РазноеЭлектростанция на солнечных батареях: Солнечная электростанция на дом 200 м2 своими руками / Хабр

Электростанция на солнечных батареях: Солнечная электростанция на дом 200 м2 своими руками / Хабр

Содержание

Солнечная электростанция на дом 200 м2 своими руками / Хабр

Частенько в сети проскакивают сообщения о борьбе за экологию, развитие альтернативных источников энергии. Иногда даже проводят репортажи о том, как в заброшенной деревне сделали солнечную электростанцию, чтобы местные жители могли пользоваться благами цивилизации не 2-3 часа в сутки, пока работает генератор, а постоянно. Но это всё как-то далеко от нашей жизни, поэтому я решил на своем примере показать и рассказать, как устроена и как работает солнечная электростанция для частного дома. Расскажу обо всех этапах: от идеи до включения всех приборов, а также поделюсь опытом эксплуатации. Статья получится немаленькая, поэтому кто не любит много букв могут посмотреть ролик. Там я постарался рассказать то же самое, но будет видно, как я все это сам собираю.



Исходные данные: частный дом площадью около 200 м2 подключен к электросетям. Трехфазный ввод, суммарной мощностью 15 кВт. В доме стандартный набор электроприборов: холодильник, телевизоры, компьютеры, стиральные и посудомоечные машинки и так далее. Стабильностью электросеть не отличается: зафиксированный мною рекорд — отключение 6 дней подряд на период от 2 до 8 часов.

Что хочется получить: забыть о перебоях электроэнергии и пользоваться электричеством, невзирая ни на что.

Какие могут быть бонусы: Максимально использовать энергию солнца, чтобы дом приоритетно питался солнечной энергией, а недостаток добирал из сети. Как бонус, после принятия закона о продаже частными лицами электроэнергии в сеть, начать компенсировать часть своих затрат, продавая излишки выработки в общую электросеть.

С чего начать?


Всегда есть минимум два пути для решения любой задачи: учиться самому или поручить решение задачи кому-то другому. Первый вариант предполагает изучение теоретических материалов, чтение форумов, общение с владельцами солнечных электростанций, борьбу с внутренне жабой и, наконец, покупку оборудования, а после — установку. Второй вариант: позвонить в специализированную фирму, где зададут много вопросов, подберут и продадут нужное оборудование, а могут и установить за отдельные деньги. Я решил совместить эти два способа. Отчасти потому что мне это интересно, а отчасти для того, чтобы не напороться на продавцов, которым надо просто заработать, продав не совсем то, что мне нужно. Теперь пришло время теории, чтобы понять, как я делал выбор.

На фото пример «освоения» денег на строительство солнечной электростанции. Обратите внимание, солнечные панели установлены ЗА деревом – таким образом, свет на них не попадает, и они просто не работают.

Типы солнечных электростанций


Сразу отмечу, что говорить я буду не о промышленных решениях и не о сверхмощных системах, а об обычной потребительской солнечной электростанции для небольшого дома. Я не олигарх, чтобы разбрасываться деньгами, но я придерживаюсь принципа достаточной разумности. То есть я не хочу греть бассейн «солнечным» электричеством или заряжать электромобиль, которого у меня нет, но я хочу, чтобы в моем доме все приборы постоянно работали, без оглядки на электросети.

Теперь расскажу про типы солнечных электростанций для частного дома. По большому счету, их всего три, но бывают вариации. Расположу, по росту стоимости каждой системы.

Сетевая Солнечная Электростанция — этот тип электростанции сочетает в себе невысокую стоимость и максимальную простоту эксплуатации. Состоит всего из двух элементов: солнечных панелей и сетевого инвертора. Электричество от солнечных панелей напрямую преобразуется в 220В/380В в доме и потребляется домашними энергосистемами. Но есть существенный недостаток: для работы ССЭ необходима опорная сеть. В случае отключения внешней электросети, солнечные батареи превратятся в «тыкву» и перестанут выдавать электричество, так как для функционирования сетевого инвертора нужна опорная сеть, то есть само наличие электричества. Кроме того, со сложившейся инфраструктурой электросети, работа сетевого инвертора не очень выгодна. Пример: у вас солнечная электростанция на 3 кВт, а дом потребляет 1 кВт. Излишки будут «перетекать» в сеть, а обычные счетчики считают энергию «по модулю», то есть отданную в сеть энергию счетчик посчитает, как потребленную, и за нее еще придется заплатить. Тут логично подходит вопрос: куда девать лишнюю энергию и как этого избежать? Переходим ко второму типу солнечных электростанций.

Гибридная Солнечная Электростанция – этот тип электростанции сочетает в себе достоинства сетевой и автономной электростанции. Состоит из 4 элементов: солнечные панели, солнечный контроллер, аккумуляторы и гибридный инвертор. Основа всего – это гибридный инвертор, который способен в потребляемую от внешней сети энергии подмешивать энергию, выработанную солнечными панелями. Более того, хорошие инверторы имеют возможность настройки приоритезации потребляемой энергии. В идеале, дом должен потреблять сначала энергию от солнечных панелей и только при ее недостатке, добирать из внешней сети. В случае исчезновения внешней сети инвертор переходит в автономную работу и пользуется энергией от солнечных панелей и энергией, запасенной в аккумуляторах. Таким образом, даже если электроэнергию отключат на продолжительное время и будет пасмурный день (или электричество отключат ночью), в доме всё будет функционировать. Но что делать, если электричества нет вообще, а жить как-то надо? Тут я перехожу к третьему типу электростанции.

Автономная Солнечная Электростанция – этот тип электростанции позволяет жить полностью независимо от внешних электросетей. Она может включать в себя больше 4 стандартных элементов: солнечные панели, солнечный контроллер, АКБ, инвертор.

Дополнительно к этому, а иногда вместо солнечных панелей, может быть установлена ГидроЭлектроСтанция малой мощности, ветряная электростанция, генератор (дизельный, газовый или бензиновый). Как правило, на таких объектах присутствует генератор, поскольку может не быть солнца и ветра, а запас энергии в аккумуляторах не бесконечен – в этом случае генератор запускается и обеспечивает энергией весь объект, попутно заряжая АКБ. Такая электростанция легко трансформируется в гибридную, при подключении внешней электросети, если инвертор обладает этими функциями. Основное отличие автономного инвертора от гибридного – это то, что он не умеет подмешивать энергию от солнечных панелей к энергии из внешней сети. При этом гибридный инвертор, наоборот, умеет работать в качестве автономного, если внешняя сеть будет отключена. Как правило, гибридные инверторы соразмерны по цене с полностью автономными, а если и отличаются, то несущественно.

Что такое солнечный контроллер?


Во всех типах солнечных электростанций присутствует солнечный контроллер. Даже в сетевой солнечной электростанции он есть, просто входит в состав сетевого инвертора. Да и многие гибридные инверторы выпускаются с солнечными контроллерами на борту. Что же это такое и для чего он нужен? Буду говорить о гибридной и автономной солнечной электростанции, поскольку это как раз мой случай, а с устройством сетевого инвертора могу ознакомить детальнее в комментариях, если будут запросы в комментариях.

Солнечный контроллер – это устройство, которое полученную от солнечных панелей энергию преобразует в перевариваемую инвертором энергию. Например, солнечные панели изготавливаются с напряжением кратно 12В. И АКБ изготавливаются кратно 12В, так уж повелось. Простые системы на 1-2 кВт мощности работают от 12В. Производительные системы на 2-3 кВт уже функционируют от 24В, а мощные системы на 4-5 кВт и более работают на 48В. Сейчас я буду рассматривать только «домашние» системы, потому что знаю, что есть инверторы, работающие на напряжениях в несколько сотен вольт, но для дома это уже опасно.

Итак, допустим у нас есть система на 48В и солнечные панели на 36В (панель собрана кратно 3х12В). Как получить искомые 48В для работы инвертора? Конечно, к инвертору подключаются АКБ на 48В, а к этим аккумуляторам подключается солнечный контроллер с одной стороны и солнечные панели с другой. Солнечные панели собираются на заведомо большее напряжение, чтобы суметь зарядить АКБ. Солнечный контроллер, получая заведомо большее напряжение с солнечных панелей, трансформирует это напряжение до нужной величины и передает в АКБ. Это упрощенно. Есть контроллеры, которые могут со 150-200 В от солнечных панелей понижать до 12 В аккумуляторов, но тут протекают очень большие токи и контроллер работает с худшим КПД. Идеальный случай, когда напряжение с солнечных панелей вдвое больше напряжения на АКБ.

Солнечных контроллеров существует два типа: PWM (ШИМ – Широтно-Импульсная Модуляция) и MPPT (Maximum Power Point Tracking – отслеживание точки максимальной мощности). Принципиальная разница между ними в том, что ШИМ-контроллер может работать только со сборками панелей, не превышающими напряжения АКБ. MPPT – контроллер может работать с заметным превышением напряжения относительно АКБ. Кроме того, MPPT-контроллеры обладают заметно бОльшим КПД, но и стоят дороже.

Как выбрать солнечные панели?


На первый взгляд, все солнечные панели одинаковы: ячейки солнечных элементов соединены между собой шинками, а на задней стороне есть два провода: плюс и минус. Но есть в этом деле масса нюансов. Солнечные панели бывают из разных элементов: аморфных, поликристаллических, монокристаллических. Я не буду агитировать за тот или иной тип элементов. Скажу просто, что сам предпочитаю монокристаллические солнечные панели. Но и это не всё. Каждая солнечная батарея – это четырехслойный пирог: стекло, прозрачная EVA-пленка, солнечный элемент, герметизирующая пленка. И вот тут каждый этап крайне важен. Стекло подходит не любое, а со специальной фактурой, которое снижает отражение света и преломляет падающий под углом свет таким образом, чтобы элементы были максимально освещены, ведь от количества света зависит количество выработанной энергии. От прозрачности EVA-пленки зависит, сколько энергии попадет на элемент и сколько энергии выработает панель. Если пленка окажется бракованной и со временем помутнеет, то и выработка заметно упадет.

Далее идут сами элементы, и они распределяются по типам, в зависимости от качества: Grade A, B, C, D и далее. Конечно, лучше иметь элементы качества А и хорошую пайку, ведь при плохом контакте, элемент будет греться и быстрее выйдет из строя. Ну и финишная пленка должна также быть качественной и обеспечивать хорошую герметизацию. В случае разгерметизации панелей, очень быстро на элементы попадет влага, начнется коррозия и панель также выйдет из строя.

Как правильно выбрать солнечную панель? Основной производитель для нашей страны – это Китай, хотя на рынке присутствуют и Российские производители. Есть масса OEM-заводов, которые наклеят любой заказанный шильдик и отправят панели заказчику. А есть заводы, которые обеспечивают полный цикл производства и способны проконтролировать качество продукции на всех этапах производства. Как узнать о таких заводах и брендах? Есть пара авторитетных лабораторий, которые проводят независимые испытания солнечных панелей и открыто публикуют результаты этих испытаний. Перед покупкой вы можете вбить название и модель солнечной панели и узнать, насколько солнечная панель соответствует заявленным характеристикам. Первая лаборатория – это Калифорнийская Энергетическая Комиссия, а вторая лаборатория Европейская – TUV. Если производителя панелей в этих списках нет, то стоит задуматься о качестве. Это не значит, что панель плохая. Просто бренд может быть OEM, а завод-производитель выпускает и другие панели. В любом случае, присутствие в списках этих лабораторий уже свидетельствует о том, что вы покупаете солнечные батареи не у производителя-однодневки.

Мой выбор солнечной электростанции


Перед покупкой стоит очертить круг задач, которые ставятся перед солнечной электростанцией, чтобы не заплатить за ненужное и не переплатить за неиспользуемое. Тут я перейду к практике, как и что делал я сам. Для начала, цель и исходные: в деревне периодически отключают электроэнергию на период от получаса до 8 часов. Возможны отключения как раз в месяц, так и подряд несколько дней. Задача: обеспечить дом электроснабжением в круглосуточном режиме с некоторым ограничением потребления на период отключения внешней сети. При этом, основные системы безопасности и жизнеобеспечения должны функционировать, то есть: должны работать насосная станция, система видеонаблюдения и сигнализации, роутер, сервер и вся сетевая инфраструктура, освещение и компьютеры, холодильник. Вторично: телевизоры, развлекательные системы, электроинструмент (газонокосилка, триммер, насос для полива огорода). Можно отключить: бойлер, электрочайник, утюг и прочие греющие и много потребляющие устройства, работа которых сиюминутно не важна. Чайник можно вскипятить на газовой плите, а погладить позже.

Как правило, солнечную электростанцию можно купить в одном месте. Продавцы солнечных панелей также продают всё сопутствующее оборудование, поэтому я начал поиск отталкиваясь от солнечных батарей. Один из солидных брендов – TopRay Solar. О них есть хорошие отзывы и реальный опыт эксплуатации в России, в частности, в Краснодарском крае, где знают толк в солнце. В РФ есть официальный дистрибьютор и дилеры по регионам, на вышеозначенных сайтах с лабораториями для проверки солнечных панелей этот бренд присутствует и далеко не на последних местах, то есть можно брать. Кроме того, фирма-продавец солнечных панелей TopRay, также занимается собственным производством контроллеров и электроники для дорожной инфраструктуры: системы управления трафиком, светодиодные светофоры, мигающие знаки, солнечные контроллеры и прочее. Ради любопытства даже напросился на их производство – вполне технологично и даже есть девушки, которые знают, с какой стороны подходить к паяльнику. Бывает же!

Со своим списком хотелок я обратился к ним и попросил собрать мне пару комплектаций: подороже и подешевле для моего дома. Мне задали ряд уточняющих вопросов насчет резервируемой мощности, наличия потребителей, максимальной и постоянной потребляемой мощности. Последнее вообще оказалось для меня неожиданным: дом в режиме энергосбережения, когда работают только системы видеонаблюдения, охраны, связь с инетом и сетевая инфраструктура, потребляет 300-350 Вт. То есть даже если дома никто не пользуется электричеством, на внутренние нужды уходит до 215 кВт*ч в месяц. Вот тут и задумаешься над проведением энергетического аудита. И начнешь выключать из розеток зарядки, телевизоры и приставки, которые в режиме ожидания потребляют по чуть-чуть, а набегает прилично.
Не буду томить, остановился я на более дешевой системе, так как зачастую до половины суммы за электростанцию может занимать стоимость аккумуляторов. Список оборудования получился следующим:

  1. Солнечная батарея TopRay Solar 280 Вт Моно – 9 шт
  2. Однофазный Гибридный инвертор на 5 кВт InfiniSolar V-5K-48 – 1 шт
  3. Аккумулятор AGM Парус HML-12-100 – 4 шт

Дополнительно, мне было предложено приобрести профессиональную систему крепления солнечных панелей на крышу, но я, посмотрев фотографии, решил обойтись самодельными креплениями и тоже сэкономить. Но я решил собирать систему сам и не жалел сил и времени, а монтажники работают с этими системами постоянно и гарантируют быстрый и качественный результат. Так что решайте сами: с заводскими креплениями работать гораздо приятнее и проще, а моё решение просто дешевле.

Что даёт солнечная электростанция?


Этот комплект может выдать до 5 кВт мощности в автономном режиме – именно такой мощности я выбрал однофазный инвертор. Если докупить такой же инвертор и модуль сопряжения к нему, то можно нарастить мощность до 5кВт+5кВт=10 кВт на фазу. Или можно сделать трехфазную систему, но я пока довольствуюсь и этим. Инвертор высокочастотный, а потому достаточно легкий (порядка 15 кг) и занимает немного места – легко монтируется на стену. В него уже встроено 2 MPPT-контроллера мощностью 2,5 кВт каждый, то есть я могу добавить еще столько же панелей без покупки дополнительного оборудования.

Солнечных панелей у меня на 2520 Вт по шильдику, но из-за неоптимального угла установки они выдают меньше – максимум я видел 2400 Вт. Оптимальный угол – это перпендикулярно солнцу, что в наших широтах составляет примерно 45 градусов к горизонту. У меня панели установлены под 30 градусов.

Сборка АКБ составляет 100А*ч 48В, то есть запасено 4,8 кВт*ч, но забирать энергию полностью крайне нежелательно, поскольку тогда их ресурс заметно сокращается. Желательно разряжать такие АКБ не более, чем на 50%. Это литий-железофосфатные или литий-титанатные можно заряжать и разряжать глубоко и большими токами, а свинцово-кислотные, будь то жидкостные, гелевые или AGM лучше не насиловать. Итак, у меня есть половина емкости, а это 2,4 кВт*ч, то есть порядка 8 часов в полностью автономном режиме без солнца. Этого хватит на ночь работы всех систем и еще останется половина емкости АКБ на аварийный режим. Утром уже встанет солнце и начнет заряжать АКБ, параллельно обеспечивая дом энергией. То есть дом может функционировать и автономно в таком режиме, если снизить энергопотребление и погода будет хорошей. Для полной автономии можно было бы добавить еще аккумуляторов и генератор. Ведь зимой солнца совсем мало и без генератора будет не обойтись.

Начинаю собирать


Перед покупкой и сборкой необходимо просчитать всю систему, чтобы не ошибиться с расположением всех систем и прокладкой кабелей. От солнечных панелей до инвертора у меня порядка 25-30 метров и я заранее проложил два гибких провода сечением 6 кв.мм, так как по ним будет передаваться напряжение до 100В и ток 25-30А. Такой запас по сечению был выбран, чтобы минимизировать потери на проводе и максимально доставить энергию до приборов. Сами солнечные панели я монтировал на самодельные направляющие из алюминиевых уголков и притягивал их самодельными же креплениями. Чтобы панель не сползала вниз, на алюминиевом уголке напротив каждой панели смотрит вверх пара 30мм болтов, и они являются своеобразным «крючком» для панелей. После монтажа их не видно, но они продолжают нести нагрузку.

Солнечные панели были собраны в три блока по 3 панели в каждом. В блоках панели подключаются последовательно — так напряжение удалось поднять до 115В без нагрузки и снизить ток, а значит можно выбрать провода меньшего сечения. Блоки между собой подключены параллельно специальными коннекторами, обеспечивающими хороший контакт и герметичность соединения – называются MC4. Их же я использовал для подключения проводов к солнечному контроллеру, так как они обеспечивают надежный контакт и быстрое замыкание\размыкание цепи для обслуживания.

Далее переходим к монтажу в доме. АКБ предварительно заряжены «умной» автомобильной зарядкой, чтобы выровнять напряжение и подключены последовательно для обеспечения напряжения 48В. Далее, они подключены к инвертору кабелем с сечением 25 мм кв. Кстати, во время первого подключения АКБ к инвертору будет заметная искра на контактах. Если вы не спутали полярность, то всё нормально – в инверторе установлены довольно емкие конденсаторы и они начинают заряжаться в момент подключения к аккумуляторам. Максимальная мощность инвертора – 5000 Вт, а значит ток, который может проходить по проводу от АКБ будет составлять 100-110А. Выбранного кабеля хватает для безопасной эксплуатации. После подключения АКБ, можно подключать внешнюю сеть и нагрузку дома. К клеммным колодкам цепляются провода: фаза, ноль, заземление. Тут всё просто и наглядно, но если для вас починить розетку небезопасно, то подключение этой системы лучше доверить опытным электромонтажникам. Ну и последним элементом подключаю солнечные панели: тут тоже надо быть внимательным и не перепутать полярность. При мощности в 2,5 кВт и неправильном подключении, солнечный контроллер сгорит моментально. Да что там говорить: при такой мощности, от солнечных панелей можно заниматься сваркой напрямую, без сварочного инвертора. Здоровья это солнечным панелям не добавит, но мощь солнца действительно велика. Так как я дополнительно использую разъемы MC4, перепутать полярность просто невозможно при первоначальном правильном монтаже.

Всё подключено, один щелчок выключателя и инвертор переходит в режим настройки: тут надо выставить тип АКБ, режим работы, зарядные токи и прочее. Для этого есть вполне понятная инструкция и если вы можете справиться с настройкой роутера, то настройка инвертора тоже не будет очень сложной. Надо только знать параметры АКБ и правильно их настроить, чтобы они прослужили как можно дольше. После этого, хм… После этого наступает самое интересное.

Эксплуатация гибридной солнечной электростанции


После запуска солнечной электростанции, я и моя семья пересмотрели многие привычки. Например, если раньше стирка или посудомоечная машина запускались после 23 часов, когда работал ночной тариф в электросетях, то теперь эти энергозатратные работы перенесены на день, потому что стиралка потребляет 500-2100 Вт во время работы, посудомоечная машина потребляет 400-2100 Вт. Почему такой разброс? Потому что насосы и моторы потребляют немного, а вот нагреватели воды крайне прожорливы. Гладить оказалось тоже «выгоднее» и приятнее днем: в комнате гораздо светлее, а энергия солнца полностью покрывает потребление утюга. На скриншоте продемонстрирован график выработки энергии солнечной электростанцией. Хорошо виден утренний пик, когда работала стиральная машинка и потребляла много энергии – эта энергия была выработана солнечными панелями.

Первые дни я по несколько раз подходил к инвертору, взглянуть на экран выработки и потребления. После поставил утилиту на домашний сервер, который в реальном времени отображает режим работы инвертора и все параметры электросети. К примеру, на скриншоте видно, что дом потребляет больше 2 кВт энергии (пункт AC output active power) и вся эта энергия заимствуется от солнечных батарей (пункт PV1 input power). То есть инвертор, работая в гибридном режиме с приоритетом питания от солнца, полностью покрывает энергопотребление приборов за счет солнца. Это ли не счастье? Каждый день в таблице появлялся новый столбик выработки энергии и это не могло не радовать. А когда во всей деревне отключили электричество, я узнал об этом только по писку инвертора, который оповещал о работе в автономном режиме. Для всего дома это означало только одно: живем как прежде, пока соседи ходят за водой с ведрами.

Но есть в наличии дома солнечной электростанции и нюансы:

  1. Я начал замечать, что птицы любят солнечные панели и, пролетая над ними, не могут сдержаться от счастья наличия технологичного оборудования в деревне. То есть иногда всё же солнечные панели надо мыть от следов и пыли. Думаю, что при установке под 45 градусов, все следы просто смывались бы дождями. Выработка от нескольких птичьих следов вообще не падает, но если затенена часть панели, то падение выработки становится ощутимым. Это я заметил, когда солнце пошло к закату и тень от крыши начала накрывать панели одну за другой. То есть лучше располагать панели вдали от всех конструкций, способных их затенить. Но даже вечером, при рассеянном свете, панели выдавали несколько сотен ватт.
  2. При большой мощности солнечных панелей и подкачке от 700 Ватт и более, инвертор включает вентиляторы активнее и их становится слышно, если дверь в техническое помещение открыта. Тут либо закрывать дверь, либо крепить инвертор на стену через демпфирующие прокладки. В принципе, ничего неожиданного: любая электроника греется при работе. Просто надо учитывать, что инвертор не стоит вешать там, где он может мешать звуком своей работы.
  3. Фирменное приложение умеет отправлять оповещения по электронной почте или в SMS, если произошло какое-либо событие: включение/отключение внешней сети, разряд АКБ и подобное. Вот только приложение работает по незащищенному 25 порту SMTP, а все современные почтовые сервисы, вроде gmail.com или mail.ru работают по защищенному порту 465. То есть сейчас, фактически, оповещения по почте не приходят, а хотелось бы.

Не сказать, что эти пункты как-то огорчают, ведь всегда надо стремиться к совершенству, но имеющаяся энергонезависимость того стоит.

Заключение


Полагаю, что это не последний мой рассказ о собственной солнечной электростанции. Опыт эксплуатации в различных режимах и в разное время года однозначно будет отличаться, но я точно знаю, что даже если в Новый Год отключат электричество, в моём доме будет светло. По результатам эксплуатации установленной солнечной электростанции могу отметить, что оно того стоило. Несколько отключений внешней сети прошли незаметно. О нескольких я узнал только по звонкам соседей с вопросом «У тебя тоже нет света?». Бегущие цифры выработки электричества безмерно радуют, а возможность убрать от компа UPS зная, что даже при отключении электроэнергии всё продолжит работать – это приятно. Ну а когда у нас наконец-то примут закон о возможности продажи электроэнергии частными лицами в сеть, я первый подам заявку на эту функцию, ведь в инверторе достаточно изменить один пункт и всю выработанную, но не потребленную домом энергию, я буду продавать в сеть и получать за это деньги. В общем, это оказалось довольно просто, эффективно и удобно. Готов ответить на ваши вопросы и выдержать натиск критиков, убеждающих всех, что в наших широтах солнечная электростанция – это игрушка.

как подключить своими руками, схема, комплект, отзыв и опыт эксплуатации автономной станции на солнечных батареях

В 2017 году я установил на участке одну солнечную батарею мощностью 260Вт для выработки электроэнергии. В июне выработка панели составила 34кВт электроэнергии, что в 4.5 раза превысило её нормативную мощность.

Далее я расскажу о том, как работает солнечная электростанция, из каких элементов состоит, кому подойдет и как её подключить. Кроме того, поделюсь реальной статистикой выработки одной панели.

Кому подойдет домашняя солнечная электростанция

  1. Тем, у кого на участке нет электричества. Солнечные батареи смогут автономно обеспечивать объект электроэнергией. В качестве альтернативы также можно рассматривать ветряк (для которого должна быть соответствующая роза ветров) или дизельный генератор (который не очень удобен в эксплуатации и неэкономичен).
  2. Также солнечную станцию можно рассматривать как инвестицию, чтобы на фоне постоянно растущих тарифов в будущем меньше платить за электроэнергию. К тому же срок службы батарей очень большой, а солнце светит всегда.
  3. И последний вариант — всем, кто хочет заработать. В Украине существует закон о зеленом тарифе, согласно которому государство выкупает выработанную электроэнергию с помощью альтернативных источников энергии по особой цене.

Как устроена солнечная батарея

Солнечная батарея (или ФЭМ – фотоэлектрический модуль) работает за счет кремниевых элементов, которые преобразовывают световую энергию в электрическую (в отличие от солнечных коллекторов, которые работают за счет солнечного тепла).

Сзади у панели есть выход двух кабелей, которые подключатся на инвертор или аккумулятор, в зависимости от схемы использования (об этом далее подробнее).

Как подключить, если на участке нет электричества

Если участок не подключен к сети, то главная задача — накапливать электроэнергию, чтобы использовать её в будущем по мере необходимости.

Какое оборудование понадобится:

  • Солнечные батареи.
  • Аккумулятор для накопления заряда.
  • Контролер заряда (чтобы контролировать ток заряда аккумулятора).
  • Преобразователь в 220В. По умолчанию солнечная панель выдает 12В, 24В, тогда как большинство электроприборов подключаются к 220В. Если вы используете приборы, работающие от 12В, то преобразователь не понадобится.
  • Оборудование для фиксации и крепежа самой батареи.

Самый простой вариант, «своими руками»

Самый примитивный, но рабочий вариант «для дачи»: солнечная батарея + аккумулятор, которые соединяются между собой клеммами. В таком виде станция уже готова к эксплуатации и её можно даже не ставить на крышу, а просто установить на землю. Электроэнергия будет накапливаться на аккумуляторе, от которого можно зарядить телефон, подключить освещение и т.д.

Такую станцию очень легко собрать своими руками. Достаточно просто купить аккумулятор (подойдет даже обычный автомобильный), солнечная батарея, провода и клеммы. Если вы приезжаете на дачу только по выходным, то станция может быть переносной, так как легко разбирается и прячется (или увозится с собой).

Более сложная реализация

Схема для повседневной эксплуатации и разводкой по розеткам. Солнечные батареи устанавливают на крышу (или отдельную металлическую конструкцию), а кабель от них прокладывают к аккумулятору, от которого электричество через преобразователь поступает на розетки.

По мере необходимости станцию легко масштабировать, подключая дополнительные батареи и аккумуляторы.

Как подключить, если на участке есть электричество

Если участок подключен к сети, то установка солнечной электростанции сделает дом более энергонезависимым, позволит сократить затраты на электроэнергию и даже заработать на этом благодаря зеленому тарифу.

В этой схеме подключения отсутствует аккумулятор, так как не нужно накапливать электроэнергию (но если вы хотите иметь резервный источник питания на случай выключения света, то аккумулятор необходим).

Для подключения такой станции нужна только солнечная батарея (или несколько), которая через сетевой инвертор подключается в розетку. В таком виде станция уже готова к работе. Батарея вырабатывает электричество и вы сразу же его потребляете для внутренних нужд: работы холодильника, освещения, чайника и т.п.

Схема подключения солнечной электростанции для дома

Например, выработка станции в сутки — 1кВт электроэнергии, а здание суммарно потребляет 5кВт. По факту из сети вы берёте лишь 4кВт. Но если станция вырабатывает в сутки 5кВт, а вы реально потребляете только 2кВт, то остаток (3кВт) сгорает. В этом случае можно подключить зеленый тариф и продавать разницу государству по более высокой цене, либо же поставить аккумулятор и накапливать избыток на него.

Сейчас существуют компании которые подключают зеленый тариф «под ключ». Начиная от подбора и установки станции, до заключения договора с ОБЛЭНЕРГО.

Реальная выработка солнечной электростанции для дома

Выработка зависит от мощности и угла наклона панелей, интенсивности солнца и продолжительности светового дня.

Между собой батареи отличаются площадью, что отражается на их мощности. Это может быть 10Вт, 100Вт, 150Вт, 260Вт и так далее. Однако реальная выработка панели обычно выше её номинальной мощности, так как необходимо учитывать коэффициент интенсивности солнца. В южных регионах солнце светит сильнее и дольше, а в северных слабее и меньше, поэтому одна и та же панель вырабатывает разное количество электроэнергии.

Пример из практики

Солнечная электростанция для дома выработка

Это график выработки электроэнергии одной панелью мощностью 260Вт за июнь 2018 года. Суммарная выработка станции за месяц — 34,89 кВт. Из расчета, что номинальная месячная мощность батареи — 7,8кВт (260Вт Х 30 дней), её фактическая мощность оказалась в 4.5 раза выше (поправочный коэффициент). Летом он больше, зимой – меньше или вообще отсутствует.

Из графика видно, что выработка непостоянна и присутствуют резкие спады – это пасмурные дни, когда световой день короче, а солнечная активность очень слабая. Худшая производительность была зафиксирована 17.06 — около 0.4кВт, а максимальная 25.06 — около 1.4кВт.

А вот так выглядит выработка солнечной батареи по часам в течение дня:

Солнечная электростанция для дома выработкаВыработка начинается ближе к 9 утра, достигает пика к 13:00, затем постепенно снижается и прекращается около 19:00. В течение дня есть небольшие провалы — когда солнце было закрыто облаками.
Электростанция на солнечных батареях отзыв, свой опытПримерно с 13:00 до 15:00 выработка электроэнергии была нестабильна из-за облачности. Но и это не сильно сказалось на итоговой производительности станции — 1.32кВт.
Электростанция на солнечных батареях отзыв, свой опытВ течение дня было множество провалов, что и отразилось на итоговой выработке станции — 0.98кВт.    
Электростанция на солнечных батареях отзыв, свой опытА это пасмурный дождливый день, когда солнечная активность очень слабая и выработка в течение дня составила 0.45кВт.

Из этого можно сделать вывод, что целиком полагаться на солнечную электроэнергию сложно. Производительность станции сильно зависит от интенсивности солнца и даже летом она может быть непостоянна из-за пасмурной погоды.

Угол наклона солнечной батареи

Панель вырабатывает максимум электроэнергии тогда, когда солнечные лучи падают на неё под прямым углом. В этом случае лучи практически не отражаются и потери энергии минимальны. Но так как солнце в течения дня постоянно движется и меняет высоту, то поддерживать постоянным угол падения в 90° сложно.

Для этого существуют специальные механизмы, которые поворачивают панель вслед за солнцем в течение дня и изменяют угол её наклона, что дает максимально возможную выработку электроэнергии. Однако для домашней станции они нецелесообразным: при малой мощности станции дополнительные 5-15% электричества не покроют затраты на их установку.

Поэтому рекомендуется универсальное положение солнечной панели: для северного полушария направление на юг (которое охватывает максимальную траекторию движения солнца) и угол наклона в 30 ° на лето и 60 ° на зиму. Либо же средний вариант в 45 °, если панель работает круглый год.

Как рассчитать мощность электростанции на солнечных батареях

Оттолкнуться нужно от того, сколько электроэнергии вам нужно для нормального функционирования здания. Самый простой способ — выписать все эл. приборы, которые вы планируете использовать, время их работы и потребляемую мощность.

Пример:

  • Холодильник: 100Вт – 24ч – 2400Вт
  • Освещение: 100Вт – 5ч – 500Вт
  • Чайник: 15мин – 1,5кВт – 0,03кВт
  • Стиральная машина:
  • Ноутбук:
  • Итого: 3кВт

3кВт — это мощность, которую должна производить солнечная электростанция для нормальной жизнедеятельности здания. Т.е. понадобится 12 панелей мощностью по 260Вт. На практике их производительность будет выше (при коэффициенте солнечной активности 4.5 суточная выработка станции составит 14кВт), однако мы отталкиваемся от самого пессимистичного сценария, при котором каждый день — пасмурный. Также учитывайте: если вы не подключены к зеленому тарифу или не запасаете энергию на аккумулятор, то избыток будет сгорать.

Если вы устанавливаете солнечную электростанцию для заработка на зеленом тарифе,  то начать можно с любой мощности и постепенно её наращивать.

Заключение

Солнечные электростанции для дома решают две основные задачи:

  • могут обеспечивать электроэнергией участок, который не подключен к сети. В самом простом варианте вам понадобится только панель, аккумулятор и контролер заряда, которые уже способны генерировать электроэнергию. Также возможна более сложная реализация, когда станция генерирует электричество и через инвертор передает его в розетки. В этой схеме дополнительно необходим преобразователь из 12В в 220В.
  • служить инвестицией и источником дохода. В Украине существует  закон о зеленом тарифе, согласно которому государство готово покупать у населения электроэнергию, выработанную на альтернативных источников энергии, по более высокому тарифу. Другими словами: каждый может установить в доме солнечную электростанцию и продавать электроэнергию государству.

Производительность станции зависит от мощности панели и коэффициента интенсивности солнца. Для южных регионов, где солнце светит долго и интенсивно, выработка панелей может быть в 4.5 — 5 раз больше номинала. Зимой коэффициент практически отсутствует.

При пасмурных днях даже летом выработка сильно падает. Поэтому целиком полагаться на солнечную энергию не стоит (особенно если у вас автономное энергообеспечение объекта) и не лишним будет иметь резервный источник, например — дизельный генератор.

Автономная солнечная электростанция для Дома

Ваша собственная автономная энергосистема

Автономная солнечная электростанция от NEOSUN – это готовая и легко масштабируемая система мощностью от 5кВт до 30кВт, гарантирующая стабильное энергоснабжение 365 дней в году, именно в том месте, где Вы хотите иметь свой дом и независимо от наличия городской электросети.

Когда живешь далеко от городской сети (или работа этой сети не стабильна), особенно важно уделить внимание выбору системы хранения энергии.

Продвинутые литий-ионные аккумуляторы NEOSUN Home ESS в привлекательном белом корпусе, разработаны специально для установки в домашних условиях. Передовые технологии и встроенная в каждый модуль батареи BMS, обеспечивают срок службы аккумуляторов в 20 лет и более. Это гарантирует бесперебойное энергоснабжение во время аварийных отключений энергии, стихийных бедствий и даже Зомби апокалипсиса.

Особенности:

Современные Li-ion Аккумуляторы

Интегрированная в каждый модуль BMS, обеспечивает глубину разряда батареи в 90% (DoD) и срок службы более 6000 циклов. Это означает более 20 лет беспрерывной работы аккумуляторов.

Привлекательный дизайн

Система легко масштабируется в соответствии с конкретными потребностями и позволяет работать параллельно до 6 аккумуляторных блоков, что обеспечивает максимальную мощность от 5кВт до 30 кВт.

Работает 24 часа 365 дней в году

NEOSUN Home ESS — это полностью автоматизированная система, которая легко устанавливается и совершенно не требует обслуживания, что гарантирует независимое и бесперебойное энергоснабжение.

Умная система управления

Интеллектуальная система автоматически определяет оптимальный источник питания (внешняя или городская сеть, солнечная батарея или аккумуляторы), чтобы максимально использовать солнечную энергию.

Чемодан энергии для туриста / Хабр

Корни моей любви к туризму уходят в далекое прошлое, когда мне исполнился первый год жизни — тогда меня первый раз родители взяли в поход в горы. Годы шли, география путешествий множилась, а походный набор оставался примерно одинаковым, за исключением того, что техника обновлялась: палатки стали не брезентовые, а синтетические (гораздо легче и компактнее), спальники стали меньше и теплее, а деревья больше… И только одно, источник света, был без изменений — фонарик с галогеновой лампой. Садились батарейки быстро, а свечи в палатке использовать категорически нельзя, так как палатки горят особенно быстро. Только с появлением достаточно мощных светодиодов проблема начала решаться.
Я вырос, а любовь к туризму осталась — я успел поспать в палатке в Булонском лесу, эта же палатка прикрывала от ветра на Лазурном берегу средиземноморского побережья, укутывался в спальник в Карелии, спал на пенке на южном берегу Крыма. И везде, так или иначе, возникал вопрос организации электроснабжения: зарядить фотоаппарат и камеру, обеспечить питанием ноутбук для продолжения работы, включить музыку (хотя я и не любитель музыки на природе), зарядить шуруповерт (приходилось работать в пути), ну и обеспечить лагерь ночным освещением. В общем, источник энергии нужен всегда.
Я давно увлекаюсь автономными источниками энергии и солнечной энергетикой, о чем даже написал немало публикаций, а в этом году в мои руки попал Мобильный Источник Энергии (МИЭ Travel). Но поскольку это был тестовый экземпляр, было бы неверно писать о нем сразу, но теперь я получил серийный образец и с радостью поделюсь опытом. Это будет особенно интересно в преддверии Нового Года (для меня это оказался отличный подарок) и очень актуально в связи с энергетическими событиями на территории полуострова Крым.


Летом, когда состоялся проект ПЛОТ у Алексея Земскова и мне довелось поучаствовать в реализации солнечной электростанции, я увидел тестовый экземпляр мобильной солнечной электростанции.

Сейчас серийный образец мобильной солнечной электростанции выглядит так:

Комплектация такого чемоданчика довольно богатая:
1. 4 светодиодных лампы с креплением
2. кабель зарядки от прикуривателя автомобиля
3. кабель зарядки от солнечных батарей (10 м)
4. кабель прямого подключения к аккумулятору
5. кабель подключения к МИВ Crystal (мобильная система очистки воды, о ней напишу отдельно)
6. нож с ножнами и креплением на бедре
7. специальная походная зажигалка

Фотографии комплектации

Сам чемодан обладает завидными техническими характеристиками(взято с сайта производителя):
Корпус из особо прочного пластика
Встроенный аккумулятор (АКБ): ёмкость 36 Ач*12 В
Инвертор напряжения: выходное напряжение 220 В, 500 Вт
Солнечный контроллер МРРТ 12/24 В 15 А (позволяет заряжать АКБ и в пасмурную погоду).
Рекомендуемые солнечные панели: выходное напряжение 12В или 24В мощность до 200 Вт (приобретаются отдельно).

Теперь осмотрим чемодан со всех сторон. На каждом торце есть различные разъемы.
С одной стороны:
1. розетка 220 В
2. Разъем подключения к клеммам авто (кабель 4 в фото выше)
3. 4 разъема для подключения светодиодных ламп
4. обычный разъем автомобильного прикуривателя
5. общий автомат-выключатель всей системы
6. выключатель инвертора 220В с индикаторами работы и перегрузки

С другой стороны:
1. разъем подключения солнечных панелей
2. разъем подключения внешнего зарядного устройства (подойдет любое зарядное устройство для ноутбука с подходящим разъёмом)
3. разъем USB
4. вентиляционное отверстие

Чемодан весит порядка 15 кг, выполнен из крепкого пластика с надежными защелками и имеет довольно компактные габариты.
В видео периодически фигурирует экранчик на верхней части чемодана. На нем отображается текущее напряжение аккумуляторов и баланс тока: если баланс положительный и встроенный аккумулятор заряжается, то цифры будут с положительным значением. Если же потребление энергии будет больше, чем поступление, то значение тока будет отрицательным. Очень любопытно наблюдать за изменением цифр при работе приборов и ярком солнце.
Также надо отметить наличие стандартного автомобильного прикуривателя. Так как у каждого автолюбителя найдется немало техники, заточенной под эксплуатацию в авто, то и этот разъем наверняка не будет пустовать. К примеру, есть автомобильные кипятильники и чайники, телевизоры с питанием от 12В. Лагерь можно оснастить системой видеонаблюдения, подключив к этому чемоданчику видеорегистратор. Да мало ли устройств можно запитать, если не заводя при этом автомобиль?

Фотографии с 4 сторон

Выше я упоминал, что в комплект поставки входит кабель подключения к прикуривателю автомобиля. Это не только позволяет подзарядить встроенный аккумулятор на ходу, но и задействовать инвертор, оснастив машину розеткой на 220В. Я как-то наблюдал, как в дороге пользовались мультиваркой(мощность 350 Вт):

Его можно использовать как носимый аккумулятор с инвертором, так и постоянный источник энергии, как это делали мы летом в лагере. Но для этого надо добавить солнечные панели мощностью до 200 Вт, так как солнечный контроллер на 15А больше просто не сможет обработать. Да и средняя выработка панелей в летний солнечный день составит около 1.5 кВт*ч и этой энергии хватит зарядить аккумулятор, все гаджеты лагеря и еще останется. Надо отметить, что солнечный контроллер обладает поддержкой MPPT, а значит, солнечные батареи можно подключать последовательно для большего напряжения, что в целом увеличивает КПД системы (меньший ток, тоньше провода, меньше потери, возможность зарядки при рассеянном свете). Солнечные батареи можно выбрать любые, но со стеклянным покрытием они довольно таки габаритные и тяжелые, а производитель предлагает компактную сдвоенную солнечную панель — ее толщина в сборе не превышает 4 сантиметров — это в самом широком месте и только из-за металлической ножки. Весь комплект легко помещается даже в багажнике компактного автомобиля. Я перевозил ее на Mitsubishi Colt.

Ради эксперимента я попробовал завести автомобиль от этого чемоданчика. Чтобы было честно, машина всю ночь простояла на морозе, аккумулятор сняли и подключили чемодан. Что из этого вышло-на видео:

Ноутбуки, телефоны и фотоаппараты заряжались исправно, но стало любопытно, как чемоданчик перенесет работу с электроинструментом. Испытания начались с электролобзика и болгарки:

Видео наглядно демонстрирует работу электроинструментов и самостоятельную перезагрузку чемоданчика даже после перегрузки. В случае с болгаркой вопрос решился просто: меньший нажим и аккуратная работа с оборотами двигателя позволили, в конечном итоге, перепилить лист, а затем и арматуру.

Походы иной раз бывают на заметном удалении от цивилизации и на довольно продолжительное время, поэтому возникла мысль запустить от чемоданчика хлебопечь, ведь гораздо проще выпечь хлеб на месте, чем каждые несколько дней ездить в ближайший населенный пункт за свежим хлебом. Хлебопечь у меня Moulinex Uno с заявленной мощностью 700 Вт. Напомню, что чемоданчик Микроарт МИЭ оснащен инвертором на 500 Вт. Эксперимент вышел интересный. Пока прогревался ТЭН в хлебопечке, инвертор периодически уходил в перегруз, но через мгновенье включался и хлебопечь продолжала работать. Когда же ТЭН нагрелся и потребляемая мощность несколько снизилась, инвертор перестал выключаться. Надо предупредить, что за время выпечки (3 часа) хлебопечь потребляет около 600-650 Вт*ч, то есть солнце должно светить очень хорошо, чтобы восполнять энергию в аккумуляторах, которой всего 432 Вт*ч, если высадить аккумуляторы полностью. Поэтому надо либо подключить чемоданчик к автомобильному аккумулятору, либо подогнать запуск выпечки к ясной и солнечной погоде, чтобы солнечные батареи трудились вовсю.
С помощью ваттметра я зафиксировал мощность, при которой инвертор уходил в перегруз: 539 Вт.

Заключение
В целом, устройство показало себя очень стабильным и производительным: возможности питания инструментов и приборов вполне достаточны для походного варианта, несколько способов зарядки не оставят без электричества, а богатая комплектация позволит и машину завести, и лагерь осветить, и костер разжечь, и мясо для шашлыка нарезать (не забываем про турбо-зажигалку и нож). Полагаю, что комплект чемодана и тонких солнечных панелей пополнит мой походный скарб без особого ущерба места в багажнике, а вопрос с энергообеспечением будет снят надолго.

Напоследок, несколько фотографий летней эксплуатации этой мобильной электростанции. Полный туристический комплект:

Комплект в работе:

Вид с воды на лагерь:

Солнечная электростанция на автокемпере. Часть 1 / Хабр


Идея летних путешествий не оставляет равнодушным абсолютно никого. Тем интереснее совершать путешествия необычные, иногда связанные с местом прибытия, а иногда и с целью самого путешествия. Год назад я рассказывал, как участвовал в проекте по установке солнечной электростанции на плот. Тогда компания оторвалась от цивилизации на две недели, но не осталась без электричества даже на плаву. В этом году мне удалось не только поучаствовать в другом интересном проекте, но и самому воспользоваться плодами своего труда.
Итак, представляю автокемпер с солнечной электростанцией. Я хочу рассказать не столько о солнечной энергии, сколько о том, каково жить в автокемпере на природе.

Когда несколько лет назад я совершал евротрип по Европе, я отметил для себя огромную популярность автокемперов и кемпингов у европейских туристов. Ездили караванами, семьями, даже брали с собой отдельно мотоциклы, квадрациклы и иногда даже машины.

Именно тогда мне захотелось попутешествовать в таком кемпере и самому испытать передвижной дом. Что ж, мечты сбываются! В этом году мне представился шанс пожить в таком кемпере.
Надо отметить, что различают автодома и прицепы. Автодом — это дом на колесном шасси джипа, грузовика или автобуса. Суть в том, что такой дом может передвигаться самостоятельно.

Прицеп — это дом на усиленном шасси, которому требуется автомобиль для транспортировки.

Для нашей цели больше подходил прицеп, поэтому выбор пал на модель Hobby 495 DeLuxe. Нам предстояло над ним поработать, дооборудовать и начать испытания. В наши руки он попал в следующем виде:

Планировка довольно интересна: 4 спальных места, душ, туалет, шкаф, плита, мойка и холодильник. То есть действительно дом, хотя и в уменьшенном виде.

Самая главная задача звучала просто: нужен автономный мобильный дом. Поэтому, первое, с чего было решено начать — это электроснабжение. Это в Европе каждые 30 км (в среднем) автокемпинг с подготовленной площадкой, где можно подключиться к розетке, водопроводу и канализации, а в России за такие слова кое-где и побить могут. Поэтому мы начали с автономного электричества.

Электроснабжение
Самым простым вариантом является покупка бензогенератора. Но что это за отдых, когда под ухом постоянно что-то тарахтит? Да и бывает, что необходимо зарядить ноутбук или смартфон — не заводить же ради этого генератор! Поэтому, наш выбор пал на солнечную электростанцию.
Мой опыт свидетельствует о том, что в России есть производитель качественной и надежной техники для солнечной энергетики — это компания МикроАРТ. Ну а поскольку опыт работы есть, то осталось только все правильно рассчитать и оставить заявку на оборудование.
Любая система начинается с расчетов, какое оборудование будет использоваться и какой срок автономии предусматривается. Поскольку у нас объект мобильный, то автономия предусматривается полная. Из электроприборов будет задействовано: встроенный холодильник (170 Вт), телевизор (40 Вт), освещение (до 300 Вт), кондиционер (1.2 кВт) и разное ручное оборудование от электроинструмента до личных гаджетов.
Итог подсчетов вылился в следующие требования: инвертор мощностью 6 кВт, солнечных батарей на 1200 Вт и аккумуляторы, которые не боятся тряски, поскольку будут путешествовать в прицепе по дорогам нашей необъятной родины.
Финальный комплект выглядел так:

  • Инвертор МАП DOMINATOR 6 кВт ( в пике до 9 кВт)
  • Солнечный контроллер КЭС DOMINATOR MPPT 200/100 ( при 24В может выдавать до 2.4 кВт)
  • 12 легких панелей по 100 Вт или 6 наборов по 200 Вт. Тут надо пояснить, что 1 классическая панель на 100 Вт весит 8.3 кг, а гибкая панель той же мощности 1.15 кг. Поэтому в весе выигрыш более, чем в 7 раз! К этому мы еще вернемся
  • 8 аккумуляторов LiFePO4 с BMS, чтобы получить сборку 24В 240 Ач

Теперь поясню, почему именно на таком комплекте было решено остановиться. Кемпер имеет основу из фанерных стен, обшитых алюминием. То есть несущая способность у них не очень велика. И взгромоздить на крышу кемпера сотню килограммов солнечных батарей не самая лучшая идея — повышается не только нагрузка на крышу и стены, но и поднимается центр тяжести. Поэтому мы выбрали гибкие солнечные панели, которые не имеют в своей основе стекла и вес всех панелей составил каких-то 13,8 кг. Эти панели могут выдать нам до 1200 Вт энергии при оптимальном положении солнца.
Перейдем к аккумуляторам. Литий-железофосфатные аккумуляторы являются «сухими» в том понимании, что они не имеют жидкого электролита, поэтому не расплескаются во время наших путешествий. Кроме того, они легко переносят глубокие разряды и количество циклов заряд-разряд у них максимальное из доступных сейчас аккумуляторов. Да и вес у них в два раза меньше, если сравнивать с аналогичным свинцово-кислотными.
Что касается инвертора, то можно было ограничиться 3 кВт моделью и собрать систему на 12 Вольт, но мы решили подстраховаться, потому что стартовые токи у кондиционера в три и более раз больше, чем номинальные. То есть кондиционер мощностью 1 кВт при запуске будет потреблять 3 и больше киловатт. К тому же мы знали, что отдых на природе будет с большим количеством друзей и гостей, поэтому будет много света, иногда музыки и очень хотелось организовать кинотеатр под открытым небом.
Начали мы с монтажа солнечных панелей, а внутри установили солнечный контроллер, инвертор и аккумуляторы. Инвертор специально взяли с микрокомпьютером, который позволяет отслеживать состояние системы через Интернет.

Потом перешли к установке инвертора. Его разместили в нише платяного шкафа и жестко зафиксировали на месте. Так как сам корпус металлический и внутри него все зафиксировано хорошо, проблем с этим не было. Электрика типичного немодифицированного кемпера проста: есть 12В аккумулятор, от которого питается все освещение. Также установлен стабилизатор, для подключения к внешней сети. У нас же есть собственный источник питания и мы подключили его после стабилизатора, сохранив возможность подключения кемпера к внешней розетке.

Солнечный контроллер поставили уже испытанный, с токами до 100 Ампер. От солнечных батарей должно прийти 60 расчетных Ампер. Повесили его на стену, чтобы можно было наблюдать, какая мощность приходит с панелей. Заодно, поближе к аккумуляторам, чтобы снизить потери в проводах.

Аккумуляторы LiFePO4 обязательно оснащаются балансирами, чтобы заряд батарей был одинаковым. Сами батареи размещены в нише под одной из кроватей.
»

Водопровод
В кемпере есть собственная система водопровода. встроенный бак на 20 литров с переливом и насосом. То есть перелиться вода при наполнении бака не сможет, а при открытии крана насос сам доставит воду до смесителя. Бак находится под одной из кроватей и может быть наполнен, как изнутри, так и снаружи кемпера. Вода подается как в умывальник\душ, так и на кухню. Струйка воды небольшая, поэтому бака хватает надолго. У туалета своя система слива, поэтому вода из бака не задействуется.

Есть бойлер на 5 литров, который греется от электричества, либо горячим воздухом от встроенной печки. Существуют бойлеры с подогревом от газа, но в этом кемпере установлена модель попроще.

Мы останавливались на берегу реки и чтобы не возить воду канистрами, взяли с собой мобильную систему очистки воды. Это небольшой чемоданчик, в котором используется тройная фильтрация (фильтр тонкой очистки, угольный фильтр и ультрафиолетовая лампа) и он позволяет получить на выходе питьевую воду буквально из любого водоема. Называется МИВ Crystal. Удобен тем, что в нем есть встроенный насос, поэтому воду от речки поднимать не приходилось, а просто подняли шланг и заправляли бак кемпера водой при необходимости. Заряда встроенного аккумулятора хватает, чтобы отфильтровать несколько сотен литров воды. В общем, чемодан понравился, будем брать его в путешествия. Если нужен детальный обзор — могу сделать в следующей части.

Санузел
В любом путешествии хочется сохранять свежесть и чистоту. В нашем кемпере совмещенный санузел, то есть туалет и душ в одной кабинке. И если с душем все более менее ясно — лейка из раковины на длинном шланге, а внизу пластиковое дно со сливом, то о туалете надо поговорить отдельно.
Туалет в кемпере состоит из двух частей: бак со сливной жидкостью и бак с отходами. Что интересно, эта система никак не связана с водопроводом и канализацией, для того, чтобы не пачкать окружающую среду. Снаружи бак и горловина заправки выглядят вот так. Верхняя горловина для слива, нижний бак для отходов.

Заключение
Вкратце, я рассказал о техническом оснащении дома для автономного проживания. Причем этот кемпер обеспечивает круглогодичное проживание благодаря встроенной печке — нужно лишь не забывать заправлять газовый баллон. Если же сообщество интересует внутреннее устройство кемпера, нюансы работы систем и расстановка, то я сделаю об этом отдельный материал. А в следующий раз я расскажу о том, как не заскучать в кемпере, как обеспечить себя городским телефоном и Интернетом вдали от всех возможных проводов, а также о том, какие трудности могут подстерегать владельца автокемпера.

Солнечная электростанция на дом своими руками


Часто в сети проскакивают сообщения о борьбе за экологию, развитие альтернативных источников энергии. Иногда даже проводят репортажи о том, как в заброшенной деревне сделали солнечную электростанцию, чтобы местные жители могли пользоваться благами цивилизации не 2-3 часа в сутки, пока работает генератор, а постоянно. Но это всё как-то далеко от нашей жизни, поэтому я решил на своем примере показать и рассказать, как устроена и как работает солнечная электростанция для частного дома. Расскажу обо всех этапах: от идеи до включения всех приборов, а также поделюсь опытом эксплуатации. Статья получится немаленькая, поэтому кто не любит много букв могут посмотреть ролик. Там я постарался рассказать то же самое, но будет видно, как я все это сам собираю.


Электрические солнечные батареи для дома открывают много возможностейСолнечная электростанция на дом своими руками

Преобразовывать энергию солнца в электричество – эта идея длительное время не давала спать ученым. С открытием свойств полупроводников это стало возможным. В солнечных батареях используются кремниевые кристаллы. При попадании на них солнечного света в них образуется направленное движение электронов, которое называется электрическим током. При соединении достаточного количества таких кристаллов получаем вполне приличные по величине токи: одна панель площадью чуть больше метра (1,3-1,4 м2 при достаточном уровне освещенности может выдать до 270 Вт (напряжение 24 В).

Так как освещенность меняется в зависимости от погоды, времени суток, напрямую подключать устройства к солнечным батареям не получается. Нужна целая система. Кроме солнечных панелей требуется:

  • Аккумулятор. На протяжении светового дня под воздействием солнечных лучей солнечные батареи вырабатывают электрический ток для дома, дачи. Он не всегда используется в полном объеме, его излишки накапливаются в аккумуляторе. Накопленная энергия расходуется ненастную погоду.
  • Контролер. Не обязательная часть, но желательная (при достаточном количестве средств). Отслеживает уровень заряда аккумулятора, не допуская его чрезмерного разряда или превышения уровня максимального заряда. Оба этих состояния губительны для аккумулятора, так что наличие контролера продлевает срок эксплуатации аккумулятора. Также контролер обеспечивает оптимальный режим работы солнечных панелей.
  • Преобразователь постоянного тока в переменный (инвертор). Не все устройства рассчитаны на постоянный ток. Многие работают от переменного напряжения в 220 вольт. Преобразователь дает возможность получить напряжение 220-230 В.

Солнечные батареи для дома — только часть системыСолнечная электростанция на дом своими руками

Установив солнечные батареи для дома или дачи, можно стать совершенно независимым от официального поставщика. Но для этого надо иметь большое количество батарей, некоторое количество аккумуляторов. Комплект, который вырабатывает 1,5 кВт а сутки стоит около 1000$. Этого достаточно для обеспечения потребностей дачи или части электрооборудования в доме. Комплект солнечных батарей для производства 4 кВт в сутки стоит порядка 2200$, на 9 кВт в сутки — 6200$. Так как солнечные батареи для дома — модульная система, можно купить установку, которая будет обеспечивать часть потребностей, постепенно увеличивая ее производительность.


Виды солнечных батарей

С ростом цен на энергоносители идея использования энергии солнца для получения электроэнергии становится все более популярной. Тем более, что с развитием технологий солнечные преобразователи становятся эффективнее и, одновременно, дешевле. Так что, при желании, можно свои нужды обеспечить установив солнечные батареи. Но они бывают разных типов. Давайте разбираться.

Сама солнечная батарея — некоторое количество фотоэлементов, которые расположены в общем корпусе, защищенные прозрачной лицевой панелью. Для бытового использования фотоэлементы производят на основе кремния, так как он относительно недорог, и элементы на его основе имеют неплохой КПД (порядка 20-24%). На основе кремниевых кристаллов изготавливают монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные (гибкие) фотоэлементы. Некоторое количество этих фотоэлементов электрически соединены между собой (последовательно и/или параллельно) и выведены на клеммы, расположенные на корпусе.


Солнечная панель для дома состоит из некоторого количества фтоэлементовСолнечная электростанция на дом своими руками

Фотоэлементы установлены в закрытом корпусе. Корпус солнечной батареи делают из анодированного алюминия. Он легкий, не подвержен коррозии. Лицевую панель делают из прочного стекла, которое должно выдерживать снего-ветровые нагрузки. К тому же оно должно обладать определенными оптическими свойствами — иметь максимальную прозрачность, чтобы пропускать как можно больше лучей. Вообще, из-за отражения теряется значительное количество энергии, так что требования к качеству стекла высокие и еще оно покрывается антибликовым составом.

Виды фотоэлементов для солнечных батарей

Солнечные батареи для дома делают на основе кремневых элементов трех типов;

  • Монокристаллические. Каждый фотоэлемент — один кристалл кремния. Монокристаллические фотоэлементы имеют неплохой КПД (порядка 24,7%), но и стоимость их несколько выше. Отличить можно, во-первых, по однородному насыщенному синему цвету, во-вторых, по скругленным краям фотоэлемента.
    Виды кремниевых фотоэлементов для солнечных батарейСолнечная электростанция на дом своими руками
  • Поликристаллические. Несколько небольших кремниевых кристаллов объединены в один фотоэлемент. Они имеют неоднородную структуру, из-за чего хуже поглощают солнечный свет. Это отражается на КПД (20,3%). Фактически это означает, что солнечная панель той же мощности будет занимать примерно на 20% больше площади.
  • Тонкопленочные. Представляют собой слой полупроводника, напыленный на гибкую подложку. За счет своей гибкости могут монтироваться на криволинейные поверхности. Но имеют невысокую производительность (порядка 10,4%), так что занимают большие площади (как минимум, в 2 раза больше, чем поликристаллические).

Если у вас скатная крыша и фасад развернут на юг или восток, слишком сильно думать о занимаемой площади не имеет смысла. Вполне могут устроить поликристаллические модули. При равном количестве производимой энергии они стоят немного дешевле.

Как правильно выбрать систему солнечных батарей для дома

Есть распространенные заблуждения, которые заставляют вас тратить лишние деньги на приобретение чересчур дорогого оборудования. Ниже приведем рекомендации того, как правильно выстроить систему электропитания от солнечных батарей и не потратить лишних денег.


Солнечные электростанции для дома могут быть не такими дорогими, если подходить к вопросу взвешенноСолнечная электростанция на дом своими руками
Что надо купить

Далеко не все компоненты солнечной электростанции жизненно необходимы для работы. Без некоторых частей вполне можно обойтись. Они служат для повышения надежности, но без них система работоспособна. Первое, что стоит запомнить — приобретайте солнечные батареи в конце зимы, начале весны. Во-первых, погода в это время отличная, много солнечных дней, снег отражает солнце, увеличивая общую освещенность. Во-вторых, в это время традиционно объявляют скидки. Далее советы такие:

  • Приобретайте солнечные батареи для дома с выходным напряжением 12 В. Именно от такого напряжения работает большая часть бытовой и строительной техники, светодиодные светильники и т.д. Техники, работающей от 24 или 48 вольт намного меньше. Можете посмотреть паспорта или воспользуйтесь поиском.
  • Не используйте для освещения лампы накаливания. Они потребляют слишком много электроэнергии, да и работают от 220 в. Замените их на светодиодные. Для них постоянный ток в 12 В — это то, что надо.
    «Полная» система электропитания от солнечных батарей выглядит такСолнечная электростанция на дом своими руками
  • Не старайтесь сразу купить систему большой мощности чтобы покрыть все возможные потребности. Для начала купите пару модулей без преобразователя/инвертора, подключите к ним ту технику, которая работает от постоянного напряжения. Если вас устроит система, позднее можно нарастить мощность, докупить инвертор и подключить технику, которая работает от 220-230 В. И учтите, что инвертор, даже при выключенной нагрузке, потребляет электроэнергию (потери на преобразовании примерно 30%). То есть ночью, когда все выключено, он просто расходует заряд АКБ. Причем выдает он далеко не идеальную синусоиду. В общем, все что может работать от постоянного напряжения, запитываем от аккумуляторов напрямую.

Если воспользоваться только этими советами, и подключить только технику, которая работает от постоянного напряжения, система солнечных батарей для дома обойдется в гораздо более скромную сумму чем самый дешевый комплект. Но это еще не все. Можно еще часть оборудования оставить «на потом» или вообще обойтись без него.

Без чего можно обойтись

Стоимость комплекта солнечных батарей на 1 кВт в сутки — более тысячи долларов. Немалые вложения. Поневоле задумаешься, а стоит ли оно того и каков же будет срок окупаемости. При нынешних тарифах ждать пока отобьются свои деньги придется не один год. Но можно затраты уменьшить. Не за счет качества, но за счет незначительного снижения комфортности эксплуатации системы и за счет разумного подхода к подбору ее компонентов.



  • Не покупайте гелиевые или аккумуляторы глубокого разряда. Они не стоят своих денег. С солнечными батареями для дома отлично работают даже отслужившие свой срок автомобильные АКБ . Они нормально работают еще минимум, 5 лет.
    Если площадь не ограничена, можно купить солнечную батарею на поликристаллических фотоэлементахСолнечная электростанция на дом своими руками
  • В принципе, можно обойтись еще меньшими средствами. Можно не ставить контроллер. Он стоит не менее 150$ (а при большой мощности 500$), а вся его задача — мониторить состояние заряда батарей. Если бюджет ограничен, купите автомобильные часы, работающие от 12 В, которые также измеряют напряжение, температуру. Они стоят 2-5$ и практически выполняют ту же функцию. А чтобы избежать перезаряда, купите лишний аккумулятор. Или два. Суммарная мощность «лишней» емкости должна быть не ниже 20%. Это и позволит избежать перезаряда, и увеличит емкость системы.

Итак, если бюджет ограничен, можно обойтись несколькими солнечными панелями и аккумуляторными батареями, емкость которых на 20-25% выше максимального заряда солнечных панелей. Для мониторинга состояния купите автомобильные часы, которые еще измеряют напряжение. Это избавит вас от необходимости несколько раз в день измерять заряд на АКБ. Вместо этого вам надо будет время от времени смотреть на показания часов. Для старта это все. В дальнейшем можно докупать солнечные батареи для дома, увеличивать количество АКБ. При желании, можно купить инвертор.

Определяемся с размерами и количеством фотоэлементов

В хороших солнечных батареях на 12 вольт должно быть 36 элементов, на 24 вольта — 72 фотоэлемента. Это количество оптимально. При меньшем числе фотоэлементов вы никогда не получите заявленный ток. И это — лучший из вариантов.

Не стоит покупать сдвоенные солнечные панели — по 72 и 144 элемента соответственно. Во-первых, они очень большие, что неудобно при перевозке. Во-вторых, при аномально низких температурах, которые у нас периодически случаются, они первыми выходят из строя. Дело в том, что ламинирующая пленка при морозах сильно уменьшается в размерах. На больших панелях из-за большого натяжения она отслаивается или даже рвется. Теряется прозрачность, катастрофически падает производительность. Панель идет в ремонт.


Солнечная панель на 4 В имеет 7 элементаСолнечная электростанция на дом своими руками

Второй фактор. На больших по размерам панелях должна быть больше толщина корпуса и стекла. Ведь увеличивается парусность и снеговые нагрузки. Но далеко не всегда это делают, так как значительно возрастает цена. Если вы видите сдвоенную панель, а цена на нее ниже, чем на две «обычных», лучше ищите что-то другое.

Еще раз: лучший выбор — солнечная панель для дома на 12 вольт, состоящая из 36 фотоэлементов. Это оптимальный вариант, проверенный практикой.

Технические характеристики: на что обратить внимание

В сертифицированных солнечных батареях всегда указывается рабочий ток и напряжение, а также напряжение холостого хода и ток КЗ. При этом стоит учесть, что все параметры обычно указываются для температуры +25°C. В солнечный день на крыше батарея разогревается до температур, значительно превышающих эту цифру. Это объясняет наличие большего рабочего напряжения.


Пример технических характеристик солнечных батарей для домаСолнечная электростанция на дом своими руками

Также обратите внимание на напряжение холостого хода. В нормальных батареях оно порядка 22 В. И все бы ничего, но если проводить работы на оборудовании не отключив солнечные батареи, напряжение холостого ходы выведет из строя инвертор или другую подключенную технику, не рассчитанную на подобный вольтаж. Потому при любых работах — переключении проводов, подключении/отключении аккумуляторов и т.д. и т.п — первое что вы должны сделать — отключить солнечные батареи (снять клеммы). Перебрав схему, их подключаете последними. Такой порядок действий сохранит вам много нервов (и денег).


Корпус и стекло

Солнечные батареи для дома имеют алюминиевый корпус. Этот металл не корродирует, при достаточной прочности имеет небольшую массу. Нормальный корпус должен быть собран из профиля, в котором присутствуют, как минимум, два ребра жесткости. К тому же стекло должно быть вставлено в специальный паз, а не закреплено сверху. Все это — признаки нормального качества.


Бликов на корпусе быть не должноСолнечная электростанция на дом своими руками

Еще при выборе солнечной батареи обратите внимание на стекло. В нормальных батареях оно не гладкое, а текстурированное. На ощупь — шершавое, если провести ногтями, слышен шорох. К тому же должно иметь качественное покрытие, которое сводит к минимуму блики. Это означает что в нем не должно ничего отражаться. Если хоть под каким-то углом видны отражения окружающих предметов, лучше найдите другую панель.

Выбор сечения кабеля и тонкости электрического подключения

Подключать солнечные батареи для дома необходимо медным одножильным кабелем. Сечение жилы кабеля зависит от расстояния между модулем и АКБ:

  • расстояние менее 10 метров:
    • 1,5 мм² на одну солнечную батарею мощностью 100 Вт;
    • на две батареи — 2,5 мм²;
    • три батареи — 4,0 мм²;
  • расстояние больше 10 метров:
    • для подключения одной панели берем 2,5 мм²;
    • двух — 4,0 мм²;
    • трех — 6,0 мм².

Можно брать сечение больше, но не меньше (будут большие потери, а оно нам не надо). При покупке проводов, обратите внимание на фактическое сечение, так как сегодня заявленные размеры очень часто не соответствуют действительным. Для проверки придется измерять диаметр и считать сечение.


Солнечные батареи для дома: электрическое подключениеСолнечная электростанция на дом своими руками

При сборе системы можно плюсы солнечных батарей провести используя многожильный кабель подходящего сечения, а для минуса использовать один толстый. Перед подключением к аккумуляторам все «плюсы» пропускаем через диоды или диодные сборки с общим катодом. Это предотвращает возможность замыкания аккумулятора (может вызвать возгорание) при замыкании или обрыве проводов между батареями и аккумулятором.

Диоды используют типа SBL2040CT, PBYR040CT. Если такие на нашли, можно снять со старых блоков питания персональных компьютеров. Там обычно стоят SBL3040 или подобные. Пропускать через диоды желательно. Не забудьте что они сильно греются, так что монтировать их надо на радиаторе (можно на едином).

Еще в системе необходим блок предохранителей. По одному на каждого потребителя. Всю нагрузку подключаем через этот блок. Во-первых, система так безопаснее. Во-вторых, при возникновении проблем, проще определить ее источник (по сгоревшему предохранителю).

Автономные системы электроснабжения для дома на солнечных батареях

Предлагаем Вашему вниманию готовые комплекты систем электроснабжения на солнечных батареях для решения конкретных задач (солнечная электростанция для автомобиля, резервное и автономное электропитание для дачи, системы автономного электроснабжения для дома, инверторные системы бесперебойного энергоснабжения для коттеджа, ИБП, автономный источник питания 12 Вольт для освещения и т.п.)

Все представленные здесь готовые решения являются не просто наборами комплектующих, а реальными системами, прошедшими тестирование в техническом отделе нашей компании и успешно эксплуатирующиеся нашими покупателями. Все готовые решения комплектуются всеми необходимыми кабелями и соединителями, так что покупателю остается только соединить разъемы по прилагающейся схеме, закрепить солнечные панели на крыше или на стене дома и пользоваться ими.

Если Вы не нашли среди готовых комплектов нужного Вам решения, звоните нам по телефону 8 (495) 619-39-43 и мы поможем подобрать оборудование для решения Вашей задачи. Также Вы можете отправить нам заявку по электронной почте или через форму обратной связи.

Каталог солнечных электростанций и ИБП

Использование солнечной энергии для дома становится все популярнее в России. И хотя пока не идет речи об экономии электричества по причине отсутствия государственной поддержки использования возобновляемых источников электроэнергии в частных домах и квартирах, но в тех местах, где нет магистральной электросети, использование энергии Солнца гораздо выгоднее использования топливных генераторов 220/380 Вольт.

Стоимость оборудования загородного дома солнечными батареями достаточно высока. Причем, в Московской области и в средней полосе России выработка электроэнергии от фотоэлектрической станции в зимнее время в 5-10 раз меньше, чем летом. В связи с этим нужно понимать, что автономное солнечное энергоснабжение домов выгодно только в весенне-летний период, а осенью и зимой периодически придется использовать бензиновый или дизельный электрогенератор для подзарядки аккумуляторов при длительной пасмурной погоде.

Кроме фотоэлектрических систем, большое распространение получили инверторно-аккумуляторные системы резервного электроснабжения, которые кроме своей основной функции источника бесперебойного питания при отключении света, обладают также возможностью увеличения мощности сети, используя энергию в аккумуляторах. На основе таких систем возможно создание гибридных систем электроснабжения, отличительной особенностью которых является приоритетное использование солнечной энергии.

 

Системы автономного электроснабжения по низким ценам покупайте в интернет-магазине Solnechnye.RU

Как работает солнечная электростанция?

Солнечная электростанция — это любой тип объекта, который преобразует солнечный свет либо напрямую, как фотоэлектрические установки, либо косвенно, как солнечные тепловые электростанции, в электричество.

Они бывают разных «вкусов», в каждом из которых используются отдельные методы, позволяющие использовать силу солнца.

В следующей статье мы кратко рассмотрим различные типы солнечных электростанций, которые используют животворный солнечный свет для производства электроэнергии.

1. Фотогальваника

Фотогальванические электростанции используют большие площади фотоэлектрических элементов, известных как фотоэлектрические элементы или солнечные элементы, для прямого преобразования солнечного света в полезную электроэнергию. Эти элементы обычно изготавливаются из кремниевых сплавов и являются технологией, с которой большинство людей знакомо — есть вероятность, что у вас есть один на вашей крыше.

Сами панели бывают разных форм:

— Кристаллические солнечные панели — как следует из названия, эти типы панелей сделаны из кристаллического кремния.Они могут быть монокристаллическими, поли- или поликристаллическими. Как показывает практика, монокристаллические версии более эффективны ( около 15-20%, ), но дороже, чем их альтернативы (как правило, имеют КПД 13-16%, ), но со временем прогресс сокращает разрыв между ними.

— Тонкопленочные солнечные панели. Эти типы панелей состоят из ряда пленок, которые поглощают свет в различных частях электромагнитного спектра. Как правило, они изготавливаются из аморфного кремния (aSi), теллурида кадмия (CdTe), сульфида кадмия (CdS) и диселенида меди, индия (галлия).Этот тип панелей идеально подходит для применения в качестве гибких пленок на существующих поверхностях или для интеграции в строительные материалы, такие как кровельная черепица.

Эти типы станций вырабатывают электроэнергию, которая затем, как правило, напрямую подается в национальную сеть.

solar power plant PV ФЭ-панель в Марке, Италия. Источник: CA ‘Marinello 1 / Flickr

Эти типы электростанций обычно состоят из следующих основных компонентов: —

— Солнечные панели, преобразующие солнечный свет в полезное электричество.Они имеют тенденцию генерировать постоянный ток напряжением до 1500 В ;

— Этим предприятиям нужны инвесторы для преобразования постоянного тока в переменный ток

— У них обычно есть какая-то система мониторинга для контроля и управления заводом и;

— Они напрямую подключены к какой-либо внешней электросети.

— Если установка вырабатывает более 500 кВт и , они обычно также используют повышающие трансформаторы.

1.1 Как работает солнечная фотоэлектрическая электростанция?

Солнечные фотоэлектрические электростанции работают так же, как небольшие бытовые фотоэлектрические панели или крошечные фотоэлектрические панели на вашем калькуляторе, но на стероидах.

Большинство солнечных фотоэлектрических панелей изготовлено из полупроводниковых материалов, обычно из кремния. Когда фотоны от солнечного света попадают на полупроводниковый материал, генерируются свободные электроны, которые затем могут протекать через материал, создавая постоянный электрический ток.

Это известно как фотоэффект в физике. Затем постоянный ток необходимо преобразовать в переменный ток (AC) с помощью инвертора, прежде чем его можно будет напрямую использовать или подавать в электрическую сеть.

Фотоэлектрические панели отличаются от других солнечных электростанций, поскольку они используют фотоэффект напрямую, без необходимости в других процессах или устройствах.Например, не нужен жидкий теплоноситель, такой как вода, как в солнечных тепловых установках.

Фотоэлектрические панели не концентрируют энергию, они просто преобразуют фотоны в электричество, которое затем передается в другое место.

2. Солнечные тепловые электростанции

Солнечные тепловые электростанции, с другой стороны, фокусируют или собирают солнечный свет таким образом, чтобы генерировать пар для питания турбины и выработки электроэнергии. Солнечные тепловые электростанции также можно подразделить на три различных типа: —

2.1 Линейные, параболические желобные солнечные тепловые и солнечные электростанции

Это наиболее распространенная форма солнечной электростанции, которая характеризуется использованием полей либо линейных U-образных параболических желобных коллекторов, либо солнечных тарелок. Эти типы объектов обычно состоят из большого «поля» параллельных рядов солнечных коллекторов.

Обычно они состоят из трех дискретных типов систем:

2.1.1. Системы параболических желобов

В параболических желобах используются отражатели в форме параболы, которые способны фокусировать на коллекторе от 30 до 100-кратных нормальных уровней солнечного света.Этот метод используется для нагрева особого типа жидкости, которая затем собирается в центральном месте для генерирования перегретого пара под высоким давлением.

Эти системы наклоняются, чтобы следить за солнцем в течение дня. Благодаря своей параболической форме отражатели такого типа способны фокусировать на коллекторе от 30 до 100 раз нормальной интенсивности солнечного света.

Самая долго действующая солнечная тепловая установка в мире, система производства солнечной энергии (SEGS) в пустыне Мохаве, Калифорния, является одной из таких электростанций.Первая установка, SEGS 1, была построена в 1984 году и проработала до 2015 года, а вторая, SEG 2, работала с 1984 по 2015 годы.

Solar power plants parabolic trough Пример системы параболического желоба. Источник: USA.Gov/Wikimedia Commons

Последняя построенная электростанция, SEGS IX, с мощностью выработки электроэнергии 92 мегаватт (МВт) , была введена в эксплуатацию в 1990 году. В настоящее время существует семь действующих станций SEGS с общей мощностью. 357 МВт — это делает ее одной из крупнейших солнечных ТЭЦ в мире.

2.1.2. Как это работает?

Эти солнечные тепловые электростанции работают за счет фокусирования солнечного света от длинных параболических зеркал на приемные трубки, которые проходят по длине зеркала в их фокусной точке. Эта концентрированная солнечная энергия нагревает жидкость, которая непрерывно течет по трубкам.

Эта нагретая жидкость затем направляется в теплообменник для кипячения воды в обычном паротурбинном генераторе для выработки электроэнергии.

2.2. Линейные концентрирующие системы

Линейные концентрирующие системы, иногда называемые отражателями Френеля, также состоят из больших «полей» зеркал, отслеживающих солнце, которые имеют тенденцию быть выровненными в направлении север-юг для максимального захвата солнечного света.Эта установка позволяет рядам зеркал отслеживать солнце с востока на запад в течение дня.

2.2.1. Как это работает?

Подобно своим собратьям с параболическими зеркалами, линейные концентрирующие системы собирают солнечную энергию с помощью длинных прямоугольных U-образных зеркал. Однако, в отличие от параболических систем, в линейных системах отражателей Френеля приемная труба размещается над несколькими зеркалами, чтобы обеспечить большую мобильность зеркал при отслеживании солнца.

В этих типах систем используется эффект линзы Френеля, который позволяет использовать большое концентрирующее зеркало с большой апертурой и коротким фокусным расстоянием.Такая установка позволяет подобным системам фокусировать солнечный свет примерно в 30 раз нормальной интенсивности.

2.3. Солнечные тарелки и двигатели

В солнечных тарелках также используются зеркала для фокусировки солнечной энергии на коллекторе. Они, как правило, состоят из очень больших спутниковых тарелок, покрытых мозаикой из маленьких зеркал, которые фокусируют энергию на приемнике в точке фокусировки.

2.3.1. Как это работает?

Подобно параболической и линейной системам, зеркальная поверхность в форме тарелки направляет и концентрирует солнечный свет на тепловом приемнике в фокусе антенны.Этот ресивер передает выделяемое тепло двигателю-генератору.

Наиболее распространенным типом теплового двигателя, используемого в системах тарелка / двигатель, является двигатель Стирлинга. Нагретая жидкость из приемника посуды используется для перемещения поршней в двигателе для создания механической энергии.

Эта механическая энергия затем поступает в генератор или генератор переменного тока для выработки электроэнергии.

Солнечные антенны / двигатели всегда направлены прямо на солнце и концентрируют солнечную энергию в фокусе антенны.Коэффициент концентрации солнечной тарелки намного выше, чем у линейных концентрирующих систем, и она имеет температуру рабочей жидкости выше 749 градусов Цельсия .

solar power plants linear Электростанция с линейным отражателем Френеля. Источник: energy.gov

Электрогенерирующее оборудование может быть установлено либо непосредственно в центральной точке антенны (отлично подходит для удаленных мест), либо собрано из множества тарелок и выработки электроэнергии, происходящей в центральной точке.

У.S. Army разрабатывает систему мощностью 1,5 МВт на складе армии Туэле в штате Юта с 429 солнечными батареями двигателя Стирлинга.

3. Башни солнечной энергии

Башни солнечной энергии представляют собой интересный метод, в котором от сотен до тысяч плоских зеркал слежения за солнцем (гелиостатов) отражается и концентрируется солнечная энергия на центральной башне. Этот метод позволяет концентрировать солнечный свет в 1500 раз , чем это обычно возможно только от прямых солнечных лучей.

Интересный пример такого типа электростанции можно найти в Юлихе, Северный Рейн-Вестфалия, Германия.Комплекс расположен на площади 18000 квадратных километров , на которой размещено более 2000 гелиостатов , которые фокусируют солнечный свет на центральной башне высотой 60 метров и высотой .

Министерство энергетики США и другие электроэнергетические компании построили и эксплуатировали первую демонстрационную солнечную электростанцию ​​недалеко от Барстоу, Калифорния, в 1980-х и 1990-х годах.

Некоторые в настоящее время также находятся в разработке в Чили.

solar power plants tower Башня солнечной энергии Иванпа. Источник: Aioannides / Wikimedia Commons

Сегодня в США.С., в эксплуатации находятся три солнечные электростанции. Это объект солнечной энергии 392 МВт, Ivanpah в Айвенпа-Драй-Лейк, Калифорния, проект солнечной энергии 110 MВт Crescent Dunes в Неваде и 5 MW Sierra Sun Tower в пустыне Мохаве, Калифорния.

3.1. Как это работает?

Концентрированная солнечная энергия используется для нагрева воздуха в градирне до 700 градусов Цельсия . Тепло улавливается котлом и используется для производства электроэнергии с помощью паровой турбины.

Некоторые башни также используют воду в качестве теплоносителя. В настоящее время исследуются и испытываются более совершенные системы, в которых будут использоваться соли нитратов из-за их более высоких свойств теплопередачи и хранения по сравнению с водой и воздухом.

Возможность аккумулирования тепловой энергии позволяет системе производить электроэнергию в пасмурную погоду или ночью.

Эти солнечные электростанции идеально подходят для работы в районах с неблагоприятными погодными условиями.Они используются в пустыне Мохаве в Калифорнии и выдерживают град и песчаные бури.

4. Солнечный пруд

Солнечные пруды Солнечные электростанции используют бассейн с соленой водой, который собирает и накапливает солнечную тепловую энергию. Он использует технику, называемую технологией градиента солености.

Этот метод действует как тепловая ловушка в пруду, которую можно использовать напрямую или хранить для дальнейшего использования. Такая электростанция используется в Израиле на электростанции Бейт-ха-Арава с 1984 года.

Есть и другие примеры в Бхудже в Индии, строительство которого было завершено в 1993 году.

solar power plant pond Источник: Quora

4.1. Как это работает?

Солнечные пруды используют большой объем соленой воды для сбора и хранения солнечной тепловой энергии. Соленая вода естественным образом образует вертикальный градиент солености, известный как галоклин, с водой низкой солености вверху и водой высокой солености внизу.

Уровни концентрации соли увеличиваются с глубиной, и, следовательно, плотность также увеличивается от поверхности к дну озера, пока раствор не станет однородным на заданной глубине.

Принцип довольно прост. Солнечные лучи проникают в пруд и в конечном итоге достигают дна бассейна.

В обычном пруду или водоеме вода на дне водоема нагревается, становится менее плотной и поднимается вверх, создавая конвекционное течение. Солнечные водоемы предназначены для того, чтобы препятствовать этому процессу, добавляя соль в воду, пока нижние уровни не станут полностью насыщенными.

Поскольку вода с высокой соленостью не смешивается легко с водой с низкой соленостью над ней, конвекционные потоки содержатся в каждом отдельном слое, и между ними происходит минимальное перемешивание.

Этот процесс концентрирует тепловую энергию и снижает потери тепла из воды. В среднем вода с высокой соленостью может достигать 90 градусов Цельсия , а слои с низкой соленостью поддерживают около 30 градусов Цельсия .

Эту горячую соленую воду можно откачать для использования в производстве электроэнергии, через турбину или в качестве источника тепловой энергии.

.

Типы, модели, цена и комплектация 2020

Часто задаваемые вопросы о солнечной электростанции мощностью 1 МВт

Сколько киловатт или ватт в 1 мегаватт?

1 мегаватт равен 1 000 киловатт или 10 000 000 ватт.

Какая в среднем вырабатывается солнечная электростанция мощностью 1 МВт?

Солнечная система мощностью 1 кВт производит в среднем 4 блока в день в течение года. Соответственно, солнечная электростанция мощностью 1 МВт производит в среднем 4000 единиц в день.

Что такое модель OPEX?

Модель

OPEX (Операционные расходы) также называется Соглашением о закупке электроэнергии.В этой модели компания по установке солнечных систем установит полную систему за свой счет по соглашению на 10-25 лет. И вам придется платить за единицу ежемесячно.

Что такое модель CAPEX?

В модели CAPEX (капитальные затраты) стоимость установки солнечной системы будет полностью вашей. Вы должны будете оплатить стоимость установки компании одним выстрелом. После оплаты стоимости установки это будет ваша собственная солнечная электростанция.

Какая модель лучше OPEX или CAPEX?

Обе модели хороши. Если у вас богатая компания, вам следует вкладывать средства в капитальные затраты. В случае нехватки инвестиций лучше использовать модель OPEX. Потому что, если вы выберете модель CAPEX, вам придется заплатить большую сумму денег за один выстрел. Но в модели OPEX вы можете платить за единицу ежемесячно в течение 10-25 лет.

Для какого бизнеса подходит солнечная электростанция мощностью 1 МВт?

Где суточное потребление электроэнергии более 4000 единиц.

Могу ли я экспортировать излишки электроэнергии в правительство?

Да, конечно, вы можете экспортировать избыточное количество произведенной электроэнергии правительству (в сеть) через чистые измерения. И правительство внесет это в ваши предстоящие счета за электричество.

Как я могу установить солнечную электростанцию, чтобы продавать электроэнергию государству?

Govt. Индии объявляют тендеры на солнечную электростанцию ​​на базе PPA. В таких тендерах вам нужно предлагать самую низкую цену за единицу.

Какова ориентировочная стоимость солнечной электростанции мощностью 1 МВт?

Ориентировочная стоимость солнечной электростанции мощностью 1 МВт составляет ок. 4 крор.

Где мне установить солнечную установку мощностью 1 МВт?

Вы можете установить солнечную фотоэлектрическую установку мощностью 1 МВт в любом свободном от теней месте, где солнечный свет может проходить без каких-либо барьеров. Для установки солнечной станции мощностью 1 МВт требуется площадь 2,5 акра.

Сколько солнечных панелей требуется в солнечной системе мощностью 1 МВт?

Примерно 3000 панелей по 335 Вт каждая.

Сколько электроэнергии может производить солнечная электростанция мощностью 1 МВт?

Солнечная электростанция мощностью 1 мегаватт может вырабатывать в среднем 4000 единиц в день. Соответственно, он производит 1,20,000 единиц в месяц и 14,40,000 единиц в год.

Трудно ли поддерживать эффективность такой большой электростанции?

Нет, сохранить эффективность солнечной станции мощностью 1 МВт несложно. Периодически очищая солнечные панели с помощью набора для очистки солнечных панелей, можно легко поддерживать уровень эффективности солнечных панелей.

Сколько площади требуется для установки солнечной электростанции мощностью 1 МВт?

Обычно для солнечной станции мощностью 1 кВт требуется площадь 6 квадратных метров. Соответственно, если вы хотите установить солнечную фотоэлектрическую электростанцию ​​мощностью 1 МВт, потребуется площадь 6000 квадратных метров (+ теневой зазор).

Как мы можем установить солнечную фотоэлектрическую установку мощностью 1 МВт?

Для установки солнечной электростанции мощностью 1 МВт вы можете связаться с нами.

.

ТОП-5 крупнейших солнечных электростанций в мире

Largest Solar Plants

Эта статья была обновлена ​​04.11.19

* По состоянию на июнь 2017 года Китай и Индия стали ведущими разработчиками крупномасштабных солнечных проектов.

Спрос на солнечную энергию в США растет, несмотря на экономический спад, благодаря государственным финансовым стимулам, некоторому облегчению доступности кредитов и растущему общественному признанию ее экологических преимуществ. Хотя крупнейшие электростанции коммунального назначения находятся за пределами Соединенных Штатов, 2 завода, которые в настоящее время строятся в Калифорнии и Нью-Мексико, уравновесят европейское доминирование в крупномасштабных проектах, связанных с солнечной энергией.

Почетное упоминание — Проект солнечной энергии Камути — 648 МВт — Индия

Largest Solar Plants

Завод в Камути, Тамил Наду, имеет мощность 648 мегаватт и занимает площадь в 10 квадратных километров. Это делает его крупнейшей солнечной электростанцией в одном месте, получившей название от солнечной фермы Topaz в Калифорнии, имеющей мощность 550 МВт.

http://www.businessinsider.com/india-has-built-the-worlds-largest-solar-power-plant-2016-11

Honorable Mention — Солнечный парк плотины Лунъянся — 850 МВт — Китай

Largest Solar Plants

Солнечная электростанция на плотине Лунъянся — последняя разработка в Китае в длинной череде крупномасштабных проектов в области солнечной энергетики.Солнечная ферма в городе Цыси на востоке провинции Чжэцзян недавно попала в известность об установке 300 гектаров солнечных панелей над рыбной фермой. По данным государственного информационного агентства Синьхуа, ферма будет вырабатывать 220 гигаватт-часов электроэнергии в год, что достаточно для 100 000 семей.

https://visibleearth.nasa.gov/view.php?id=89668

5а. Kurnool Ultra Mega Solar Park — 1000 МВт — Индия

Largest Solar Plants

С 900 МВт из 1000 МВт, уже введенных в эксплуатацию в парке Kurnool Ultra Solar Park, а остальные должны быть полностью введены в эксплуатацию в следующем месяце, он уже стал крупнейшим таким парком, опережающим 648 МВт солнечный парк, разработанный Адани в Тамил Наду и Солнечный парк Топаз в 550 МВт в Калифорнии.

http://www.thehindu.com/todays-paper/tp-national/tp-andhrapradesh/with-kurnool-solar-park-state-takes-a-giant-leap/article18289685.ece

5б. Датунская солнечная электростанция, верхняя база — 1000 МВт — Китай

Largest Solar Plants

С завершенной фазой I мощностью 1 ГВт и общей мощностью 3 ГВт в 3 фазы. Солнечная электростанция Датун в Китае может стать крупнейшей солнечной электростанцией в мире после завершения строительства. Согласно государственной статистике, с июля 2016 года по январь 2017 года Datong произвел в общей сложности 870 миллионов ватт электроэнергии, что эквивалентно более 120 миллионам ватт в месяц выработки электроэнергии.

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_photovoltaic_power_stations

4. Парк солнечных батарей Нур — 1117 МВт — Марокко

Largest Solar Plants

Солнечная электростанция в Уарзазате (OSPS), также называемая Нурской электростанцией, — это комплекс солнечной энергии, расположенный в регионе Драа-Тафилалет в Марокко, в 10 километрах (6,2 миль) от города Уарзазат в районе сельского совета Гессат. При мощности 1117 МВт это крупнейшая в мире концентрированная солнечная электростанция. С дополнительной фотогальванической системой на 72 МВт весь проект планируется произвести на пике мощности 1117 МВт после завершения и строится в три фазы и четыре части.Ожидается, что общая стоимость проекта составит 9 миллиардов долларов.

3. Солнечный парк Павагада — 1400 МВт — Индия

Largest Solar Plants

Парк солнечных батарей Павагада — это комплекс солнечных батарей мощностью 2 ГВт, который строится в Павагаде, район Тумкур, примерно в 180 км от Бангалора, штат Карнатака, Индия. Ожидается, что после завершения строительства она станет самой большой в мире солнечной электростанцией.

2. Солнечный парк в пустыне Тенггер — 1500 МВт — Китай

Largest Solar Plants

Солнечная электростанция мощностью 1547 МВт была установлена ​​в Чжунвэй, Нинся, на сегодняшний день является крупнейшей в мире солнечной батареей.В Китае ее называют «Великой солнечной стеной». Пустыня Тенггер — это засушливый природный регион, который занимает площадь около 36 700 км и находится в основном в автономном районе Внутренняя Монголия в Китае. Само солнечное поле покрывает 1200 км (3,2%) суши.

http://www.escn.com.cn/news/show-310093.html

1. Солнечный парк Бхадла — 2245 МВт — Индия

Largest Solar Plants

Площадь солнечного парка Бхадла около Джодхпура составляет более 4500 га, его мощность составляет 2245 МВт, и он будет запущен в декабре 2019 года.

Предыдущие крупнейшие сайты по состоянию на 2009 год

Солнечная электростанция Арнедо, Испания

Завод производит впечатляющие 34 ГВт-ч каждый год, что обеспечит электроэнергией 12 000 домохозяйств и предотвратит выброс 375 000 тонн CO2. Завод расположен на семидесяти гектарах и вмещает 172 000 панелей. Бюджет проекта составлял около 180 000 000 евро. Ла-Риоха, испанский регион, известный своим вином, уже покрывает 62% своей электроэнергии за счет возобновляемых источников.

spain

Источник: Renewable Energy Magazine

.

Парк солнечных батарей Вальдполенц, Германия

Waldpolenz-solar

Waldpolenz Solar Park, крупнейшая в мире тонкопленочная фотоэлектрическая (ФЭ) энергосистема, построена на военной авиабазе к востоку от Лейпцига в Германии.Электростанция представляет собой солнечную энергетическую систему мощностью 40 мегаватт, в которой используется самая современная тонкопленочная технология. текущее время utc. Используется 550 000 тонкопленочных модулей First Solar, которые поставляют 40 000 МВт электроэнергии в год. Инвестиционная стоимость солнечного парка Вальдполенц составляет около 130 миллионов евро.

Источник: Википедия

Фотоэлектрическая электростанция Моура, Португалия

Planta fotovoltaica de Moura

Фотоэлектрическая электростанция Моура расположена в муниципалитете Моура в Алентежу, Португалия, который является одним из самых солнечных регионов Европы, а также одним из самых экономически депрессивных регионов.Его строительство включает в себя два этапа: первый будет построен за 13 месяцев и завершен в 2008 году, а второй будет завершен к 2010 году, общая стоимость проекта составит 250 миллионов евро.

Электростанция будет иметь установленную мощность 46 МВт с общим количеством более 376 000 солнечных панелей. Почти 190 000 панелей (32 МВт) установлены на стационарных конструкциях, 52 000 (10 МВт) на одноосных трекерах, которые следуют за солнцем по небу, и еще 20 МВт мощности будут добавлены во время второй фазы проекта.Он займет площадь в 320 акров (130 гектаров), производя 88 ГВт-ч электроэнергии в год.

Источник: Википедия

Фотоэлектрический парк Пуэртольяно, Испания

Renovalia разработала эту электростанцию ​​в Пуэртольяно, Сьюдад-Реаль, где находится энергетический парк с установленной мощностью 50 мегаватт (МВт). Вырабатываемая здесь мощность эквивалентна годовому внутреннему потреблению электроэнергии примерно 39 000 домохозяйств. Вырабатываемая здесь энергия заменит теоретический сброс 84 000 тонн CO2 в год или 2.1 миллион тонн CO2 за 25 лет производства.

Источник: El Economista

Фотоэлектрический парк Olmedilla, Испания

Olmedilla-Photovoltaic-Park-Spain

Фотоэлектрический парк Olmedilla использует 162 000 плоских солнечных фотоэлектрических панелей для выработки 60 мегаватт электроэнергии в солнечный день. Строительство всего завода было завершено за 15 месяцев и обошлось примерно в 530 миллионов долларов по текущему обменному курсу. Olmedilla была построена с использованием обычных солнечных панелей, которые сделаны из кремния и имеют тенденцию быть тяжелыми и дорогими.

Источник: Scientific American

Солнечная ферма Rancho Cielo, США

Солнечная ферма Rancho Cielo — крупнейшая предлагаемая солнечная ферма в Соединенных Штатах. Он расположен в промышленном поселке Белен, штат Нью-Мексико, под названием Rancho Cielo, и, как ожидается, обеспечит большую часть энергии сообщества, когда он будет завершен. Ожидаемая стоимость строительства составляет 840 миллионов долларов, он обеспечит 600 МВт электроэнергии и будет охватывать территорию в 700 акров (280 га). Солнечная ферма будет использовать тонкопленочные кремниевые панели, которые будут строиться на месте.

Источник: Википедия

Солнечная ферма Топаз, США

Topaz Solar Farm — это предлагаемая солнечная фотоэлектрическая электростанция мощностью 550 мегаватт (МВт), которая будет построена First Solar, Inc. (производитель тонкопленочных кремниевых солнечных модулей) на равнине Карризо, к северо-западу от Калифорнийской долины, стоимостью более 1 миллиарда долларов. , 14 августа 2008 года Pacific Gas and Electric объявили о соглашении о покупке всей электроэнергии у электростанции.

Источник: Википедия

.

Солнечная тепловая электростанция — Energy Education

Рисунок 1. Солнечная тепловая электростанция в Испании. [1]

Солнечные тепловые электростанции — это электростанции, которые используют энергию Солнца для нагрева жидкости до высокой температуры. Затем эта жидкость передает свое тепло воде, которая затем становится перегретым паром. Затем этот пар используется для вращения турбин на электростанции, и эта механическая энергия преобразуется в электричество генератором. Этот тип генерации по существу аналогичен производству электроэнергии, в котором используется ископаемое топливо, но вместо сжигания ископаемого топлива для нагрева пара используется солнечный свет. [2] В этих системах используются солнечные коллекторы, чтобы концентрировать солнечные лучи в одной точке для достижения подходящей высокой температуры.

Существует два типа систем для сбора и хранения солнечного излучения: пассивные системы и активные системы. Солнечные тепловые электростанции считаются активными системами. [3] Эти установки спроектированы для работы с использованием только солнечной энергии, но большинство установок могут использовать сжигание ископаемого топлива для увеличения производительности, когда это необходимо. [2]

Виды растений

Несмотря на то, что существует несколько различных типов солнечных тепловых электростанций, все они одинаковы в том, что в них используются зеркала, которые отражают и концентрируют солнечный свет на точке.В этот момент солнечная энергия собирается и преобразуется в тепловую энергию, которая создает пар и запускает генератор. Это создает электричество.

Параболические желоба

основной артикул
Рисунок 2. Коллекторы параболического желоба. [4]

Эти желоба, также известные как коллекторы линейного фокуса, состоят из длинного отражателя параболической формы, который концентрирует падающий солнечный свет на трубе, идущей вниз по желобу. Коллекторы иногда используют одноосную систему слежения за Солнцем, чтобы отслеживать Солнце по небу, когда оно движется с востока на запад, чтобы гарантировать, что на зеркала всегда падает максимальная солнечная энергия.Приемная труба в центре может достигать температуры выше 400 ° C, поскольку желоб фокусирует Солнце с интенсивностью в 30-100 раз больше его нормальной. [2]

Эти желоба выстроены рядами на солнечном поле. Жидкий теплоноситель нагревается, поскольку он проходит по трубам в параболическом желобе. Затем эта жидкость возвращается в теплообменники в центральном месте, где тепло передается воде, образуя перегретый пар высокого давления. Затем этот пар приводит в движение турбину, чтобы привести в действие генератор и вырабатывать электричество.Затем теплоноситель охлаждается и возвращается через солнечное поле. [2]

Параболические блюда

основной артикул
Рисунок 3. Параболический сборщик посуды. [5]

Это большие параболические тарелки, которые используют двигатели для отслеживания Солнца. Это гарантирует, что они всегда получают максимально возможное количество поступающего солнечного излучения, которое затем концентрируется в фокусе антенны. Эти тарелки могут концентрировать солнечный свет намного лучше, чем параболические желоба, а температура жидкости, проходящей через них, может достигать 750 ° C. [2]

В этих системах двигатель Стирлинга преобразует тепло в механическую энергию, сжимая рабочую жидкость в холодном состоянии и позволяя нагретой жидкости расширяться наружу в поршне или перемещаться через турбину. Затем генератор преобразует эту механическую энергию в электричество. [2]

Солнечные башни

основной артикул
Рисунок 4. Солнечная башня. [6]

Башни солнечной энергии — это большие башни, которые действуют как центральный приемник солнечной энергии.Они стоят посреди большого массива зеркал, которые концентрируют солнечный свет на точке в башне. Это большое количество плоских зеркал, отслеживающих солнце, известно как гелиостаты. В градирне установлен теплообменник, в котором нагревается теплоноситель. Тепло, сконцентрированное в этой точке, может быть в 1500 раз сильнее падающего солнечного света. [2] Затем горячая жидкость используется для создания пара для запуска турбины и генератора, вырабатывающих электричество. Одним из недостатков этих башен является то, что они должны быть очень большими, чтобы быть экономичными.

Преимущества и недостатки

Поскольку эти системы могут генерировать пар с такими высокими температурами, преобразование тепловой энергии в электричество более эффективно. Кроме того, эти заводы решают проблему неспособности эффективно хранить электроэнергию, имея возможность хранить тепло. Хранение тепла более эффективно и рентабельно, чем хранение электроэнергии.

Кроме того, эти установки могут производить управляемую энергию базовой нагрузки, что важно, поскольку это означает, что эти установки производят надежное количество энергии и могут включаться или включаться по желанию, удовлетворяя потребности общества в энергии. [7] В дополнение к этому, солнечные тепловые электростанции представляют собой тип технологии производства электроэнергии, который чище, чем производство электроэнергии с использованием ископаемого топлива. Таким образом, это одни из самых чистых вариантов выработки электроэнергии. Несмотря на это, все еще существуют связанные с этим экологические последствия, поскольку анализ полного жизненного цикла может показать все связанные выбросы углекислого газа, связанные со строительством этих станций. Однако выбросы по-прежнему намного ниже, чем выбросы, связанные с установками, работающими на ископаемом топливе.

К числу недостатков можно отнести большой участок земли, необходимый для эффективной работы этих заводов. Кроме того, потребность этих заводов в воде также может рассматриваться как проблема, поскольку для производства достаточного количества пара требуются большие объемы воды. [8] Последним потенциальным воздействием использования больших фокусирующих зеркал является вредное воздействие этих растений на птиц. Птиц, которые летят на пути сфокусированных лучей Солнца, можно сжечь. Согласно некоторым сообщениям о гибели птиц на таких электростанциях, как эта, погибает примерно одна птица каждые две минуты. [9]

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

.
Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.