Электростанция на солнечных батареях и ее параметры

Из чего состоит солнечная электростанция: характеристика, схема, мощность солнечной электростанции


Солнечная электростанция имеет большое количество оборудования. Все же система генерирования солнечной энергии в электрический ток не такая простая задача. И пусть даже солнечные батареи уже составлены из фотоэлементов, но отдельное оборудование необходимо объединить и создать целую сеть, которая будет работать для Вас.

В установке солнечных электростанций является большое количество важных мелочей, которых даже не знают большинство электриков. Всегда надо помнить, что работа с высокотехнологичным оборудованием требует к себе особого и акцентированного внимания.

Поэтому установка солнечных электростанций должно осуществляться только специалистами и мастерами своего дела, в противном случае, есть риск некорректной работы или низкой эффективности системы.

Чтобы узнать, из чего состоит солнечная электростанция, мы дадим ей краткую характеристику.

Характеристики солнечных электростанций: основные элементы СЭС

Солнечная электростанция — это довольно сложная и инновационная система устройств. Срок службы этой системы может достигать 25 лет. Но конечно такой показатель можно достичь только с использованием качественного оборудования и своевременного сервисного обслуживания.

Основными элементам солнечной электростанции являются:

  • Солнечные батареи;
  • Инвертор;
  • Контроллер;
  • Аккумулятор.

Солнечные батареи(панели)

Это устройства, которые принимают на себя солнечные лучи, и превращают их в постоянный электрический ток. Солнечная панель, как правило, состоит из 36 фотоэлементов. Но они отличаются по своей мощности и габаритам.

Есть несколько видов солнечных панелей:

  1. С монокристаллов
    Это очень распространенный вид солнечных панелей, ведь благодаря прочному корпусу влага не попадает в систему. Широко используется в садовом освещении, подкормке электрических приборов или светильников.
  2. Тонкопленочные
    Этот вид используется очень масштабно, ведь по сути это лишь пленка, которая регенерирует солнечную энергию в электрический ток. Этой пленки нужно достаточно много чтобы получить достойную мощность. Но к плюсам можно отнести минимальные требования к установке и фиксации. Любая стена или кровля с легкостью будет служить креплением тонко пленочной солнечной батареи.
  3. Поликристаллические
    Это хорошая альтернатива монокристаллическим солнечным батареям. В основе данных панелей применен кремний, который имеет ярко синий цвет. Такие панели используются в парках, садах, освещение улиц, заряд аккумуляторов.

Инвертор

Если после солнечных батарей мы получаем постоянный ток, то с помощью инвертора, мы можем получить переменный. Мощность солнечной электростанции зависит от мощности инвертора, ведь именно через него проходит весь поток электроэнергии. Также, важно отметить, что эти устройства имеют защитную функцию, то есть избегают перегрузок системы и следят за стабильностью работы.

Контроллер

Это оборудование следит за состоянием заряда солнечных панелей. Его задача — следить за объемом свободного и заполненного места в аккумуляторе. Это значительно сохраняет всю систему и продлевает срок ее службы.

Аккумулятор

Наверное один из главнейших элементов схемы солнечных электростанций. Аккумулятор принимает на себя весь ток и накапливает его. Данный элемент постоянно работает, ведь днем он получает и отдает энергию, а ночью только отдает. Аккумулятор должен быть качественным, ведь максимальный объем полученной электроэнергии зависит именно от него.

В целом, именно эти 4 элемента и создают всю систему. Но стоит отметить, что это лишь базис потенциальной системы солнечной электростанции. В современные системы еще могут входить около 5 элементов, также будут обеспечивать надежную и стабильную работу. Обращаясь к опытной компании, Вы можете получить все рекомендации и установить себе качественное оборудование.

Схема солнечной электростанции

Солнечные электростанции можно разделить по многим критериям. По способу добывания, по целям извлечения электроэнергии или по масштабам. Но по схеме солнечных электростанций они также значительно отличаются:

Атомная СЭС

Атомные схемы солнечной электростанции устанавливаются в местах, где бывают проблемы с электроснабжением. В этом типе схемы обеспечивается полная энергетическая независимость от центрального энергоснабжения.

Сетевая СЭС

Данная схема подключения рассчитана на полную независимость от центрального энергоснабжения, и дает возможность излишки энергии продавать. В таком случае сетевая схема солнечной электростанции приносит значительную прибыль в кошелек владельца.

Гибридная СЭС

Гибридная солнечная электростанция рассчитана на получение и генерирования электроэнергии от солнечных лучей но не исключает случай подключения централизованного энергоснабжения. Если в аккумуляторе будет минимальный заряд энергии, в систему будет попадать дополнительная.

Источник: https://kssolar.com.ua/ru/blog/iz-chego-sostoit-solnechnaya-elektrostantsiya

Солнечные электростанции — шаг в будущее: 5 видов


Альтернативным способом энергообеспечения дома является на сегодняшний день использование солнечных электростанций Интерес к солнечной энергии возрастает, так как она является экономичным и перспективным видом получения электричества. Солнечные электростанции применяются на промышленных объектах и используются в частных секторах с перебоями электроэнергии.

Содержание:

Солнечные электростанции, сокращенно СЭС – специальные сооружение, которые преобразуют энергию солнца в электричество. Преобразователи различаются по строению и принципу работы.

Преобразование солнечной энергии происходит с помощью оптических элементов, которые отражают лучи и концентрируют их на специальный приемник, наполненный водой или маслом.

При повышении температуры жидкость нагревается, выделяя пар или повышая температуру маслянистого теплоносителя. Воздушные массы запускают генератор, который вырабатывает электроэнергию.

В противном случае коэффициент полезного действия станций сводился бы к минимуму. Вогнутая конструкция зеркал с отражающим покрытием обеспечивает максимальный сбор солнечной энергии.

Для бесперебойной работы некоторые конструкции оснащены мощными аккумуляторами, так как в ночное время станции не вырабатывают энергию.

Главным преимуществом данных конструкций является сохранение экологического покоя окружающей среды и постоянно возобновляемый источник солнечной энергии. Солнечные станции предназначены для тепловых, бытовых, промышленных нужд.

Виды и принцип работы: СЭС электростанция

Современные СЭС конструктивно отличаются друг от друга, хотя технологический процесс выработки энергии одинаков.

При работе с солнечной электростанцией следует сперва грамотно ознакомиться с ее видами и принципом работы

Виды СЭС:

  • Башенные конструкции;
  • Тарельчатые электростанции;
  • СЭС на параболоцилиндрических концентраторах;
  • Солнечные станции с фотоэлементами или солнечные генераторы;
  • Вакуумные электростанции.

Башенные СЭС отличаются специальной башней в центре элементов. В ее верхней точке установлен бак с водой, выполненный из жаропрочного металла и покрытый черной краской.

Вокруг башни располагаются множество зеркал, уложенных с расчетом отражения солнечных лучей на резервуар. Вода нагревается до высоких температур и начинает конденсировать.

Пар подается на турбины и вращает генераторы, вырабатывающие ток. Такие конструкции подают высокую мощность.

Единственным минусом являются большие площади занимаемой конструкцией и не возможность выработки энергии в ночное время. Принцип работы тарельчатых станций аналогичен башенной СЭС. Разница заключается в конструкции.

В данном варианте используют отдельные модули из зеркал, включающие отражатель и приемник с жидкостью. Приемник соединен с генератором пара, который вырабатывает электричество. Одного модуля будет достаточно для небольшого частного дома.

В промышленных масштабах используют сотни приборов.

Как работает солнечная электростанция

Теплоэлектростанция на параболоцилиндрических концентраторах работает по иному принципу. На железную опору установлены параболоцилиндрические зеркала, сконцентрированные на максимальный прием солнечных лучей.

В их фокусе расположена светопоглощающая трубка, в которой циркулирует масляный носитель, поступающий в теплообменник с водой. Жидкость быстро нагревается, превращаясь в пар, который вращает турбогенератор.

Вакуумные СЭС используют энергию потоков воздуха, за счет разных температур.

Конструкция состоит:

  • Из высокой башни;
  • Встроенной турбиной с электрогенератором;
  • Участком земли, накрытым зеркалами.

Мощность увеличивается по мере нагревания потоков воздуха. Благодаря прогреву земли башня может вырабатывать энергию круглосуточно, что является важным преимуществом в сравнении с другими солнечными аналогами.

Для солнечных генераторов основной частью конструкции являются батареи, состоящие из множества тонких пластин кремния, которые преобразовывают солнечные лучи в электроэнергию. Чтобы обеспечить достаточную мощность, необходимо устанавливать несколько батарей.

Такие системы обычно применяют для домашнего хозяйства, освещения оранжерей и выставок.

Экономные солнечные генераторы: принцип работы

Для труднодоступных районов с перебойным обеспечением электроэнергией солнечные генераторы становятся спасением комфортного проживания. С помощью него можно решить проблемы энергоресурсов и обеспечить автономное энергообеспечение.

В основном бытовые генераторы рассчитаны на 220 В. Устройства оснащены дисплеем, который отображает сообщение о работе батарей.

Устанавливаются приборы на участках с большим поступлением солнечных лучей: крыша дома, стены здания, открытая местность.

Такой прибор сможет обеспечить работу бытового оборудования: холодильника, стиральной машины, зарядки компьютерных систем, работы отопительных приборов, электроинструментов и циркулярных насосов. Бесперебойная работа гарантирована на 10 – 12 часов.

Многие предпочитают использовать солнечные генераторы, поскольку они экономные и практичные

Достоинства системы заключаются:

  • В автономности;
  • Не зависимости от центрального снабжения;
  • Мобильности;
  • Бесшумной работе;
  • Экологической безопасности;
  • Длительном сроке эксплуатации;
  • Компактности;
  • Возможности работать на непроветриваемых участках.

Единственным минусом является стоимость устройства, которая в последствии окупает затраты на электроэнергию.

Плюсы и минусы СЭС

Солнечные генераторы имеют массу достоинств. Главным из них является экологическая чистота для окружающей среды.

Плюсы солнечных электростанций:

  • Солнечная энергия постоянно возобновляется;
  • СЭС не причиняет вред окружающей среде;
  • Независимость от центральной подачи электричества;
  • Полная автономность системы;
  • Длительный срок эксплуатации;
  • Бесплатный энергетический ресурс.

Роль человека в получении электричества в данном случае сводится к нулю. Выработка энергии таким способом имеет и минусы. Покупка оборудования потребует серьезных вложений. Кроме этого необходимо приобрести аккумулятор, так как в ночное время СЭС не производит выработку электричества.

Установка оборудования требует дополнительной площади. Она может осуществляться на земле, крыши дома, стене здания. К недостаткам можно отнести необходимость очищать отражающую поверхность от пыли и загрязнений, а также нагрев атмосферы над поверхностью оборудования.

Мощность вырабатываемого тока напрямую зависит от погодных условий.

Если рационально подходить к вопросу установки солнечных батарей, необходимо учесть некоторые нюансы:

  • Проанализировать много ли солнечных дней в предполагаемом районе;
  • Уточнить возможность подключения к центральной сети;
  • Выяснить, как часто бывают перебои электричества;
  • Решить, приборы какой мощности будут использоваться в быту.

Достаточно много достоинств и недостатков у СЭС, однако природные ресурсы не вечны и станции на солнечной энергии смогут стать достойной заменой привычным ресурсам.

Схема солнечной электростанции: на что обратить внимание при покупке

Автономная СЭС для частного сектора наиболее востребована для резервного электроснабжения частного сектора.

Схема тепловых батарей представляет единый блок со съемной крышкой, состоящий из элементов:

  • Фотопанели для создания тока;
  • Накопительный аккумулятор;
  • Инвертор, для преобразования тока;
  • Контроллер заряда, способствует накоплению ресурсов в аккумуляторе.

При выборе генератора, необходимо обратить внимание на некоторые нюансы. Количество солнечных батарей подбирают в соответствии с нагрузкой, необходимой продолжительности работы и географического расположения объекта. Провода должны быть оснащены водонепроницаемыми коннекторами.

При выборе контролера заряда лучше остановиться на современном приборе МРРТ. Выключатель постоянного тока является важным элементом. Во-первых, он защищает контролер от выгорания.

Читайте также:  Какие электронные устройства работают от батареек?

Во-вторых, позволяет безопасно производить обслуживание комплекса, которое необходимо обеспечивать как минимум 2-3 раза в год.

Как работают солнечные электростанции (видео)

Преимущества солнечных батарей очевидны. Устройство спасет от перебоев с подачей энергии и может стать альтернативой для его постоянного потребления.

Вырабатываемая энергетика достаточна для бытовых нужд, отопления и работы электроинструментов.

Возможно, в будущем недостатки систем будут технологически решены, и человечество сможет использовать солнечную энергию на полную мощность в промышленных масштабах.

 

Источник: http://teploclass.ru/otoplenie/solnechnye-elektrostantsii

Удобна мини солнечная электростанция или нет?


В современном мире электронных устройств, цифровых технологий и интернета тяжело представить свою жизнь без средств мобильной связи, телевизора, холодильника или любого другого электронного устройства, сопровождающего современного человека повсюду. И все это работает исключительно благодаря электричеству. И даже сейчас, читая эту статью, сотни электронов, движущихся по своим каналам, вдыхают жизнь в наши девайсы.

Но что же делать, если в дороге, в лесу, у реки или на даче у дорогого сердцу телефона или планшета села батарейка? Неужели придется отказаться от всего и опуститься в каменный век?! Оказывается, выход есть – портативная солнечная электростанция.

Мини солнечная электростанция в поход — миф или реальность?

Наука не стоит на месте, и прогресс развивает направления, включающие в себя поиск альтернативных способов выработки электричества. К самым перспективным относят возобновляемые источники, одним из которых является солнечный свет.

Солнечный свет преобразуется в электроэнергию посредством прохождения фотонов света через специальный кремниевый полупроводник, и впоследствии энергия уже в виде электронов накапливается в аккумуляторах, откуда ее уже могут черпать наши устройства.

Данные устройства могут быть как статичными, питающие целые дома, так и переносными. О них и пойдет речь.

Полезно знать: электричество было открыто еще в VII до н.э. древнегреческим философом Фалесом, который потер о шерсть янтарь. Но речи о зарядке мобильника тогда и быть не могло. А вот первым, кто использовал электричество по назначению, был Лодыгин А.Н., придумавший лампу накаливания с угольным стержнем. И случилось это как ни странно сравнительно недавно – в 1874 году.

Электростанция от солнца: миф или реальность

Вариант солнечной электростанцииРазберемся, что же представляет портативная электростанция, работающая от солнечной энергии. Визуально она выглядит как несгибаемая панель, либо как полотно, которое можно свернуть. Лицевая сторона выполнена в черном цвете.

Это связано с кремниевой основой, используемой при производстве походной солнечной электростанции. Особо дорогие модели комплектуются аккумуляторными накопителями, которые хранят электрический заряд в то время, когда нет солнечного света.

Более дешевые же модели заряжают устройство «напрямую» и работают лишь в ясную погоду.

Гибкие панели удобно носить в рюкзаке, отправляясь в путешествие. Они имеют малый вес, компактный размер, удобны и просты в использовании. Достаточно развернуть ее и подключить к источнику потребления.

Несгибаемые же панели чаще используют для статичного расположения на домах, отдаленных от линии электропередач.

Это могут быть как дома охотников и лесников, так и небольшая дача, подключение электроэнергии стандартным способом к которой считается нецелесообразной. Вот тут на помощь и приходит портативная электростанция (о видах солнечных панелей вы можете почитать здесь).

Недостатки солнечной электростанции

Портативная электростанция на солнечной батарееМини электростанция способна обеспечить при условии ясной погоды бесперебойной зарядкой смартфон, планшет и любые электроприборы, имеющие низкое энергопотребление даже в зимнее время года.

Но почему же полки магазинов не пестрят переносными электростанциями, которые могут зарядить и напитать силами любой электроприбор?
Во — первых из — за цены. За счет дорогого кремниевого покрытия и сложности достижения герметичности всей конструкции, являющейся главной при выборе жестких панелей.

Стоимость зачастую перекрывает выгоду от покупки мобильных солнечных панелей.

Во — вторых – срок службы. Срок службы таких конструкций всего лишь не превышает 3-5 лет. И причиной этого является солнце, которое выжигает кремниевый слой и атмосферные осадки, портящие защитное стекло. За счет этого снижается КПД установки.

В — третьих – малая мощность по отношению к традиционным источникам электроэнергии. Портативная солнечная панель стоимостью около 30000 рублей способна прокормить электроприборы, потребление которых не превышает 300 Ватт. К таким приборам можно отнести насос воды или ноутбук, 4 лампочки по 60 Ватт, или музыкальный центр.

Обратите внимание: при приобретении мобильных солнечных панелей для стабильной работы оборудования необходимо учитывать запас мощности. Мощность подключаемых приборов должна быть минимум на 10-15% ниже выдаваемой.

Преимущества солнечной электростанции

Переносная электростанция на солнечной батарееИз главных преимуществ мини солнечных электростанций можно отметить независимость от основной линии электропередач, что незаменимо при перебоях с электроснабжением и возможность «прикоснуться» к природе, ведь элементы переносной солнечной электростанции не производят и не выделяют никаких вредных веществ. А еще это модно и красиво. Дизайнеры в стиле Hi–Tech используют панели для украшения кровель домов.

Безусловно, портативная солнечная батарея зачастую является неотъемлемой частью умного дома и в совокупности с другими устройствами дает хорошо ощутимый результат экономии и удовольствия от использования современных технологий.

Источник:

Солнечные электростанции для дома 5 кВт и 10 кВт: отзывы :

Рост цен на электричество, а также его фактическое отсутствие в удаленных уголках страны буквально вынуждает простых людей искать возможные альтернативы.

В большинстве случаев применяются дизельные и бензиновые генераторы, но они весьма активно потребляют дорогостоящее топливо (которое еще нужно где-то найти), плохо пахнут и при этом не выдают достаточно высокой мощности для обеспечения работы всех приборов.

Именно поэтому в последнее время все чаще люди выбирают для дома солнечные электростанции. Они достаточно дороги в покупке, но в дальнейшем практически не требуют обслуживания и окупают себя в срок 5-10 лет.

Принцип работы солнечной электростанции

Солнечные электростанции для дома правильнее называть батареями. Они работают на фотоэлементах, способных напрямую преобразовывать энергию солнца (фотоны) в используемое нами электричество. В основе этого процесса лежат полупроводники с разным покрытием.

За счет воздействия на них фотонов возникает разница в структуре, которая и приводит к выработке энергии. Существуют и другие варианты таких устройств, но для снабжения частных домов они практически не используются, так как слишком дороги.

Этот принцип, основанный на фотоэлементах, является самым распространенным и простым в эксплуатации. Существует большое количество других вариантов, но они обычно дороже, сложнее в использовании и установке.

Установка

Главным преимуществом любого комплекта солнечной электростанции для дома является простота ее монтажа. Конструктивно это устройство состоит из множества сравнительно небольших панелей, каждая из которых в теории может работать отдельно от других (правда, мощность ее будет очень низкой).

То есть транспортировать такие комплекты очень удобно, как и поднимать на крышу (где они обычно и устанавливаются). Дальше остается только закрепить каждую панель отдельно, соединить их друг с другом в единую сеть и подключить к аккумулятору. Редко когда на работы такого типа тратится больше суток.

Чаще всего достаточно нескольких часов, но тут многое зависит от размеров электростанции, особенностей крепления панелей и многих других факторов.

Особенности солнечных электростанций для дома

В России такие устройства пользуются популярностью в основном в южных регионах страны. Связано это с тем, что электростанции на солнечных батареях для дома требуют достаточного освещения, получить которое на Севере сложно или вообще невозможно.

В теории существуют специальные модели, способные работать практически при любом уровне освещения, и они даже показывают неплохой коэффициент полезного действия. Однако именно они настолько дороги, что проще уже пользоваться другими альтернативными вариантами.

Все электростанции, работающие на солнце, можно условно разделить на две категории:

  • Постоянные. Эти модели все время собирают энергию и передают ее на аккумулятор, от которого питаются уже все приборы.
  • Временные. Такие устройства сначала заряжают аккумулятор, и лишь потом, после заполнения, он некоторое время обеспечивает автономную работу всего необходимого.

Первая категория, разумеется, намного удобнее, но и обходится существенно дороже. В выборе таких приспособлений очень важно правильно распределить свои желания, потребности и возможности.

Вполне вероятно, что действительно мощная и полноценная электростанция вовсе и не нужна.

В любом случае даже самый простой вариант такого изделия все равно существенно облегчает жизнь в тех регионах, где с централизованным снабжением все очень плохо.

Слабые солнечные электростанции

Все, что вырабатывается меньше 5 кВт энергии в сутки, можно смело считать слабой батареей. Такие солнечные электростанции для дома и дачи ориентированы лишь на краткосрочное использование или взаимодействие с небольшим количеством приборов.

Фактически, если взять частный дом, то в нем получится запитать холодильник и, может быть, еще 1-2 прибора. Для полноценной и комфортной жизни такого явно недостаточно. Дача в этом плане выглядит намного выгоднее.

Там редко когда требуется постоянно обеспечивать электричеством большое количество техники, а с малым ее числом отлично справятся и маломощные батареи.

5 кВт

В среднем одна семья из трех человек, с учетом полного набора техники и электрической плиты (а именно такие чаще всего стоят в домах, ведь проводить газ еще сложнее, чем тянуть линии электропередачи) потребляет 6-7 кВт в сутки. И это в квартире.

В доме потребление будет еще выше, ведь нужно дополнительно греть воду, обеспечивать работу канализации и многое другое. Таким образом, можно сделать вывод, что солнечная электростанция для дома в 5 кВт все равно не сможет обеспечить работу всего необходимого.

Но вот телевизор, компьютер и другие подобные приборы придется включать лишь изредка, что в принципе не столь критично, как может показаться.

10 кВт

Это уже более серьезный показатель. Солнечная электростанция для дома в 10 кВт действительно способна обеспечить привычный городскому жителю уровень комфорта. Не говоря уже о выходцах из деревни. Как уже было сказано выше, достаточно даже 7 кВт, но три оставшихся все равно будут востребованы для работы отопления, получения горячей воды и многого другого.

Ну а если нет, то запас карман не тянет. Если принято решение электрифицировать свой частный дом именно таким образом, то лучше всего останавливать свой выбор именно на станциях такой мощности. Приятным дополнением будет тот факт, что за энергию больше не придется платить. По крайней мере до тех пор, пока на нее не будет введен какой-то дополнительный налог.

Читайте также:  Что такое пусковой ток аккумулятора?

Источник: https://akkummaster.com/prochee/alternativnaya-energiya/mini-solnechnaya-elektrostantsiya.html

Солнечная электростанция — схемы устройства и мощность,обзор лучших моделей с описанием и ценами


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.

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.

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.

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).

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.

«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.

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.

Читайте также:  Как сделать батарейку из лимона, проводим эксперимент

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.

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

Источник: https://sovets24.ru/1500-solnechnaya-elektrostanciya.html

Электростанция на солнечных батареях


Содержание:

В настоящее время остается еще очень много частных загородных домов и дач, расположенных в местах, где случаются частые перебой с электричеством или энергоснабжение полностью отсутствует.

В связи с этим, хозяева таких объектов прорабатывают варианты с альтернативными источниками электроэнергии.

Чаще всего для этих целей выбирается электростанция на солнечных батареях, которая продается комплектом и сравнительно легко монтируется в наиболее подходящих местах.

Данное оборудование дает возможность не только разрешить энергетическую проблему, но и сэкономить значительные средства на оплате за электричество.

Возможность использования солнечных систем

Основой любой солнечной электростанции являются фотоэлектрические модули на основе кремния. Благодаря своим физическим свойствам, они превращают энергию солнца в электрический ток. Каждая панель оборудована выходами для подключения кабелей, соединяющих ее с аккумулятором или инвертором в соответствии с установленной схемой.

При полном отсутствии централизованного энергоснабжения, кроме панелей для дома потребуется следующее оборудование:

  • Аккумуляторная батарея. В дневное время накапливает электричество, а с наступлением темноты обеспечивает питание потребителей.
  • Контроллер. Управляет процессами зарядки и разрядки, поддерживает их наиболее оптимальный уровень.
  • Преобразователь (инвертор). Осуществляет преобразование постоянного тока, вырабатываемого фотоэлементами, в переменный, который необходим для работы большинства потребителей.
  • Кабели, провода, крепежные и фиксирующие элементы.

Самые простые варианты подключения используются на дачах. В большинстве случаев используется панель и аккумулятор, соединенные между собой. Такая станция может быть установлена прямо на земле, а вся энергия будет собираться в аккумуляторе. Подобная система легко собирается своими руками. При необходимости ее можно быстро разобрать и спрятать или увезти с собой.

Более сложные системы предполагают установку панелей на крышу или на специальные конструкции. В этом случае понадобится разводка проводов от аккумулятора к розеткам и выключателям. Мощность станции можно постепенно увеличивать за счет подключения дополнительных панелей и аккумуляторных батарей.

Если частный дом подключен к централизованному электроснабжению, то солнечная электростанция будет использоваться в качестве резервного источника питания. В целях экономии средств ее можно использовать в дневное время, особенно при ярком солнечном свете.

С наступлением темноты вновь задействуются стационарные электрические сети.

Некоторые хозяева используют альтернативную электроэнергию круглосуточно, а централизованную сеть подключают только во время пиковых нагрузок, при большом количестве работающих потребителей.

Эффективность солнечных систем для дачи или частного дома

Планируя установку солнечной электростанции для дома, хозяева стремятся получить от этого максимальный эффект. Производительность установок во многом зависит от таких факторов, как продолжительность светового дня, интенсивность солнечного излучения, угол наклона панелей и т.д.

Мощность самих панелей зависит от их площади. Однако, в реальных условиях, производительность модулей нередко превышает номинал. На этот показатель оказывает влияние коэффициент интенсивности солнца. В северных районах излучение слабое и менее продолжительное, а в южных – более активное и продолжительное.

То есть, одна и та же солнечная панель в разных условиях может вырабатывать неодинаковое количество электричества. Следовательно, солнечная электроэнергия далеко не всегда становится основным источником для потребителей.

Даже в летнее время возможен сбой в работе системы в пасмурные дни с низкой солнечной активностью.

Увеличить производительность солнечной панели возможно за счет ее установки под наиболее приемлемым углом. Максимальный эффект дает прямой угол, однако его очень сложно поддерживать в таком положении.

В современных системах, панели могут поворачиваться вслед за движением солнца и менять угол наклона при помощи специальных механизмов.

Но для маломощный станций их использование нецелесообразно из-за высокой стоимости, перекрывающей возможную экономию.

В большинстве случаев выбирается неподвижная универсальная позиция, максимально захватывающая солнечную траекторию. Летом угол составляет 30 градусов, а зимой – 60. При круглогодичной эксплуатации используется усредненный угол в 45 градусов.

Перед тем как приобретать солнечную электростанцию, необходимо рассчитать мощность фотоэлектрических панелей, инвертора и аккумулятора. В качестве исходных данных используется суммарная мощность потребителей, установленных в доме.

Также следует учитывать потери электроэнергии на различных этапах, которые могут составлять от 30 до 40%.

По итогам расчетов выбирается нужное количество панелей с определенными параметрами и дополнительные устройства, показатели которых соответствуют заданной мощности.

Преимущества гелиосистем в частном секторе

Применение в частных загородных домах электростанций на солнечных батареях полностью решает проблему электроснабжения объекта. В настоящее время выпускаются изделия с различными техническими характеристиками, что позволяет подобрать наиболее оптимальный вариант для конкретных условий эксплуатации.

Использование автономного оборудования снижает затраты на использование энергоносителей, обеспечивает независимость хозяев частных домов от централизованного электроснабжения. Гелиосистемы считаются более экономичными и эффективными по сравнению с бензиновыми генераторами, ветровыми установками и другими альтернативными источниками электроэнергии.

Следствием сравнительно низкой стоимости солнечных электрических станций, является их достаточно быстрая окупаемость. Данные системы легко адаптируются под любые условия, а мощность легко увеличивается путем приобретения и установки дополнительных фотоэлектрических модулей.

Нормальная эксплуатация систем во многом зависит от аккумуляторных батарей. Здесь также существует широкий выбор от наиболее простых необслуживаемых моделей, до самых современных и производительных устройств.

Дешевые аккумуляторы работают 3-4 года и менее, способны выдержать до 300 циклов зарядки и разрядки. Дорогие батареи функционируют значительно дольше – 10-12 лет и более.

Они спокойно выдерживают от 1000 до 4000 циклов заряда-разряда и полностью окупают себя за этот период.

Обзор готовой солнечной системы

Существует немало производителей, выпускающих готовые комплекты гелиосистем. В качестве примера можно рассмотреть продукт российского производства – автономная электростанция «Эко Оптимальная дача», ориентировочной стоимостью 139 тысяч рублей.

Возможностей данной системы вполне достаточно, чтобы повысить комфорт людей проживающих в загородном доме или на даче. Она легко обеспечивает работу системы освещения, холодильника, водяных насосов и другого оборудования. Создаются все условия для жизни и деятельности, ничем не отличающиеся от обычного стационарного электроснабжения.

Электростанция на солнечных батареях «Эко Оптимальная дача» обладает следующими преимуществами:

  • Комплект поставки включает в себя все необходимое оборудование – фотоэлектрические панели, АКБ, блок «Эковольт», соединительные кабели. Имеется подробное руководство по установке и дальнейшему использованию.
  • После монтажа и всех необходимых подключений настройка системы и приведение ее в рабочее состояние занимает не более 30 минут.
  • Система оборудована защитными устройствами против поражения электротоком. Она надежно защищена от коротких замыканий.
  • Имеется встроенное зарядное устройство на случай совместной работы с генератором или стационарной сетью.
  • В блоке управления встроен жидкокристаллический дисплей, отображающий все настройки и параметры гелиосистемы.
  • На выходе получается высококачественный сигнал переменного тока, напряжением 220 вольт, с частотой 50 Гц.
  • Все составляющие детали скомпонованы в общем корпусе. Он имеет привлекательный внешний и вид и закрывается на замок с целью ограничения доступа посторонних лиц.

Источник: https://electric-220.ru/news/ehlektrostancija_na_solnechnykh_batarejakh/2019-02-18-1654

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector