и большое количество узлов, агрегатов, механизмов, которые являются источником потенциальной поломки).

Недостатки

Для строительства солнечной электрической станции требуется достаточно большая площадь земельных участков: установка с вырабатываемой мощностью 1гВт займет несколько десятков квадратных километров. Станция с такими большими по площади электрическими батареями может повлиять на микроклимат прилегающей местности и вызвать его изменение. Поэтому оптимальным вариантом считается монтаж СЭС с мощностью от 1 до 2 мВт в небольшом удалении от потребителя или установка мобильных станций для конкретного объекта.

Из-за подверженности СЭС выработки мощности электроэнергии в зависимости от погоды и времени суток приходится устанавливать накопительные аккумулятору, которые повышают стоимость установок. Лучшим вариантом является объединение станций с различными способами получения электроэнергии в единую систему для повышения эффективности.

Высокая стоимость оборудования является большим минусом для применения солнечных электрических станций, но постоянное совершенствование элементов и технологий позволяет снижать первоначальные затраты на производство.

После определенного срока использования (около 30 лет) эффективность фотоэлектрических элементов начинает снижаться. Отработавшие детали, которые содержат небольшое количество кадмия, требуют специальной утилизации, которая также повышает финансовые затраты. При работе фотоэлементов на их поверхности повышается температура, что приводит к установке дополнительных охладителей. КПД электростанций на солнечной энергии достаточно низок, а срок окупаемости составляет продолжительное время.

Сферы использования

Солнечные электрические станции широко применяются для снабжения энергией зданий и объектов различного назначения. Широкое использование СЭС получили в дата-центрах, системах поддержания микроклимата, обеспечения работы холодильных установок, систем радиосвязи и компьютерных систем. СЭС обзаводятся парковки, рестораны, мотели, косметологические центры, медицинские учреждения. Станциями оснащаются отдельные загородные дома или целые поселки.

Плюсы и минусы солнечных электростанций

Дата публикации: 18 января 2019

  • Солнце как источник энергии
  • Солнечные электростанции: плюсы и минусы

Солнце — доступный и мощный источник альтернативной энергии. Технологии позволяют применять солнечную энергию как для электроснабжения удаленных населенных пунктов, так и для питания спутников на орбите Земли. Тем не менее, из-за некоторых особенностей солнечные электростанции (СЭС) пока поставляют лишь небольшую долю энергии.

Солнце как источник энергии

Солнце можно сравнить с термоядерным реактором, который прослужит еще 5 миллиардов лет. По мощности излучения 1 метр квадратный площади Солнца сравним с миллионом электроламп. Этой мощи с избытком хватит для обеспечения потребностей людей. Остается только собрать эту энергию и преобразовать ее в удобную для использования форму.

В ясный день на квадратный метр поверхности Земли приходится 1 кВт солнечной энергии. Современная солнечная панель такой же площади может собрать и преобразовать 170 Вт, то есть ее КПД равен 17%. Для того, чтобы заменить энергию всех электростанции Земли гелиоэнергией, нужно всего 66000 квадратных километров гелиопанелей. Такой гелиопарк занял бы всего 1% площади Сахары.

Способы получения тепла и электричества из Солнца:

  • Пассивный способ использования гелиоэнергии очень прост: жидкость помещается в контейнер темного цвета, который нагревается под лучами солнца. Полученное тепло используется, к примеру, для обогрева помещений. В более прогрессивном виде этот способ используется в строительстве, когда сама конструкция здания служит аккумулятором тепла Солнца.
  • Активный способ предполагает использование коллекторов (воздушные, плоские и вакуумные) или батарей. Первые преобразуют энергию Солнца в тепло, вторые — в электричество. Большинство гелиоэлектростанций включают в себя модули из коллекторов или батарей.
Читайте также:
Типы насосов и их технические характеристики

Солнечные электростанции: плюсы и минусы

Достоинства солнечных электростанций

  • СЭС — это возобновляемый источник энергии. Еще более 5 млрд. лет жители Земли могут не беспокоиться об истощении солнечного ресурса. По человеческим меркам, это неисчерпаемый энергоресурс, и развитие гелиотехнологий — это существенный вклад в жизнь будущих поколений.
  • Гелиосистемы могут работать в любой точке земли — как на экваторе, так и в Антарктиде. Температура воздуха роли не играет, необходим лишь доступ к солнечному свету.
  • СЭС оказывают минимальное воздействие на окружающую среду. Конечно, и изготовление, и транспортировка , и установка гелиосистем сопровождаются выбросами в атмосферу, но по сравнению с традиционными энергосистемами, эти малозначимые эффекты.
  • В гелиосистемах нет особых движущих узлов, кроме, например, сервопривода, который регулирует расположение панелей в пространстве. Поэтому гелиостанции работают бесшумно. Это позволяет устанавливать СЭС даже на крышах и стенах жилых домов.
  • Солнечные электростанции сохраняют свою эффективность 25 лет. После этого срока некоторые показатели снижаются, но станция продолжает работать. Обновлять систему можно частями, заменяя отдельные модули на новые.
  • Гелиосистемы применяются в разных сферах: они поставляют электричество в труднодоступные регионы, где нет централизованных электросетей; используются для опреснения воды; питают спутники на орбите и так далее.
  • Потенциал СЭС растет с развитием науки. Открытия в квантовой физике и нанотехнологиях позволят увеличить мощность гелиостанций. А инженерный разработки смогут превратить жилое здание в маленькую СЭС.

Недостатки солнечных электростанций

  • Эффективность СЭС зависит от времени суток и погодных условий. По ночам солнце не светит, а в условиях облачности свет слишком рассеянный. Хотя, например, вакуумные СЭС очень чувствительны к инфракрасному излучению, поэтому накапливают гелиоэнергию даже в пасмурную погоду (пусть и с более низкой эффективностью). В основном же, эта проблема солнечных электростанций решается за счет оборудования их аккумуляторами для запасания энергии и последующего ее использования в неблагоприятных для СЭС условиях.
  • Техническое обслуживание гелиостанций. Вне зависимости от типа, гелиопанели регулярно нуждаются в очистке от пыли. Кроме того, некоторые типы панелей могут перегреваться, поэтому они нуждаются в системах охлаждения или вентиляции.
  • Атмосфера над СЭС может нагреваться настолько, что пролетающие над ней птицы просто испаряются. По некоторым источником, над крупными гелиоустановками погибает одна птица каждые две минуты.
  • Хотя гелиоэнергетика считается, в целом, «зеленой» отраслью, изготовление гелиоустановок происходит с выбросом парниковых газов.
  • Современные гелиопанели обладают мощностью энергоносителя около 16-18 Ватт на квадратный метр. Этот показатель можно одновременно считать достоинством и недостатком солнечной электростанции. В этом солнечная энергетика превосходит другие альтернативные источники энергии, но уступает традиционным — углю, газу, нефти и атомной энергии.
  • Гелиоустановки все еще отличаются высокой стоимостью, и это главный спорный момент в их использовании. Это вызвано, например, применением в них редких и дорогих элементов: теллура и индия. Да и аккумуляторные батареи, которые стабилизируют поступление энергии от гелиоустановок, обходятся в немалые суммы. Вопрос стоимости чаще всего решается на государственном уровне, когда власти предлагают субсидии предприятиям и частным лицам для перехода на солнечное электроснабжение.

Если бы не стоимость, СЭС быстро бы стали мировым лидером в альтернативной энергетике.

  • От ночника до электростанции
  • Миниатюрные линзы и зеркала концентрируют солнечную энергию
  • Солнечные панели уже способны обеспечить мир чистой энергией
  • Вращающиеся солнечные установки от V3Solar

Я бы хотел установить себе солнечную батарею в квартиру, ведь летом много солнца, а значит что и электроэнергии много можно съэкономить. А это уже как прибавка к зарплате, что всегда радует!

Помню, как все раньше удивлялись ночным фонарикам, которые днем заряжались от солнца, а ночью сами по себе светились, но сейчас это уже обычное дело. Прогресс движется в правильном направлении. Экологичность и возобновляемость — это наше будущее.

И всё же прогресс не стоит на месте, и каждый из проблемных моментов, тормозящих пока что развитие этого вида электростанций, сегодня активно прорабатывается инженерами и учёными. Шаг за шагом, рентабельность солнечных электростанций постоянно растёт.

Я удивилась, конечно же, когда увидела, что солнечные батареи продают в совершенно обычных магазинчиках электроники. Видела я это в Европе, не знаю, может и в России такое тоже есть. Но за солнечными батареями будущее.

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Достоинства и недостатки солнечных батарей

  1. Комплект солнечных батарей: достоинства
  2. Экологически безопасно
  3. Долгий срок службы
  4. Автономность
  5. Возможность наращивания мощностей
  6. Минусы солнечных батарей
  7. Низкий КПД
  8. Зависимость от погоды
  9. Необходимость наличия больших площадей
Читайте также:
Шторы из обоев: как сделать самому

В настоящее время солнечные батарейки обладают плюсами и минусами, делающими их особенно популярными и востребованными. Очевидно, что данные источники энергии являются наиболее перспективными. В ближайшем будущем можно будет убедиться в этом. Так, что такого хорошего и интересного в солнечной энергии? Что позволяет смело говорить о преимуществах использования батарей, как в домашних условиях, так и в крупных компаниях? В статье будут освещены их явные достоинства, также, раскрыты недостатки, о которых предпочитают умалчивать производители. Что на самом деле входит в комплект солнечных батарей? Попробуем разобраться.

Комплект солнечных батарей: достоинства

Самым первым плюсом, говорящим в пользу данного энергетического источника, является неиссякаемость и доступность в любом месте. Известно, что солнце присутствует пойти в любой точке земли, в ближайший период не намерено исчезать. Даже если оно однажды пропадет, человечество будет волновать совершенно другой вопрос, об электроэнергии никто не станет даже думать.

Экологически безопасно

Следующее достоинство заключается в том, что комплект солнечных батарей абсолютно экологичен. Любой человек, неравнодушный к здоровью планеты, конечно же, посчитает своим долгом купить именно безвредные энергетические источники. Многие останавливаются на ветряках или тех самых солнечных панелях. Однако, здесь ситуация обстоит подобно как с электромобилями. Батареи являются экологичными, но есть один отрицательный нюанс. В процессе их производства, также, производства аккумуляторов, электростанций, разнообразных проводников, употребляются токсичные вредные вещества. Они и загрязняют среду. В сравнении с ветряками солнечные панели гораздо тише. Они не издают особых звуков, что предоставляет удобства в момент использования.

Долгий срок службы

Батареи изнашиваются медленно. Поскольку не располагают подвижными частями. Конечно, если не используются специальные приводы, поворачивающие элементы в сторону энергетического источника. Однако, при наличии такой системы панели способны прослужить на протяжении двадцати пяти лет и более. Лишь по окончанию данного срока, при хорошем качестве батарей, начинает понижаться КПД. Тогда необходима замена на новый вариант. Кто может предположить, какие именно технологические новшества будут изобретены через четверть столетия? Может сложиться так, что следующих батарей хватит надолго, до конца жизни.

Автономность

Для пользователя установка подобного энергетического источника надежна. Нет опасений, что однажды поставщик отрежет энергоснабжение по техническим причинам. Это позволяет чувствовать себя уверенно, ведь система подачи электроэнергии никогда не иссякнет. Также, не возникнут затруднения с резким увеличением цен или транспортировкой энергии.

Когда окупится энергетическая электростанция, в доме будет, практически, бесплатная энергия. Естественно, за определенное время необходимо покрыть первоначальные вложения.

Возможность наращивания мощностей

Следующее преимущество данных электростанций — это наличие возможности наращивания можности. И здесь вопрос будет стоять только в доступности нужной площади. Модульность солнечных батарей дает возможность, если понадобиться, беспрепятственно повышать мощность системы. Для этого следует добавить новые панели и запитать в систему. Надо сказать, что такие преимущества перекрываются серьезной проблемой: необходимо искать и готовить большие площади. Большие площади означает квадратные километры солнечных элементов.

Солнечной панели не нужна подпитка. А это означает, что человек не зависит от изменения стоимости топлива, его поставок. Еще, плюсы батарей состоят в беспрерывной и стабильной подаче энергии.

Минусы солнечных батарей

Несмотря на множество плюсов батарей, имеют место и многочисленные недостатки. Их следует знать, прежде чем выбрать источник энергии. Очень важно понимать ситуацию, минусы до совершения покупки, чтобы впоследствии быть приготовленным к разным обстоятельствам. Есть причины, согласно которым солнечные панели применяют в качестве вспомогательного источника, не основного.

Главным недостатком считается необходимость первых инвестиций, достаточно больших. В условиях подключения к простой центральной электросети подобные расходы не нужны. Кроме того, период окупаемости вкладов в солнечные батареи размытый. Поскольку многое зависит от случайных факторов, не зависящих от потребителя.

Низкий КПД

Еще можно отметить незначительный уровень КПД. Квадратный метр батареи, имеющей среднюю производительность, выдает только 120 Вт. Этого не хватит даже для нормальной работы за лэптопом. В случае с солнечными панелями имеет место намного меньший КПД. Если сравнить с обычными энергетическими источниками — приблизительно 14-15%. Но такой изъян условный. Потому что новоизобретенные технологии не перестают увеличивать данный показатель, присутствует постоянный прогресс. Сегодня выжимается максимум энергоэффективности из площадей.

В государствах СНГ эти батареи являются достаточно дорогостоящими, в некоторых обстоятельствах считаются роскошью. Причина в том, что власти не особо поддерживают покупку алтернативных источников энергии. Они не пытаются мотивировать и поддержать стремление граждан к, так называемой, «зеленой» энергии. За рубежом совсем иная ситуация. Она в разы лучше. Например, Соединенные Штаты заинтересованы в переменах в виде перехода на экологически чистые энергетические источники.

Зависимость от погоды

Имеется еще заметный минус — плодотворность работы зависит от погоды и климатических условий. К примеру, эффективность солнечных батарей может существенно снизиться в период тумана или пасмурной погоды. При наличии низкой температуры, зимой, КПД падает. Этот показатель понижается, даже в условиях повышенной температуры, если используются некачественные панели. По этой причине следует поддерживать батареи главными энергетическими источниками или практиковать гибридные варианты. Что еще представляет важность? Солнечные панели способны функционировать по-разному в различных местах планеты. Другая местность – другое количество энергии потребляется, что позволяет сделать конкретные выводы. Плодотворность солнечной системы зависит от местоположения дома. А такжеот времени суток — ночью солнце отсутствует, значит энергия не вырабатывается.

Узнайте больше о самовозобновляемой и бесплатной энергии будущего. Солнечные батареи в действии.

Батареи нельзя использовать в качестве энергетического источника для техники, потребляющей большое количество мощности.

Читайте также:
Типы водоэмульсионных красок

Система снабжения энергией от солнца предполагает вмешательства множества вспомогательных устройств. Это, например, аккумуляторы, накапливающие энергию, инверторы, еще требуется помещение, специально предназначенное для установки всей системы. Никель-кадмиевые приборы теряют мощность, если температура показывает ниже нуля.

Необходимость наличия больших площадей

Чтобы получить максимальную мощность от солнца, требуются платформы больших размеров. В случае с солнечной электростанцией промышленного масштаба понадобятся квадратные километры. Если комплект солнечных батарей просто используются в быту, подобные территории не нужны. Однако, следует учесть надобность расширятся в будущем. Надеемся, подробное описание достоинств и недостатков солнечных батарей, поможет выбрать подходящий вариант.

Особенности применения солнечных электростанций

  • Разнообразие СЭС
  • О преимуществах и недостатках
  • Плюсы
  • Минусы
  • Домашняя солнечная электростанция
  • Как устроена солнечная батарея
  • Главное правильно подобрать
  • Электричества на участке нет вообще
  • Централизованная сеть подается с перерывами
  • Высокий тариф на электроэнергию
  • Как рассчитать количество гелиопанелей
  • Как подключить
  • Фиксация элементов по временной схеме
  • Фиксация панелей по постоянной схеме
  • Особенности монтажа
  • Выбираем аккумулятор
  • Какие брать
  • Как рассчитать стоимость
  • Заключение
  • Видео по теме

С развитием современных технологий солнечная энергетика становится привычным и востребованным источником энергии. Теперь солнечные электростанции (СЭС) популярны и узнаваемы во всем мире. Чаще всего мы встречаемся с черными прямоугольниками на крышах домов — это солнечная электростанция, а как сделать такую солнечную электростанцию своими руками, принципы ее работы и особенности монтажа мы рассмотрим далее в этой статье.

Разнообразие СЭС

Все существующие типы солнечных электростанций разделяются на:

  • тарельчатые;
  • фотопанели;
  • башенные;
  • аэростатные;
  • комбинированные;
  • параболоцилиндрические концентраторные;
  • солнечно вакуумные электростанции;
  • башенного типа;

Последние два варианта — солнечные тепловые электростанции. Сконцентрированная солнечная энергия перерабатывается в пар, который вращает турбину, вырабатывающую ток.

Такое богатое разнообразие видов СЭС — наглядное подтверждение тому, что такой вид энергетики очень востребован.

Поэтому, несмотря на плюсы и минусы солнечных электростанций, крупные электрические компании вкладывают серьезные денежные средства в строительство такого рода установок.

Рекомендуем к прочтению: как крыша из солнечных панелей позволяет получить максимальное количество электроэнергии.

О преимуществах и недостатках

Теперь, когда есть понимание того какие существуют виды солнечных электростанций, можно сказать о том, какие преимущества они дают и какими недостатками обладают. Солнечные электростанции имеют плюсы и минусы:

Плюсы

  1. Это возобновляемый источник энергии.
  2. Работают по всему земному шару.
  3. Безопасны для окружающей среды.
  4. В конструкции практически отсутствуют движущиеся узлы, за исключением тех станций, которые автоматически перестраиваются за положением солнца.
  5. Длительный срок эксплуатации — от 25 лет и выше.
  6. Возможность эксплуатации при отсутствии централизованного распределения электроэнергии. Например, если вы соберетесь создать солнечную электростанцию для своей дачи в этом не будет никаких проблем.
  7. Есть возможность организации гибридной электростанции. Например, ветер плюс солнце.
  8. В районах крайнего Севера — дополнительный источник энергии для отопительной системы.

Минусы

  1. Погода и время суток.
  2. Поверхность должна быть чистой. Поэтому необходима периодическая очистка.
  3. Для больших площадей нужна вентиляция или принудительная система охлаждения.
  4. Есть остаточное влияние на экостистему. Солнечно вакуумные электростанции оборудованы зеркалами с точной фокусировкой. Если птица попадает в фокус зеркал, она моментально погибает.
  5. КПД гелиопанелей сравнительно мал при их высокой стоимости.
  6. Нужно дополнительное оборудование.

И всё-таки, несмотря на недостатки солнечных электростанций, они строятся и обладают большой значимостью.

Домашняя солнечная электростанция

Теперь попытаемся понять, зачем нужна электростанция на солнечных батареях для домашнего пользования.

  1. В первую очередь она позволяет решить проблему с поставками электричества.
  2. Солнечные батареи обеспечивают независимое снабжение электроэнергией.
  3. Смогут служить дополнением к существующим источникам электричества, таким как ветряк или бензиновый (дизельный) генератор.
  4. Это своего рода инвестиция. Тарифы на свет постоянно растут, а солнце светит всегда.
  5. Можно остатки электричества продавать государству.
  6. Для частного дома частично перекрывает традиционное отопление.

Как устроена солнечная батарея

Основной элемент — полупроводник на основе кремния, который способен преобразовывать световую энергию в электрический постоянный ток. Это принцип работы всех панелей.

Состоит из двух слоев кремния:

  • монокристаллического чистого с р-типов проводимости;
  • загрязненного n-типа с примесью фосфора.

С тыльной стороны защищен металлическим слоем.

Читайте также:
Температура и влажность в русской бане

С обратной стороны есть клеммы для кабеля, для подключения к инвертору или к аккумулятору в зависимости от способа применения (об этом далее).

Главное правильно подобрать

Для домашнего пользования нужна именно та схема солнечной электростанции, которая подходит под конкретный тип задач, поэтому если вы уже точно решили сделать её у себя дома, то не поленитесь и прочитайте дальше.

Электричества на участке нет вообще

Можно реализовать хорошую схему автономной СЭС.

В дневное время модули накапливают электроэнергию. Можно параллельно и заряжать батареи и пользоваться электричеством по дому. Для повседневного применения в цепи применен инвертор (преобразователь) постоянного тока от батарей в переменный для домашних приборов.

В этом варианте необходим контроллер заряда. Тогда вся система будет работать более эффективно. С его помощью отслеживаются точки максимальной мощности. На практике это приводит к накоплению энергии в аккумуляторах даже в режиме недостаточной освещенности.

В этой схеме также применен дизель-генератор для подзарядки аккумуляторов. Зависит от того как собрать схему.

Централизованная сеть подается с перерывами

Возможен вариант, когда в вашем районе есть централизованная подача электричества, но мощностей местных сетей не хватает, и происходят частые долговременные отключения электропитания. Тогда, если необходимо иметь дома свет встает задача собрать солнечную электростанцию, можно применить гибридную СЭС. Она будет дополнять существующую городскую сеть.

В ней повторяется принцип автономной ЭС, но он дополнен гибридным инвертором, настроенным на использование гелиоэнергии. Такие как МАП серии Hybrid и Dominator. Такая установка максимально независима от городской электросети, так как приоритет отдается применению энергии солнца.

Высокий тариф на электроэнергию

Основная задача построения такой схемы, экономить центральную электроэнергию.

Как видно из рисунка из общей системы исключены аккумуляторы. Такой принцип работы быстро окупается за счет экономии сетевого электропитания.

Это основные схемы применения солнечных панелей. Все варианты того как работает солнечная электростанция и с помощью каких решений, могут дополняться другими конструктивными элементами.

Как рассчитать количество гелиопанелей

Автономная солнечная электростанция для дома начинается со сбора информации.

Необходимы все данные по количеству солнечных дней в вашей местности. В этом помогут специальные метеосправочники и интернет. Подсчитать общее количество за год и с разбивкой по месяцам. Ориентиром для подбора мощности будущей солнечной станции для дачи служат количество месяцев с самыми скромными показателями.

Теперь рассчитываются ваши общие потребности в электричестве и годовые и помесячные. Надо учитывать, что главное не только накопить энергию, но и правильно ее использовать. Если автономная солнечная электростанция будет с небольшими потребностями, соответственно количество панелей надо меньше. А это влияет на конечную стоимость домашней электростанции от солнца.

Необходимо помнить, что эффективность панелей держится на уровне 12–14%. То есть, если солнечная эффективность для вашего региона составляет 20 кВт-час/м², тогда только панель площадью 0.7 м² будет отдавать 1.68 кВт-час. Дальше всё просто. Если потребность в электричестве примерно 80кВт-час/месяц нужно 48 панелей, на которых и будет эффективно работать солнечная станция.

Как подключить

Если не стоит задача обеспечить электричеством весь дом, то можно обойтись простой схемой. Солнечная панель + аккумулятор + контролер заряда, соединённые клеммами. Аккумулятор накапливают электроэнергию, а от него можно пользоваться зарядкой телефона, наладить освещение или подключить устройства, работающие от постоянных 12 В. Способ примитивный, но рабочий.

Когда есть необходимость запитать домашние устройства напряжением 220 В, в цепь добавляется преобразователь постоянных 12 или 24 В, выдаваемых панелью, в переменные 220 В.

На практике реализуются два типа подключения:

  • Последовательный;
  • Параллельный.

Последовательное соединение дает более высокое напряжение.

Если необходим более высокий ток, панели подключаются параллельно.

Можно повысить сразу и ток и напряжение. Для этого часть панелей соединяются последовательно, а другая часть параллельно.

При этом оба режима гарантируют более высокую мощность. Но если для работы домашней электросети не хватает мощности надо добавить количество панелей.

Рекомендуем детальнее изучить: как соединить солнечные панели между собой, чтобы не допустить ошибок на этапе монтажа.

Фиксация элементов по временной схеме

Если рассматривать дачный вариант, когда вся работа только по выходным, удобнее переносной вариант. Панели должны легко разбираться, чтобы потом их спрятать или увезти с собой. В этом у солнечных электростанций преимущества и недостатки перед другими решениями.

Фиксация панелей по постоянной схеме

Если для размещения солнечных панелей предполагается использовать крышу строения, то надо учесть материал перекрытия.

  1. Перекрытия из металла. Для монтажа потребуется сквозное сверление.
  2. Шифер. Не рекомендуется для монтажа ввиду хрупкости покрытия.
  3. ПВХ или ЭПДМ. Монтаж производится на стыках листов.

Особенности монтажа

Есть определенные правила монтажа, которых нужно придерживаться:

  1. Угол наклона. Важно чтобы панели как можно большую часть дня были под падающими лучами солнца.
  2. Затемнение. При смене траектории солнца соседние панели не должны создавать тень. Для этого важно сохранить необходимое расстояние между элементами.
Читайте также:
Установка пуш-фитингов для металлопластиковых труб и их свойства

Выбираем аккумулятор

Монтаж солнечной электростанции правильно начать с выбора аккумулятора. От этого зависит её нормальная работа.

Поясним по порядку почему:

  1. Именно на него поступает полученная солнечная энергия.
  2. Также накопленная им энергия поддерживает домашнюю электросеть в рабочем состоянии.
  3. Еще одна функция — выравнивать неравномерное поступление энергии от гелиопанелей при сплошной облачности или сильном ветре.

Какие брать

Справедливо будет отметить, что аккумулятор — слабая сторона в альтернативном снабжении дома электричеством. Не смотря на современные технологии, они не стали легче, компактнее и дешевле.

В системе СЭС применяют батареи двух типов:

  • Кислотные;
  • Гелевые.

Они различаются по цене, по внутреннему строению и эффективности. Предпочтительнее выбрать гелевый, из-за лучшей переносимости глубоких разрядов. Для него это нормальный режим работы. Это достоинства таких батарей. Главный недостаток — низкие пусковые токи при низких температурах на улице. Но в условиях домашней электростанции такие токи не нужны. Обратная сторона гелевых батарей — они дороже кислотных.

Как рассчитать стоимость

Мощность батареи влияет на ее стоимость. Рассчитаем её. Вот примерная таблица потребителей электричества в доме:

Теперь расчёт суммарных ампер-часов:

Таким образом, чтобы обеспечить 6 кВт в сутки нужны батареи емкостью 1787 А/ч.

Получается, чтобы поддерживать электроснабжение в доме, нужны 8 батарей емкостью по 200 А/ч каждая.

Теперь цена вопроса. Если брать аккумуляторы надежные, такие как Delta GX12-200, то стоимость одного такого 452.4 $. Всего получается 452.4×8 = 3619 $. Для такого региона как Москва это составит 220.576 тыс. руб.

С одной стороны это не дешево, но срок службы Delta GX12-200 в 15 лет сам себя оправдывает.

Заключение

Солнечная энергетика постоянно наращивает свой потенциал. В этом ей помогают открытия в квантовой физике и нанотехнологиях. Благодаря этому мощность гелиостанций только растет. Прогресс движется в правильном направлении. Экологичность и возобновляемость — это будущее, к которому стоит стремиться.

Видео по теме

Достоинства и недостатки солнечной энергетики

Солнце является неиссякаемым источником света, ультрафиолетового и теплового излучения. Солнечная энергетика считается одной из самых перспективных. Экологичность – основная причина актуальности солнечной энергетики. Ученые постоянно совершенствуют используемое оборудование, создают новые виды генераторов.

Солнечная энергия является результатом преобразования лучевого потока, поступающего от светила, в электрическую или тепловую энергию. На современном этапе развития производства рано говорить о полноценном использовании природного ресурса солнце. Но многое уже сделано.Что такое солнечная энергетика?

Концентрированную солнечную энергию CSP (Concentrated Solar Power) улавливают и преобразуют по нескольким технологиям. СЭС бывают двух типов:

  1. Жидкостные, вода или другая жидкость разогреваясь от инфракрасных волн, вращает турбины электрогенераторов.
  2. С фотоэлементами, генерирующие электроны под действием света.
  3. Комбинированные СЭС сочетают сразу оба вида преобразователей.

История развития солнечной энергетики

«Приручить» солнце пытались еще во времена Архимеда. Дот наших дней дожила легенда о сжигании кораблей с помощью огромного зеркала – сфокусированный луч жители Сиракузы направили на флот противника.

В истории развития солнечной энергетики имеются факты об использовании энергии солнц:

  • для обогрева каменных дворцов;
  • выпаривания морской воды с целью получения соли.

Водонагреватели стали совершеннее, когда Лавуазье применил линзу для концентрации инфракрасных лучей. Так удавалось плавить чугун. Позже французы стали использовать нагретую до состояния пара воду для механического привода к печатному оборудованию. О перспективах солнечной энергетики ученые заговорили после создания полупроводников. На их базе были созданы первые фотоэлементы.

Достоинства солнечной энергетики

Солнечно-ветровая энергетика работает на возобновляемых ресурсах. Их не нужно добывать, они готовы к использованию без вмешательства человека. Стоит подробно рассмотреть преимущества солнечной энергетики.

Доступность источника энергии

О перспективе развития солнечной энергетики задумываются многие страны. Разрабатываются проекты по использованию фотоэлементов и теплосистем на энергии солнца владельцами частных домов. Общедоступность источников энергии заставляет находить новые возможности ее использования. Фотоэлементы встраивают в одежду, сумки, выпускают мини-панели для туристов.

Постоянное и независимое энергоснабжение

В жарких климатических зонах, горных районах поток света практически постоянный. Не случайно крупные станции располагают именно там. Как вспомогательные источники энергии применяют в отдаленных от цивилизации уголках, где нет линий электропередач.

Бесплатное потребление

Электричество, получаемое от домашних генераторов, работающих от солнца, никем не учитывается. Ежемесячно платить за электроэнергию не придется. Ощутимые первоначальные затраты в дальнейшем приводят к экономии по оплате коммунальных услуг. Современные фотопанели хорошо адаптированы для применения в частных домах.

Экологичность

Электростанции работают без вреда для окружающей среды. Утилизируют их методом рециркуляции – отдают на переработку как вторсырье.

Бесшумность

В отличие от бензиновых или дизельных генераторов домашние энергосистемы, преобразующие энергию солнца, работают бесшумно. Турбины гелиостанций расположены так, что не наносят вреда окружающему растительному и животному миру децибелами, вибрацией.

Читайте также:
Типы систем рекуперации тепла в системах вентиляции

Высокая износостойкость

Оборудование просто эксплуатировать, ему не требуются постоянные профилактические ремонты. Ресурса полупроводников хватает на много лет, после 30-летней эксплуатации генерация электронов уменьшается всего на 20%.

Недостатки солнечной энергетики

На сегодняшнем уровне у существующих технологий аккумулирования и преобразования световой, инфракрасной, ультрафиолетовой энергии солнца длительный срок окупаемости. Это не единственный недостаток. Основной проблемой солнечной энергетики остается недостаточное развитие технологии. Утешает то, что отрасль развивается.

Низкий КПД

Максимальный коэффициент полезного действия световых станций любого типа не превышает 30%. При сжигании топлива отдача выше. Поток лучей непостоянен, он прекращается, когда часть планеты входит в теневую область. Потребление энергии в темную часть суток возрастает. Приходится решать проблемы аккумулирования энергии. Со временем КПД фотоэлементов снижается, проводимость полупроводников уменьшается, панели приходится менять.

Большая площадь, занимаемая системой

Для размещения зеркал на гелиостанциях, монтажа батарей требуется пространство, исчисляемое тысячами гектаров. Люди находят выход из положения: размещают панели на вертикальных щитах, крышах строений. В промышленных масштабах такое невозможно, территория станция занимает несколько десятков футбольных полей.

Зависимость работы от погодных условий

На процесс генерации влияет погода. При сильной облачности большая часть лучей рассеивается, не достигая пространства. Жесткие панели страдают от снеговой нагрузки, града. Эффективность снижается, когда на батареях скапливается грязь. Крепежные элементы испытывают воздействие погодных факторов.

Экологические последствия развития солнечной энергетики

Инновационный подход к развитию энергетики приводит к снижению вредных выбросов в атмосферу от сжигания топлива. За счет применения технологий по преобразованию энергии светила в электрическую снижается энергопотребление коммунальных хозяйств.

Хотя преимущество газообразного, жидкого, твердого топлива неоспоримо, пора задуматься об экологических последствиях. При переходе на энергию СЭС:

  • снижается риск техногенных аварий;
  • возобновление ресурса происходит без участия человека;
  • минимизированы вредные воздействия на экосистему;
  • не выделяются парниковые газы, разрушающие озоновый слой;
  • для строительства СЭС не требуется менять ландшафт, нет объемных земляных работ по выемке грунта;
  • в сравнении со строительством ГРЭС не нарушаются русла рек, территории не подлежат затоплению, не наносится ущерб флоре и фауне.

По затратам разработка новых шельфовых месторождений нефти и газа сопоставима со строительством СЭС.

Развитие солнечной энергетики в разных странах

По оценкам экспертов, в будущем солнечная энергетика полностью вытеснит бензиновые генераторы, значительно увеличится объем генерируемой тепловой и электрической энергии в мировом масштабе.

Оценка эффективности станций высокая. Совершенствуются фотоэлементы, увеличивается аккумулирующая способность гелиосистем. По официальным данным, 1% потребляемого электричества генерируется фотоэлементами. Технологии постоянно совершенствуются, повышается КПД батарей.

Доля солнечной энергетики в Германии превысила 20% общей выработки электричества, страна входит в список пяти держав с развитой структурой СЭС. Применение батарей-генераторов становится нормой. За счет энергии солнца удается покрывать 50% ежедневных потребностей на ЖКХ.

Преимущества двойной батареи фотоэлементов не так давно оценили в Европе, она улавливает прямое и отраженное излучение. Такое конструкционное решение увеличивает производительность фотоэлементов на 30%. Кстати, солнечной энергетике в странах Европы уделяется должное внимание. Страны, не имеющие запасов природных углеводородов, отказались от развития ядерной энергетики в пользу альтернативного использования возобновляемых природных источников. В Бельгии годовая выработка СЭС превышает 3 тысяч мегаватт, Испании – 5,3 тысяч, Франции – 5700 МВТ, Италии – 18 тысяч мегаватт.

Станции строят в Японии, Австралии, других странах мира. Даже в Канаде, северной стране, разработаны программы по внедрению батарей с фотэлементами. Они занимают огромные площади на заснеженных просторах страны. Китай с 2015 года – лидер по производству и установке гибких и жестких панелей с фотоэлементами.

Самой разносторонней считают солнечную энергетику в США. Американцы строят гелиотермальные станции, преобразующие тепло солнца в пар, который вращает турбины. В год в энергосистему Америки ежегодно поступает 18317 МВт электричества, получаемого от солнца. На территории США в пустыне Мохаве расположена самая крупная СЭС в мире.

Как развита солнечная энергетика в России?

В энергобалансе страны доля солнечной энергии ничтожно мала – 0, 03%. Из-за большого срока окупаемости частные инвесторы не торопятся вкладывать деньги в эту отрасль, получать электроэнергию из газа гораздо выгоднее.

Остается надеяться на государственные инвестиции в солнечную энергетику. В планах строительство четырех крупных станций, увеличение объема получаемого от солнца электричества до 1%. Развитие солнечной энергетики ограничено территориально, в самых индустриально развитых регионах низкая инсоляция, строительство СЭС нецелесообразно.

Инвестиционные программы разрабатываются с учетом ландшафта при поддержке властей. В этом году закончено строительство станции «Енотаевка» мощностью 15 МВт в Астраханской области. В этом регионе планируются еще две: «Михайловская», «Элиста Северная».

Оценка инсоляции делается на основании многолетних наблюдений за погодой. Рынок солнечной энергетики РФ постепенно расширяется.

Строить электростанции, преобразующие энергию солнца, рентабельно вдоль южных границ:

  • в Сибири;
  • Крыму;
  • на Дальнем Востоке;
  • в горах Алтая, Кавказа.
Читайте также:
Строительство летней кухни на даче своими руками: фото и видео разных видов

В этих районах ожидаемая эффективность подтверждена.

Уже работают крупные СЭС:

  • Фунтовская, Ахтубинская в Астраханской области генерируют по 60 МВт;
  • Орская, первоначальная годовая мощность 25 мегаватт в 2017-м году увеличена до 40 МВт;
  • Самарская, это еще 75 мегаватт.

Крым – регион, где 250 ясных дней в году. Там построена самая большая СЭС России «Воалистаовока», она ежегодно выдает 1100 МВт. Чуть меньше «Перово» (105 МВт), на третьем место по производительности и занимаемой площади «Охотниково» (85 МВт). В Крыму расположено два десятка станций.

В России проектируется и строится 30 новых станций. Фотопанели используют владельцы частного сектора для собственных нужд, особенно в удалении от сетей единой энергосистемы. Развитие альтернативной энергетики поддерживается на государственном уровне, создана Ассоциация предприятий солнечной энергетики. Для строительства СЭС привлекаются иностранные инвесторы.

За использованием энергии солнца будущее. Разрабатываются модели фотобатарей на крышах машин, есть дорожные магистрали с полотно из фотоэлементов. КПД таких систем около 10%. Доля альтернативной энергетики в мире постоянно растет.

Альтернативная энергетика и экология: виды и пути развития

Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии

Альтернативная энергетика своими руками для дома

Использование энергии морских приливов и отливов

Геотермальные электростанции: плюсы и минусы выработки электроэнергии ГеоТЭС

Солнечная энергия в России: проблемы и перспективы развития солнечной энергетики

Плюсы и минусы геотермальной энергетики

Принцип работы волновых электростанций

Тепловое загрязнение окружающей среды: источники и последствия

Как сделать ветрогенератор своими руками в домашних условиях?

Плюсы и минусы использования солнечных электростанций

С каждым днем солнечные электростанции становятся все более популярными. Технологии сбора энергии из солнечного света совершенствуются из года в год, и весь мир все больше осознает необходимость сократить использование (а еще лучше отказаться полностью) невозобновляемых источников энергии. Многие частные лица, компании и даже страны инвестируют значительные сумы в солнечные электростанции, надеясь, что затраты быстро окупятся. У солнечной энергии есть много преимуществ, но, к сожалению, есть и недостатки. Стоит узнать обе стороны медали.

  1. Преимущества
  2. Недостатки
  3. Вывод

Преимущества

Основным преимуществом фотоэлектрических электростанций является независимость от газа, нефти и угля, запасы которых медленно истощаются во всем мире. Их цены постоянно растут, что ощущает каждый из нас. А вот солнечный свет широко доступен и неисчерпаем. Таким образом, нет никакого страха, что однажды это «сырье» исчерпается.

Солнечная энергия собирается с помощью солнечных батарей, которые после установки практически не требуют обслуживания. Поэтому по сравнению с традиционными электростанциями они гораздо более экологичны: они не выделяют паров, не потребляют воду, не производят токсичных отходов. Солнечный свет доступен практически где угодно на земле, поэтому ни одна страна не будет иметь преимуществ в плане его добычи.

Основные преимущества солнечных электростанций:

  • бесплатная энергия;
  • замена традиционного топлива этим источником энергии;
  • не вредно для окружающей среды;
  • возможность широкого использования в мире;
  • не выделяют загрязняющих веществ в окружающую среду;
  • неограниченное количество энергии которое можно получить;
  • экономия ресурсов;
  • рациональное управление энергопотреблением;
  • нет производственных отходов;
  • повышение эффективности и результативности технологий;
  • снижение производственных затрат;
  • солнечные элементы не требуют специального обслуживания, кроме очистки;
  • солнечные батареи надежны.

Недостатки

Несмотря на очевидные преимущества, солнечные электростанции также имеют недостатки. Это в первую очередь расходы. Солнечные станции хотя и становятся дешевле с каждым годом, например, солнечная электростанция 5 квт купить которую можно в компании Еcosolution только в этом году подешевела на 15 процентов, они все же еще довольно дороги, когда речь идет о крупных проектах. Также их установка для массового использования требует огромных поверхностей.

Экологический аспект производства панелей является спорным вопросом. Конечно, определенная степень загрязнения окружающую среду присутствует, но нереально добиться 100 % экологической энергии в промышленных масштабах. Солнечные электростанции не собирают и не накапливают энергию ночью, но в случае традиционных электростанций также случаются простои и перебои в подаче электроэнергии. Поэтому следует придерживаться разумной политики управления запасами.

Основные недостатки солнечных электростанций:

  • отсутствие добычи энергии ночью;
  • высокие затраты на хранение энергии;
  • относительно высокая цена солнечных элементов;
  • суточная и сезонная изменчивость солнечной радиации;
  • местные климатические изменения, неблагоприятные для использования солнечной энергии;
  • трудности с накоплением и концентрацией энергии;
  • низкая дневная плотность потока энергии солнечной радиации;
  • установка занимает большие площади;
  • большие производственные и строительные затраты;
  • высокие финансовые затраты;
  • не очень высокая мощность.

Вывод

Несмотря на все недостатки солнце является возобновляемым источником энергии
а солнечные электростанции производят «чистую» энергия. Стоит смотреть в будущее и вкладывать свои деньги и силу в солнечную энергию.

Солнечная электростанция – принцип работы и комплектация, разновидности, преимущества и недостатки

Население большинства стран мира начало проявлять активный интерес к альтернативным источникам получения электроэнергии, в том числе, от солнца в течение светового дня. Оно может дать практические бесконечный запас электричества, но для его сбора необходим комплекс специального оборудования.

Читайте также:
Умная техника для дома: примеры гаджетов, принцип работы, плюсы и минусы

Принцип работы солнечной электростанции

Солнечная электростанция – это инженерное сооружение, которое служит для преобразования солнечного излучения в электрическую энергию. Методы зависят от характеристик и особенностей станции:

  1. конструктивных;
  2. аппаратных.

В основу принципа работы сооружений заложен сбор концентрированной энергии лучей, которые отражаются от зеркал к приемникам, накапливающим такую энергию и преобразующую ее в тепловую. Полученный запас используется для получения электрической энергии, путем прогонки ее через определенное оборудование – паровую турбину, тепловой двигатель, заставляющий работать генератор.

На данный момент времени в мире существуют восемь видов электростанций, работающих на солнечной энергии (СЭС):

  • башенная электростанция на батареях;
  • фотоэлектрическая станция;
  • тарельчатая;
  • на параболических концентраторах;
  • аэростатная;
  • солнечно-вакуумная;
  • на двигателе Стирлинга;
  • комбинированные типы.

Башенная электростанция на солнечных батареях

Принцип работы электростанций данного типа основан на получении пара посредством тепловой энергии от солнца. Центральным элементом сооружения является башня высотой от 18 до 24 метров. Этот параметр определят мощность станции и КПД (коэффициент полезного действия) системы. На верхней площадке башни размещается резервуар с водой – емкость, обладающая крупными габаритами и окрашенная в черный цвет, для увеличения уровня поглощаемого излучения.

В технологическом помещении башни группа насосов перекачивает пар из нагреваемой емкости в турбогенератор. По периметру башни располагаются обширные поля с гелиостатами. Гелиостат – это зеркало, которое закрепляется на регулируемую опору, конденсирует воду, подключается к системе позиционирования, управляющей положением элементов. Главным требованием для нормального функционирования станции является полное попадание всех лучей, отражаемых от зеркал. Этим и занимаются системы позиционирования и отслеживания месторасположения солнца.

При ясной погоде происходит значительный нагрев воды в резервуаре, а температура жидкости достигает около 700°C. Такой уровень температуры примерно сопоставим со значениями, достигаемыми на тепловых электростанциях, поэтому для производства электроэнергии из пара используются турбины стандартных размеров. Максимальный КПД станций башенного типа составляет около 20 процентов, достичь его можно только при пиковых мощностях.

Фотоэлектрическая станция

Солнечную электростанцию фотоэлектрического типа (СЭСФ) снабжают специальными элементами – солнечными батареями или фотоэлементами, отвечающими за преобразование энергии солнца в электрическую. В основном они изготавливаются из кремния с металлизированной поверхностью. Следует помнить, что функционирует система, когда светит солнце, а это невозможно в темное время суток – ночью или вечером, поэтому ее дополняют накопительными аккумуляторами для хранения и последующего использования энергии.

Не менее важным элементом в миниэлектростанциях бытового назначения является инвертор, который обеспечивает преобразование постоянного тока в переменный, используемый для питания всех электрических приборов в доме. Кроме описанных выше элементов конструкции СЭСФ, в состав системы входят:

  1. комплекты предохранителей которые предназначены для монтажа на всех местах соединения компонентов и ее защиты от возможного короткого замыкания;
  2. набор коннекторов стандарта МС4, предназначенных для подключения кабелей;
  3. управляющего техникой автономного контроллера.

Солнечная станция для дома – это несомненное преимущество, но перед ее установкой и подключением нужно подобрать подходящие место для размещения системы. Фотоэлементы размещаются практически в любой точке с хорошей освещенностью:

  • на крыше загородного коттеджа;
  • на балконе многоквартирного дома;
  • на прилегающей к дому территории;
  • на фасаде (запрещено для многоквартирных домов).

Единственное, что требуется создать условия, чтобы получить максимальную выработку электроэнергии. Одним из таковых является ориентация и угол наклона относительно горизонта. Так, светопоглощающее полотно должно быть повернуто на юг, причем желательно добиться такого положения, чтобы лучи солнца попадали на него под углами 90°. Это достигается подбором оптимального угла наклона, зависящего от времени года, климатических условий и региона, например, для Москвы и МО (Московской области) этот показатель будет в пределах от 15 до 20° – летом, от 60 до 70° – зимой.

При размещении панелей на преддомовой территории желательно устанавливать их на высоте от 0,5 метров над уровнем земли, чтобы предотвратить их контакт со снегом при выпадении большого количества осадков. Надо выбирать места с отсутствием затемненных участков, так как тень повлияет на общую эффективность. При такой установке можно получить необходимое расстояние для циркуляции воздуха и кондиционирования системы.

  • 11 способов ускорить рабочий день
  • Индексация пенсий в 2019 году в России: повышение выплат
  • Кредит пенсионерам до 75 лет без поручителей – предложения банков России и условия получения

Крепление панелей на опорные коррозионностойкие конструкции можно производить прижимными фиксаторами или болтами. Их вкручивают их в специальные отверстия, которые располагаются в нижней части рамки. Выбирая тот или иной способ монтажа, запрещено вносить изменения в конструкцию панелей и просверливать дополнительные отверстия – это может негативно повлиять на эффективность работы и выходные параметры системы.

В состав батарей входят несколько отдельных панелей для увеличения выходных параметров системы: мощности, напряжения и тока. На практике их соединяют, реализуя одну из трех монтажных схем:

  • параллельную (1);
  • последовательную (2);
  • смешанную (3).
Читайте также:
Современный способ оформления малогабаритного жилья

Схема 1: параллельное соединение. При параллельном соединении панелей две одноименные клеммы («+» с «+», а «-» с «-») подключают друг к другу так, что проводники – медные кабели, расположенные между элементами – обладают двумя общими узлами: схождения и расхождения. Выходной ток увеличивается прямо пропорционально количеству конструктивных элементов, подключаемых к системе.

Схема 2: последовательное соединение. При последовательном соединении панелей подключают противоположные полюса: «+» первой панели к «-» второй. Незадействованные полюса панелей соединяют с контроллером, который располагается в следующем узле схемы. Соединение, образуемое по такой схеме, создает условия, при которых электрический ток будет протекать до потребителя только по единственному пути.

Схема 3: смешанное соединение. При последовательно-параллельном, или смешанном соединении панели, объединенные в одну группу, подключаются друг к другу по параллельной схеме, а соединение отдельных групп в единую электрическую цепь реализуется по последовательному принципу. Использование такой схемы не только увеличивает выходное напряжение с выходным током, но и производит резервацию – при выходе одной из панелей остальные функциональные цепи будут продолжать работу. Это повышает надежность и простоту обслуживания системы.

Монтаж и подключение элементов внутри системы – электростанции – выполняется по трем схемам:

  • стандартной;
  • с разнонаправленными элементами;
  • с совмещением со стационарной сетью

Вариант 1: стандартный монтаж. При стандартном монтаже группа фотоэлектрических модулей подключаются по последовательной, а аккумуляторы по последовательно-параллельной схеме. Объединенные панели с помощью двух линейных кабеля подключаются к системе, управляющей зарядом/разрядом АКБ (аккумуляторных батарей). Система управления подключается к инвертору, а он соединяется с бытовыми электрическими приборами.

Вариант 2: монтаж с разнонаправленными элементами. Монтаж системы с разнонаправленными панелями осуществляют по последовательной схеме, при этом элементы располагают в одной плоскости и под одним углом – это делается для минимизации потерь электроэнергии. Еще больше снизить потери можно при использовании отдельного контроллера для каждой панели и монтаже отсекающих диодов внутри пластин.

Дополнительно проблемой данной схемы является потеря напряжения в узлах соединения и самих низковольтных линиях – кабелях. Например в метровом проводе с сечением 4 мм кв. в момент прохождения сигнала с напряжением 12 В и током 80 А показатели снизятся на 3,19% что приведет к падению мощности на 30,6 Вт. Эту проблему можно решить, используя скрутки жил кабеля

Вариант 3: монтаж с совмещением с сетью. При монтаже по данной схеме создаются две кабельные трассы. Одна идет от счетчика электроэнергии до батарейного инвертора и подключается к резервируемой нагрузке – аварийному освещению, холодильному. Инвертор дополнительно соединяется с группой аккумуляторных батарей, а после счетчика подключается нерезервируемая нагрузка. Другая линия идет от солнечных панелей до контроллера, а затем через его выходы подводится к проводам, подключенным аккумуляторной группе, через две общие точки на «+» и «-».

Наибольшее распространение СЭСФ (электростанции фотоэлектрического типа) получили в частном секторе: дачах, 2- или 3-семейных квартирах, загородных домах, санаториях и на промышленных объектах. Купить солнечную батарею для дачи не составит труда: в интернете хватает компаний, предлагающих данную продукцию. Цена солнечной батареи для дома не очень большая – в среднем от 6,5 тыс. рублей за несколько панелей, до 192 тыс. – за полноценный комплект, который обеспечит освещением и электроснабжением весь дом.

  • Как подарить квартиру родственнику без уплаты налогов на недвижимость
  • Что делать, если в квитанции неправильные показания счетчика
  • Как в октябре изменятся правила получения пособий и пенсий

«Оптимум» 1000/3000 – это оптимальный комплект солнечных батарей для дачи, который предназначен для использования c весны по осень. Уровень входной мощности обеспечивает энергоснабжение, поддерживающее нормальное освещение дома и преддомового участка, работу всех заряжаемых устройств, телефонии, радио и электротехнических устройств, холодильного оборудования и устройств водоснабжения:

  • Название: «Оптимум» 1000/3000.
  • Стоимость: 192 тыс. рублей.
  • Комплектация: четыре оптических приемника (модуля) ФСМ-150П на 250Вт/24В, 12-вольтовых аккумулятора Delta GX 12-200 с гелием на 200 А*ч, контролллер.
  • Характеристики: напряжения постоянного и переменного тока – 24/220 В, энергетическая эффективность – 4,6 кВт*ч/день, энергопатенциал аккумуляторов -9,6 кВт*ч, максимально возможная нагрузочная мощность (подключенных приборов) – 3 кВт, пиковая нагрузочная мощность – 6 кВт, вес – 355 кг.

SX-1500 – это отличный вариант для сокращения счетов за оплату электроэнергии на даче или в деревне:

  • Название: SX-1500.
  • Стоимость: 101,805 тыс. р.
  • Комплектация: четыре оптических приемника (панели) CHN250-60P на 250 Вт, инвертор сетевого типа – EHE-N1K5TL, комплект 15-метровых кабелей с разъемами.
  • Характеристики: напряжение переменного тока – 220 В с частотой – 50 Гц, выходная контактная группа на напряжение – 220 В с герметичным винтовым зажимом, уровень выходной мощности – 1,5 кВт, рабочие диапазоны по температуре – от -25 до +60°C – для оборудования, и от -40 до +85°C – для панелей, масса – 105 кг.
Читайте также:
Типы систем рекуперации тепла в системах вентиляции

Тарельчатые станции

Солнечная электростанция тарельчатого типа собирает энергию солнечных лучей аналогично сооружениям башенного типа, но, тем не менее, в их конструктивном строении есть отличия. Например модуль является опорой с ферменной конструкцией отражателя и приемника. При этом последний устанавливается на месте с максимальной концентрацией отраженного солнечного света.

Отражателем в данной системе является зеркало, изготовленное в форме тарелки, которая крепится на ферменную конструкцию. Зеркала обладают большим диаметром, который может достигать 2 метров. На одном из «полей» – участков для установки отражателей – могут быть размещены свыше нескольких десятков тарелок. Количество установок определяет конечную мощность всей системы.

На параболических концентраторах

Солнечная электростанция на параболических концентраторах отличается конструкцией, которая нагревает теплоноситель до состояния, которое пригодно для корректной работы турбогенератора. В центре сооружения устанавливается постамент, на который монтируют зеркало параболоцилиндрической формы. Оно обеспечивает фокусировку отраженного света на трубке, обеспечивающей прохождение теплоносителя. Под действием лучей он нагревается, а затем подводится к теплообменнику, отдающему тепло в воду, которая превращается в пар, подводящийся к турбогенератору.

Аэростатные

Солнечная электростанция аэростатного типа бывает одного из двух видов:

  • С солнечными фотоэлементами или поверхностями, поглощающими тепло, которые располагаются на аэростате. Они обладают КПД (коэффициентом полезного действия) мене 15%.
  • С покрытием из параболической металлизированной пленки, которая выгибается внутрь под воздействием газа.

Особенностью аэростатов является то, что они располагаются на высоте, превышающей 20 километров, где отсутствуют тучи, которые создают затенение и осадки. Верхушку аэростата изготавливают из армированной пленки для увеличения срока службы. В центральную часть устройства монтируют параболический концентратор, изготавливаемый из металлизированного материала. Он обеспечивает концентрацию отраженного света на термопреобразователе.

Термопреобразователь подвергается охлаждению водородом, если энергия преобразуется в результате разложения воды, или гелием – при передаче энергии дистанционным методом с использованием СВЧ (сверхвысокой частоты) излучения или радиоволны. Для ориентирования по месту расположения солнца аэростаты снабжают гироскопами, а при управлении аппаратами используют метод перекачки балласта – воды. Один аэростат может состоять из нескольких модулей – плавающих шаров.

Солнечно-вакуумные

Электростанции солнечно-вакуумного типа реализуются на использовании энергии воздушных потоков. Они создаются за счет разности температурных значений в воздушном слое у поверхности земли и на некотором удалении от нее – этот участок формируется искусственно, и представляет собой зону, закрытую стеклами. Конструкция солнечно-вакуумной станции состоит из высокой башни и участка земли, который накрыт стеклом.

В основании башни размещают воздушную турбину с генератором, вырабатывающим электричество. Рост мощности станции происходит с увеличением разницы между температурами, а разница зависит от высоты сооружения. Такая станция не ухудшает экологическую обстановку, при этом она может эксплуатироваться в круглосуточном режиме из-за использования энергии от нагретой земли.

На двигателе Стирлинга

Такие станции конструктивно представляют собой параболические концентраторы, которые фокусируют отраженный свет на двигатель Стирлинга. На практике применяют вариацию двигателей Стирлинга, которые осуществляют преобразование электроэнергии без использования кривошипно-шатунного механизма, что увеличивает эффективность аппарата. Средняя эффективность составляет 30% за счет использования гелия или водорода для получения тепла.

Комбинированные

Нередко на различного вида электростанциях устанавливается оборудование для теплообмена, которое предназначено для получения технической воды, часто используемой в системах отопления. Станции этого типа были названы комбинированными из-за того, что в них обеспечивается параллельное функционирование солнечных коллекторов и самих фотоэлементов.

Преимущества солнечных электростанций

Электростанции, работающие на солнечной энергии по сравнению с традиционными источниками обладают рядом плюсов:

  • Современные установки усиливают свет при наличии большой концентрации туч, задействуют лучи, которые находятся в невидимом спектре частот, что обеспечивает им беспрерывную работу.
  • Позволяют комбинировать виды энергии, получаемые из разных источников: в основном используются ветросолнечные батареи.
  • Компактность. Переносные электростанции мобильного типа изготавливают небольшого размера, что помогает использовать их в качестве домашнего источника электроэнергии.
  • Большой срок службы, в среднем составляющий от 30 до 50 лет. Подключая накопительные аккумуляторы, можно запасать энергию и использовать ее ночью.
  • Экономия на оплате счетов, поскольку энергия солнца бесплатна.
  • Дешевизна, долговечность и простота обслуживания.

Недостатки солнечных электростанций

Электростанции, работающие на солнечной энергии, по сравнению с традиционными источниками обладают рядом минусов:

  • Дороговизна отдельных видов станций. Это в основном относится к оборудованию геотермального типа, которое продается только за границей.
  • Необходимость использования объемных аккумуляторов с большой емкостью, если потребители нуждаются в использовании электричества ночью.
  • Большая энергопотеря. Высокомощные станции преобразовывают лишь 20% от поглощенного солнечного света, а остальное идет на поддержание работы оборудования.

Видео

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: