Солнечные электростанции фото: Самые крупные солнечные электростанции в России (17 фото) | Екабу.ру – Крупнейшая в мире солнечная от Надежда за 19 июня 2014

Солнечные электростанции в Японии с высоты птичьего полета

Автор:
18 июля 2017 08:38

Землетрясение 2011 года и последовавшая ядерная катастрофа на Фукусиме заставила Японию пересмотреть своё отношение к ядерной энергетике как основному источнику производства электроэнергии. Один из путей в поисках альтернативы — появление множества установок, использующих для получения энергии возобновляемые источники.

Источник:

Безвредность для человека позволяет размещать солнечные панели неподалёку от жилых домов и рисовых полей, а относительно небольшие размеры — создавать необычные формы, которые особенно эффектно смотрятся с высоты птичьего полёта

Источник:

Промышленная зона возле Иокогамы

Источник:

СЭС на 2,3 МВт рядом с полем для бейсбола в префектуре Хиого

Источник:

5 МВт СЭС на основании дамбы

Источник:

Фотограф Джейми Стиллингс для своего проекта «Меняющиеся перспективы: Япония» c воздуха снял десятки установок с солнечными батареями на бывших площадках для гольфа, в карьерах, на плотинах, на искусственных островах и платформах в водохранилищах

Источник:

16 МВт СЭС на бывшем гольф-курорте в горах

Источник:

Источник:

Источник:

Серия снимков превратилась в персональную выставку, открывшуюся одновременно в Хьюстоне и Нью-Йорке

Источник:

СЭС на месте бывшего карьера

Источник:

Источник:

1,7 МВт СЭС на озере

Самые мощные солнечные электростанции в мире

Источник: http://www.solarpowertoday.com.au/blog/roundup-the-worlds-20-largest-solar-projects/, перевод: Михаил Берсенев

Довольно существенное снижение стоимости получения электричества при помощи солнечной энергетики, которое наблюдается в течении последних двух десятилетий, создало благоприятные условия для возведения крупных солнечных электростанций по всему миру. Эти проекты имеют разные формы и размеры, начиная от солнечных панелей и концентрирующих солнечных накопителей до гигантских массивов, использующих параболические зеркала. Однако у них у всех есть кое-что общее: они представляют собой воплощение надежды и веру в тот факт, что однажды весь мир все–таки может и будет снабжаться энергией из возобновляемых источников. Ниже мы приводим список двадцати наиболее весомых проектов солнечной энергетики, ранжируя их в зависимости от выходной мощности (в обратном порядке — от меньшего к большему).

20. Солнечная станция Meuro – мощность 166 МВт

• Расположение: Шипкау, Германия.
• Тип: фотоэлектрические солнечные панели.
• Монтаж завершен в 2011 году.

Солнечный Парк Меуро – крупнейший проект солнечной энергетики Германии, часть большого парка солнечных станций, один из 28, и самый мощный. Проект состоит приблизительно из 636 000 солнечных панелей, производит 166 МВт электрической энергии. Он был назван главным проектом в области солнечной энергетики в 2012 году по версии Power-Gen. Солнечный парк панелей построили в местечке Muero, Schipkau на месте бывшей угольной шахты.

Бурый уголь дает порядка 45% всей электрической энергии Германии, но использование угля постоянно снижается, чтобы соответствовать планам Евросоюза по сокращению на 20% выбросов парниковых газов в регионе к 2020 году.

19. Солнечная станция в Сэнтинела — 170 МВт

• Местоположение: США, штат Калифорния.
• Тип: солнечные панели
• Введена в эксплуатацию в 2013г.

Солнечная энергетическая станция в Сэнтинела мощностью в 170 МВт способна обеспечить потребности в электрической энергии 82 500 домохозяйств. Раскинулась эта станция в районе Империал Велли на многих акрах частных земель, расположенных в нижней Калифорнии на границе с Мексикой. Вообще солнечная энергетика в Калифорнии развивается семимильными шагами, учитывая, что недостатка солнца там не наблюдается и это очень теплый и солнечный штат.

Вторым фактором стала поддержка солнечных проектов администрацией штата и самим населением. Власти планируют достичь цифры в 25% — такой будет доля альтернативной энергетики в Калифорнии в 2016–м году, а в 2020-м – уже 33%.

18. Солнечная станция в Голмуте — 200 МВт

• Местоположение: Китай, провинция Цинхай
• Введена в эксплуатацию: 2011 г.
• Тип: солнечные панели

Станция Golmud в провинции Цинхай выиграла в 2012 году состязание за звание «Наиболее качественный проект в области энергетики» Правительства Китая. Большая часть китайских солнечных станций, общая мощность которых составляет 570 МВт, расположена в Голмуте, но часть их также раскинулась в пустынном кластере Голмутс, включая и эту, занимающую 5,64 кв. км. Данная солнечная фабрика способна без особых проблем обеспечивать примерно 317,2 Гигаватт-часов экологичной энергии в годовом выражении.

17. Солнечная энергетическая станция Solaben — 200 МВт

• Расположение: Логросан, Испания
• Тип: термальная
• Завершена в 2013 г.

Solaben 3 в комплексе Solucar в Логросан в Испании имеет в своем составе как термальные, так и фотоэлектрические солнечные установки. Станция включает в себя 12 960 тепловых коллекторов типа Schott, и это дает возможность производить 100 000 мегаватт-часов ежегодно, что достаточно для обеспечения потребности в электричестве примерно для 94 000 домохозяйств.

16. Солнечная станция в Меските — 207 МВт

• Расположение: Аризона, США
• Тип: солнечные панели
• Введена в эксплуатацию: 2013 г.

Недалеко от Арлингтона, около юго-восточной границы Аризоны, в 2011 году началось сооружение солнечной электростанции Mesquite, стоимостью 600 млн. долларов США, и уже через два года проект был завершен. Эта станция способна производить приблизительно 350 гигаватт-часов электричества ежегодно. Тем самым предотвращается выброс в атмосферу около 200 000 тонн двуокиси углерода.

15. Солнечная станция в Чаранке – 221 МВт

• Местоположение: Patan, Индия
• Тип: солнечные панели
• Завершение: 2012 г.

Солнечная станция в Чаранке является частью большого солнечного парка штата Гуджарат (смотри описание ниже, п.1), включающего порядка 19 различных проектов, которые в сумме дают около 500 МВт энергии. Чаранка сама по себе, если рассматривать ее отдельно, является одной из крупнейших солнечных электростанций мира. Она раскинулась на территории в 4900 акров и состоит из 17 отдельных систем, образованных тонкопленочными фотоэлектрическими солнечными панелями. Пиковая мощность станции достигает 221 мегаватт.

Если считать все вместе, то все станции Солнечного парка штата Гуджарат могут достичь суммарного производства электроэнергии в рекордные 968.5 мегаватт, после того, когда все стадии проекта будут окончательно завершены.

14. Солнечная станция в Genesis – 250 МВт

Расположение: Калифорния, США
Tип: CSP (технология концентрации солнечной энергии)
Монтаж завершен: 2014 г.

Термальная энергия используется человеком многие столетия. Франк Шуман (январь 23, 1862 — апрель 28, 1918) был знаменитым американским изобретателем, инженером и его называют «пионером» в области использования солнечной энергии. Шуман построил в Египте в период с 1912 по 1913 гг первую в мире солнечную термальную электростанцию, которая концентрировала солнечную энергию, используя параболические желоба. Технологии Шумана получили новое дыхание в 1970-х годах прошлого столетия, когда возрос интерес к возможности замены угля при производстве электрической энергии. Целью стало желание достичь как можно более низких выбросов вредных веществ в атмосферу, плюс снизить зависимость США и других развитых стран от импорта природного газа и нефтепродуктов. Электростанция на солнечных термальных батареях в Genesis стала новым воплощением изобретения Шумана.

Проект представляет собой концентрирующую солнечную станцию, состоящую из двух секций по 125 мегаватт. Расположена станция в низовьях реки Колорадо, восточнее местечка Блайт (Blythe), штат Калифорния. Она раскинулась на площади в 1920 акров на землях, принадлежащих Бюро по Управлению Государственными и Общественными землями США. Так как проект Genesis возведен на территории особой зоны естественного обитания ряда редких животных и птиц (пустыня Sonoran), то до сих пор сохраняются опасения по поводу воздействия проекта на популяции птиц.

13. Солнечная станция Mount Signal – 265,7 МВт

• Расположение: Калифорния, США
• Тип: солнечные батареи
• Введена в эксплуатацию: 2014

Недалеко от мексиканской границы, в Калифорнии, расположилась солнечная электростанция Mount Signal, в прошлом больше известная как Imperial Valley Solar 1. Стоимость ее возведения составляет 365 млн долларов США, но ее владелец – компания Silver Ridge Power (в прошлом известная как AES solar) планирует, что Mount Signal сможет производить достаточно электроэнергии для 72 000 хозяйств в округе. Более трех миллионов солнечных панелей занимают 801 гектар земли, которая не пригодна для сельскохозяйственного использования.

12. Солнечная станция в Antelope – 266 МВт

• Расположение: Калифорния, США
• Введена в эксплуатацию: 2013 г.
• Тип: солнечные батареи

Еще один калифорнийский проект альтернативной энергетики расположен в северной части округа Лос-Анджелес, производит 266 мегаватт энергии, что достаточно для снабжения электричеством порядка 75000 домовладений в Калифорнии. В загазованном Лос-Анджелесе, забитом автомобилями, данная солнечная электростанция позволяет уменьшить выбросы в атмосферу примерно на 140,000 тонн диоксида углерода в год, что эквивалентно ежегодным выхлопам 30 000 тысяч автомобилей.

11. Солнечная электростанция в Мохаве – 280 МВт

• Расположение: Калифорния, США
• Тип: термальная, концентрирующая солнечные лучи
• Ввод в эксплуатацию: 2014 г.

В пустыне Мохаве в Калифорнии тепловая солнечная энергия имеется в изобилии, что позволяет солнечной электростанции Мохаве производить пар, который проходит через паровую турбину, которая выдает электрический ток. Станция имеет два независимых рабочих поля солнечных батарей, каждое из которых выдает примерно 125 МВт. В сумме электричества, которое вырабатывает данная электростанция, должно хватать на покрытие нужд порядка 88 000 домовладений. Еще один плюс в том, что эта станция за счет своей экологичности предотвращает выброс более чем 430 килотонн двуокиси углерода ежегодно .

10. Электростанция Solana – 280 МВт

• Расположение: Aризонa, США
• Tип: тeрмальная, концентрирующая
• Ввод в эксплуатацию: 2013 г.

Когда солнечная электростанция Solana от компании Abengoa (испанская мультинациональная корпорация, специализируется на телекоммуникациях, энергетике, логистике) вводилась в эксплуатацию, она должна была стать самой мощной электростанцией в мире, работающей на принципе концентрации солнечной энергии с помощью параболических зеркал. Но ей пришлось уступить этот титул электростанции Ivanpah (Калифорния, см. п.5). Solana была введена в строй в 2013 году. Она занимает площадь 1,920 акров недалеко от Gila Bend в штате Аризона, примерно в 70 милях к юго-западу от Феникса — крупнейшего населенного пункта в Аризоне. При заявленной мощности станции в 280 мегаватт ее энергии хватает для покрытия нужд в электроснабжении для 70 000 домовладений в округе Феникс . Также станция за счет своей работы предотвращает выброс двуокиси углерода в окружающую среду (если бы использовались традиционные виды топлива) в 475 000 тонн ежегодно.

9. Солнечная электростанция Agua Caliente – 290 МВт

• Расположение: Юма, Аризона, США
• Тип: солнечные панели
• Ввод в эксплуатацию: 2014г.

В феврале 2012г. электростанция Agua Caliente получила награду как проект года. Солнечная электростанция мощностью 290 МВт в округе Юма, штат Аризона, использует 3-ю серию солнечных панелей из теллурида кадмия, производимую американской компанией «First solar». Департамент Энергетики США предоставил заем под этот проект в размере 967 млн. долларов.

8. Электростанция «Солнечное ранчо» в Калифорнии – 292 МВт

• Расположение: Калифорния, США
• Тип: солнечные панели
• Введена в эксплуатацию: 2012г.

Калифорнийская электростанция Solar Ranch («Солнечное ранчо») названа так потому, что расположилась на площади 1966 акров на месте бывших пастбищных земель в Carrizo Рlain, на северо- востоке Калифорнийской долины. Электростанция производит 250 МВт энергии посредством высокоэффективных кристаллических солнечных панелей и 88 000 устройств, поворачивающих панели вслед за движением Солнца — трекеров. Предполагается, что данная электростанция способна обеспечить потребность в электрической энергии для более чем 100.000 домохозяйств.

Несмотря на то, что электростанция на данном этапе имеет фактическую мощность всего в 25 % от заявленной, ее плюс в том, что она производит электрическую энергию в полдень, когда потребность в электричестве достигает максимальных значений и цена его наиболее высока.

7. Солнечная электростанция Longyangxia Dam — 329 МВт

• Расположение: Хайнань, провинция Цинхай, Китай
• Тип: солнечные панели
• Введена в эксплуатацию: 2013г.

Данные электростанция является частью большого проекта, разработанного и построенного компаний POWERCHINA. Проект соединяет солнечную и гидроэлектрическую станции. ГЭС построена на водохранилище Longyangxia в китайской провинции Цинхай, на Жёлтой реке, солнечная станция — неподалеку. Строительство Longyangxia Dam прошло за поразительно короткое время — всего девять месяцев с начала 2013г. до тестовых испытаний в декабре.

Солнечная часть данного Энергетического Парка дает порядка 320 МВт электроэнергии. Сочетание гидроэлектростанции и солнечной станции позволяет компенсировать неизбежные колебания мощности, получаемой от солнечных батарей, в течение дня. Данный факт предоставляет собой большое преимущество Longyangxia Dam по сравнению с другими, чисто солнечными электростанциями.

6. Система генерации солнечной энергии SEGS – 354 МВт

• Расположение: США, Калифорния
• Тип: концентрирующая солнечные лучи
• Введена в эксплуатацию: 1984

Система генерации солнечной энергии (Solar Energy Generating Systems, SEGS) объединяет солнечные электростанции, расположенные в трех местах, которые в совокупности производят 354 мегаватт энергии. Всего комплекс объединяет девять солнечных электростанций, которые собирают солнечную энергию с помощью 936 384 зеркал, размещенных на площади более чем 1,600 акров в пустыне Мохаве, Калифорния. Блоки I и II в местечке Daggett выдают 44 мегаватт; блоки III-VII в Kramer Junction — 150мегаватт; блоки VIII-IX в Harper Lake производят 160 МВт.

Часть этих блоков принадлежит и управляются компанией NextEra Energy Resources. Данная солнечная станция производит достаточно энергии для обеспечения нужд 232,500 жителей, и предотвращает выброс 3,800 тонн загрязнений окружающей среды ежегодно за счет отказа от использования традиционных видов топлива, таких как нефть, например.

5. Солнечная энергетическая станция Ivanpah — 397 МВт

• Расположение: США, Калифорния
• Тип: термальная концентрирующая
• Ввод в эксплуатацию: 2013

Система генерации солнечной энергии Ivanpah расположилась также в калифорнийской пустыне Мохаве, в 40 милях к юго-западу от Лас-Вегаса, штат Невада. Станция входит в пятерку наиболее мощных солнечных электростанций мира. Хотя станция была уменьшена по сравнению с первоначальным проектом чтобы избежать влияния на среду обитания пустынной черепахи, она способна давать 397 МВт энергии при помощи концентрирующей солнечную энергию термальной электростанции.

173 500 двузеркальных гелиостатов (гелиостат — прибор способный поворачивать зеркало так, чтобы направлять солнечные лучи постоянно в одном направлении, несмотря на видимое суточное движение Солнца) фокусируют солнечную энергию на бойлеры на трех энергетических вышках. Негативным аспектом данного проекта можно считать то, что облака и многочисленные инверсионные следы пролетающих здесь самолетов, а также капризы погоды привели к тому, что станция смогла в 2014 году произвести лишь половину от заявленной мощности.

4. Электростанция Sunlight Farm (солнечная ферма) – 550 МВт

• Расположение: Калифорния, США
• Тип: солнечные панели
• Ввод в эксплуатацию: 2015 г.

Solar Farm – солнечная ферма – еще один большой проект в пустыне Мохаве в Калифорнии. Ее возведение происходило в два этапа, на площади более 6 кв.миль недалеко от Национального Лесного Парка. Эта солнечная электростанция имеет мощность в 550 МВт и состоит из 8.8 млн. до того не применявшихся тонкопленочных солнечных панелей из теллурида кадмия. Американский Департамент Энергетики дал банковские гарантии для выделения кредитной линии под проект в 1.46 млн. долларов.

3. Солнечная электростанция Topaz – 550 МВт

• Расположение: Калифорния, США
• Тип: солнечные панели
• Ввод в эксплуатацию: 2014 г.

Расположенная в США, построенная и контролируемая американской компанией First Solar, электростанция Topaz занимает третье место в списке наиболее больших и дорогостоящих проектов солнечной энергетики. После ввода в эксплуатацию подсчитали, что проект обошёлся в 2.5 миллиарда долларов. Topaz улавливает лучи калифорнийского солнца посредством 9 млн. тонкопленочных солнечных модулей, сделанных из теллурида кадмия, и выдает «на гора» 550 МВт электрической энергии. Подобная мощность, по оценкам экспертов, поможет Калифорнии достичь запланированного властями результата: получать не менее 33% всей требуемой энергии из возобновляемых источников к 2020 году.

2. Солнечная электростанция Star – 579 МВт

• Расположение: Калифорния, США
• Ввод в эксплуатацию – конец 2015 г.
• Тип: солнечные панели

В 2011 году Департамент Энергетики США выдал заем в $646 миллионов, и началось возведение в районе Долины Антилоп (Antelope Valley) другого большого проекта, расположенного в западной части пустыни Мохаве в южной Калифорнии. Эта солнечная станция использует порядка 3,8 миллиона солнечных панелей. Около 20% из них установлены на базе шасси с системой слежения за Солнцем. При мощности 579 МВт проект сможет давать достаточно электрической энергии, чтобы обеспечить потребности в электричестве 75,000 жителей ежегодно и тем самым уменьшить выброс загрязнений в окружающую среду, который эквивалентен тому, как если бы убрать с дорог 30 000 автомобилей.

1. Комплекс солнечных электростанций штата Гуджарат – 856.81 МВт

• Расположение: Gujarat, Индия
• Тип: солнечные панели
• Ввод в эксплуатацию: 2011, 2012

Комплекс солнечных электростанций в штате Гуджарат (Gujarat) – это объединение из 46 солнечных парков, раскиданных по Индии, и самая мощная из них — «Солнечный парк» в Чаранке (Charanka) в серверной части Gujarat. Данный масштабный проект должен помочь Индии достичь цели в получении 15% от общей электроэнергии страны за счет альтернативной энергетики. Двадцать одна крупная компании приняли участие в этом международном проекте, несколько из них из США.

Дополнение к статье

Самые мощные солнечные электростанции в России находятся в Крыму, где расположены солнечная электростанция «Охотниково» мощностью 80 МВт и солнечная электростанция «Перово» мощностью 100 МВт.

В 2015 году в Крыму должны войти в строй две новых солнечных электростанции: в поселке Николаевка мощностью 69,7 МВт, и в посёлке Владиславовка в Кировском районе мощностью 110 МВт. Их строительство предусмотрено в Федеральной целевой программе развития Крыма и Севастополя до 2020 года.

Что касается остальной территории Росси, то самой мощной солнечной электростанцией здесь является Кош-Агачская СЭС, расположенная в селе Теленгит-Сортогойское Кош-Агачского района Республики Алтай, которая была введена в эксплуатацию 6 ноября 2014 года. Она состоит из 20880 солнечных фотоэлектрических модулей общей мощностью 5 МВт.

22 декабря 2013 года была запущена солнечная электростанция в городе Каспийск в Дагестане мощностью 5 МВт. После полного ввода станции в эксплуатацию ее производительность будет составлять 8-9 млн кВт-часов в год.

Как видите, пока Россия не может претендовать на призовые места в списке самых мощных солнечных электростанций. Однако солнечная энергетика в России тоже развивается, о чем свидетельствуют планы строительства новых солнечных электростанций.

Солнечную электростанцию мощностью 75 мегаватт планируют построить в селе Старомарьевка Грачевского района Ставрополья. Ввод всех запланированных мощностей должен состояться к 2019 году.

В Якутии к началу лета 2015 года должны ввести в строй солнечную электростанцию мощностью 1 МВт.

Компания Xevel планирует построить солнечные электростанции в Сибири общей мощностью более чем 254 МВт. Объекты будут расположены в диапазоне от берегов Северного Ледовитого океана до приграничных с Казахстаном территорий и бесплодных земель на границе с Китаем и Монголией. «Только в 2015 году мы запускаем 30 МВт-ный фотоэлектрический центр на Алтае, 25 МВт-ную солнечную электростанцию в Бурятии, солнечную установку мощностью 30 МВт в Омской области и электростанцию мощностью 10 МВт в районе Забайкалья», — заявил официальный представитель компании Xevel Евгений Казаков.

Солнечные электростанции | Журнал Популярная Механика

Более полувека солнечная энергетика больше радовала исследователей своими сказочными перспективами, чем конкретным электричеством, текущим в энергосеть. Сегодня солнечные электростанции становятся серьезным источником энергии.

Пустыня Нью-Мексико неподалеку от Альбукерка. Шесть установок единой экспериментальной солнечной электростанции, построенной Национальными лабораториями Сандиа, немного напоминают тарелки спутниковой связи, только размером они побольше и блестят посильнее. Каждый отражатель представляет собой мозаику из 82 зеркал, выклеенных на параболической тарелке диаметром 13 м. Идеально рассчитанная кривизна тарелки концентрирует лучи в пятно диаметром 18 см. Здесь, в самой горячей точке, тепловыделение эквивалентно 13 000 солнц, а тепловой поток в 13 раз превышает тот, которому подвергается космический челнок, возвращающийся в плотные слои атмосферы. «Здесь можно расплавить почти всякое вещество, известное человеку», — говорит инженер Чак Андрака.

Получаемое здесь тепло используют для питания «машины Стирлинга» — изящного устройства 192 лет от роду. В этой машине механическую энергию получают за счет внешнего источника тепла, что принципиально отличается от действия двигателей внутреннего сгорания, работающих под капотами большинства автомобилей. Внутри четырех цилиндров объемом по 95 см³ содержится газообразный водород — при нагревании и охлаждении он расширяется и сжимается, поршни в цилиндрах движутся туда-сюда, а от них вращается небольшой электрогенератор. И параболическая тарелка, и данный двигатель — плоды целого десятилетия упорной работы, которая проводилась в сотрудничестве с аризонской компанией Stirling Energy Systems.

В прошлом январе Андрака с коллегами запустил энергоустановку при тарелке № 3. В пустыне стоял морозец около нуля, а небо было на 8% прозрачнее, чем обычно. Чем больше разница между холодным воздухом и жарким солнцем, тем эффективнее работает эта машина. И вот 25-киловаттная система начала выдавать электроэнергию. Коэффициент преобразования оказался самым высоким из всех, когда-либо достигнутых в коммерческих солнечных установках: 31,25% солнечной энергии, падающей на зеркальную тарелку, отдавалось в виде тока в электросеть.

Брюс Осборн, президент компании Stirling Energy, считает этот результат просто дополнительным подтверждением тому, что он давно уже знал: система SunCatcher достаточно созрела, чтобы выйти из стен лаборатории. «Этап, который можно назвать интеллектуальным прорывом, позади, — говорит президент. — Нам остается только взять полученные прототипы и сделать из них недорогие конструкции для массового производства. Слово за инженерами». Для этой цели компания Stirling Energy заключила крупномасштабные контракты с двумя предприятиями из Южной Калифорнии. Те обещают построить 70 000 установок, которые дадут энергию для миллионов жилищ. Производство будет запущено в будущем году.

Электростанция по схеме параболического желоба Длинные зеркала в параболических желобах фокусируют падающий свет на тонкую трубку, тянущуюся параллельно желобу. В трубке циркулирует жидкость-теплоноситель. Затем ее нагревают до 400 °C и подают в теплообменник (1), где принимающая тепло вода доводится до кипения, а пар крутит турбину (2). На таких электростанциях нового поколения неизрасходованную тепловую энергию накапливают в термосах с расплавленной солью (3). Это тепло пригодится для работы в ночную смену или в случае облачной погоды.

После изобретения в 1954 году кремниевого фотоэлемента компания AT&T крутила рекламно-пропагандистский фильм, в котором говорилось: «Наша магистральная цель — погрузить руку прямо в солнечные глубины и зачерпнуть оттуда искру бессмертного огня, который согреет людские души. В наш продвинутый век людям удалось взнуздать само солнце».

Можно, конечно, сказать и так. Солнечная батарея Белла, как ее тогда называли, имела некоторый успех — в частности, давала энергию для первого спутника связи, который запустили в 1962 году. Но надежда на бездонный источник недорогой энергии так и не воплотилась в жизнь.

С тех пор в развитии двух главных направлений солнечной энергетики произошли значительные сдвиги. Это полупроводниковые солнечные батареи и установки для концентрации солнечного тепла. Правда, рост стоимости кремния и два десятилетия низких цен на рынке ископаемых видов топлива привели к тому, что общий объем солнечной энергетики остался в пределах 0,08% общего энергопотребления в стране. Кроме того, целый ряд новых технологических решений, которые выглядели многообещающими в лабораторных условиях, при выходе на рынок продемонстрировали свою непрактичность. В результате эпоха солнечной энергетики все время как-то незаметно отодвигалась за следующий поворот.

Солнечная электростанция В большинстве солнечных электростанций огромные конструкции из зеркал концентрируют солнечную энергию, отдают ее теплоносителю, а тот приводит в действие большую центральную турбину. В установках компании Stirling Energy каждая 13-метровая тарелка питает энергией свою машину Стирлинга, расположенную прямо в фокусе зеркала. Такая машина сама по себе выдает свои 25 кВт электричества. Таким образом, подобная установка может работать как автономно, так и в составе ансамбля из 30 000 себе подобных.

Между тем разработчики не теряли времени, оттачивая технологические решения по наиболее перспективным направлениям. Так появились солнечные батареи, в которых вообще не используется кремний. Они оказались вдвое дешевле традиционных, и на их производстве аризонская компания First Solar стремительно выдвинулась в лидеры среди всех производителей солнечных батарей. Параллельно компания Stirling Energy развивала свою идею SunCatcher. Новые конструкции в семействе CST (Concentrated Solar Thermal, солнечных концентраторов) будут способны преобразовывать солнечное тепло в непрерывный поток электроэнергии, не прерывающийся даже в ночное время.

Солнечное тепло

Крупным энергокомпаниям нынешние принципы CST нравятся по двум причинам: во‑первых, установки имеют достаточно крупный масштаб, а во-вторых, они, как правило, работают с паром, то есть технические решения не слишком отличаются от давно привычных турбогенераторов на газе и угле. Таково мнение Риса Тисдейла, старшего аналитика исследовательской группы, занимающейся в Кембридже, штат Массачусетс, новыми направлениями в энергетике. Эта идея не так уж и нова — девять электростанций на основе концентраторов с общей энергоотдачей в 354 мегаватта уже работают в пустыне Мохаве, а построены они были с 1984 по 1991 год. Они обеспечивают энергией 500 000 индивидуальных жилых домов и успели подтвердить надежность и эффективность новой конструкции (для сравнения: стандартная теплоэлектростанция, работающая на угле, выдает примерно 670 МВт). Светоконцентратор на этих электростанциях устроен по схеме «параболического желоба»: 900 000 зеркал установлены на внутренней поверхности полуцилиндра, напоминающей скейтбордистский «халф-пайп». Длинные ряды таких желобов занимают в пустыне площадь 600 га. Зеркальные конструкции поворачиваются вокруг оси, отслеживая движение солнца по небу. Солнечные лучи, отражаясь, концентрируются на проходящей по оси трубе с циркулирующей внутри жидкостью. Горячая жидкость (в данном случае это минеральное масло) отдает тепло воде, которая закипает, а полученный таким образом пар крутит турбину.

Машина Стирлинга — это система замкнутого цикла. В ней под воздействием солнечного тепла расширяется газообразный водород, он толкает поршень, от которого крутится кривошип, приводящий в движение электрогенератор. Затем водород охлаждается и конденсируется в радиаторе, после чего возвращается в рабочий цилиндр.

В 1990-е годы после резкого падения цен на природный газ работы были сокращены вдвое. Очередная из запланированных в США солнечных электростанций была запущена только в прошлом году — это 64-мегаваттная система типа «параболического желоба», смонтированная в Баулдер-Сити, штат Невада. Она построена силами испанской компании Acciona и получила название Nevada Solar One. Сейчас ускоренно проектируется еще 13 подобных электростанций суммарной мощностью 5100 МВт. Они будут строиться во Флориде, Аризоне и Калифорнии, и по большей части это будут конструкции типа «параболического желоба». Компания Stirling Energy продвигает другую систему, которая сулит большую гибкость и энергоотдачу.

Уже спроектированная 900-мегаваттная электростанция Stirling Solar Two состоит из 36 000 одинаковых тарелок-отражателей, каждая из которых содержит 82 зеркальные панели всего двух разновидностей. Такое решение, чуть-чуть снижая общую энергоотдачу, позволяет реализовать преимущества массового производства.

Модульная структура станции имеет и другое важное достоинство. Поскольку каждый 25-киловаттный SunCatcher работает на собственную машину Стирлинга и вырабатывает электроэнергию совершенно автономно, система не имеет таких узлов, которые в случае отказа угрожали бы работоспособности всей системы. В альтернативной конструкции с параболическим желобом все эти тысячи зеркал работают на одну центральную турбину, так что при остановке турбины хотя бы для профилактики подача электроэнергии сразу должна прекратиться. И еще один момент: вариант SunCatcher позволяет начать отпуск энергии задолго до того, как строительство электростанции будет закончено. Достаточно будет собрать первые 40 тарелок — «солнечную группу» — и станция начнет давать ток, для начала хотя бы 1 МВт.

Революционное преимущество новой технологии состоит в том, что солнечные лучи концентрируются в одном очень небольшом пятне. Это позволяет достичь средней температуры 800 °C (сравните с 400 °C, которые достигаются в рабочем режиме установки на базе параболического желоба). Кроме того, кривая, отражающая коэффициент полезного действия машины Стирлинга, имеет относительно длинное плоское плато. Иначе говоря, энергоотдача будет близка к максимуму, даже если солнце склоняется к закату или его прикрывают облачка. Рекордный показатель коэффициента полезного действия, достигнутый в этом году (его удерживали в течение часа) на установке SunCatcher, составил 31,25%. При этом усредненный коэффициент по всему времени от рассвета до заката, причем рассчитанный за год эксплуатации, все равно достигает вполне благопристойных 24−25%. Это примерно вдвое больше, чем в системах с параболическими желобами.

И еще одна проблема, которая изрядно обесценивает все варианты солнечной энергетики: солнышко село — рабочий день закончен. А ведь в Аризоне летом жарко, как в пекле, так что кондиционеры у людей крутятся до 9−10 часов вечера. Зато горячую жидкость хранить гораздо проще, чем электроэнергию. Как сказал один из промышленников, в пятидолларовом термосе с горячей водой хранится столько же энергии, сколько в 150-дол-ларовой батарее ноутбука. Только в одном случае это тепловая энергия, а в другом — электрическая, переведенная в электрохимические связи. Принцип хранения тепловой энергии будет реализован в двух 50-мегаваттных электростанциях, которые к концу этого года должны быть построены в Испании. При них будут гигантские термосы, заполненные расплавленной солью. В США один такой тепловой энергоаккумулятор планируется ввести в эксплуатацию к 2011 году. Его построят в Джила-Бенд, штат Аризона. 280-мегаваттная электростанция Solana, которую строит испанская компания Albengoa Solar, тоже спроектирована по схеме параболического желоба. При ней также предполагается установить термос-теплохранилище, который позволит электростанции работать без всякого солнца в течение шести часов. «Мы можем построить станцию, которая будет работать круглые сутки, — говорит Фред Морзе, консультант из Albengoa Solar, — но только в этом нет никакого коммерческого смысла». Ведь электростанция должна удовлетворять потребность в электроэнергии в те часы, когда эта потребность существует и когда цена на электричество наиболее высока.

Солнечные батареи Когда свет падает на определенные материалы, фотоны могут выбивать электроны из кристаллической решетки. В полупроводниковом фотоэлементе потоком этих электронов можно управлять благодаря специфическим свойствам таких элементов, как, скажем, кремний. Новые «тонкопленочные» варианты, например кадмий-теллуридовые панели, которые производит компания First Solar, основаны на том же эффекте — просто в них используются другие материалы.

К вопросу о масштабах

Грандиозные масштабы электростанций Albengoa и Stirling Energy должны убедить скептиков, которые обоснованно сомневаются, что солнечные батареи, раскиданные там и сям по крышам жилых домов, могут играть хоть сколько-нибудь заметную роль в мировом энергетическом балансе. Правда, такая гигантомания рождает свои проблемы. С одной стороны, электроэнергию нужно доставить туда, где она необходима. С другой — бескрайние пустыни, подходящие для постройки солнечных электростанций, располагаются обычно «на отшибе». Электростанция, которую компания Stirling Energy должна построить для потребителей из Сан-Диего, уже обладает линиями электропередачи на 300 МВт, то есть способна распорядиться энергией от 12 000 тарелок. Остальные 24 000 тарелок будут смонтированы только в том случае, если компания San Diego Gas & Electric сможет провести обещанную 250-километровую линию электропередачи между электростанцией и городом.

Еще одна проблема — потребность в воде. Солнечные электростанции на паровых турбинах требуют миллионов тонн воды для охлаждения своих конденсаторов, а в пустынных районах такую проблему решить непросто. В этом отношении водородная система компании Stirling Energy имеет явное преимущество, поскольку на этой станции вода требуется только для того, чтобы раз в несколько недель ополаскивать зеркала.

Солнечные энергоустановки промышленного масштаба требуют огромных капиталовложений, так что еще долго останутся недоступными в развивающихся странах, где именно такие решения насущно необходимы. Для удовлетворения этих запросов одно подразделение Массачусетского технологического института разработало систему RawSolar. В этой системе тарелка имеет диаметр всего 4 м, а весь механизм дешев и прост, так что его можно использовать в автономном режиме. Еще одно детище Массачусетского технологического, некоммерческая организация Solar Turbine Group, прошлым летом в Лесото построила еще более примитивную мини-электростанцию. Ее тепловая машина сконструирована из автозапчастей.

Впрочем, наиболее естественным вариантом для мелкомасштабных установок солнечной энергетики остается, конечно же, старая добрая полупроводниковая солнечная батарея. Она принимает солнечный свет, отдает электрический ток и не имеет при этом никаких движущихся частей, не нуждается в воде и может располагаться в любом месте — прямо там, где требуется ее электроэнергия. Солнечные батареи способны вырабатывать вполне весомые количества энергии даже в условиях слабого солнечного света северных широт, где устанавливать крупномасштабные солнечные электростанции просто нерентабельно.

Тонкопленочные фотоэлементы

Компания коммунальных услуг Edison, действующая в Южной Калифорнии, в июле начала покрывать крыши своих зданий солнечными батареями. По завершении этой работы компания планирует получить источник энергии мощностью 250 МВт прямо на собственной территории. Новизна здесь в том, что вместо фотоэлементов на кремниевой основе использовалась тонкая пленка из теллурида кадмия (для краткости ее называют Cad-Tel — «кад-тел»). Разработчики уже давно экспериментируют с пленочными фотоэлементами, пытаясь создать замену традиционным полупроводниковым элементам на кремниевой основе. «Технология ‘кад-тел’ полностью изменила наши представления о том, чего можно добиться от пленочных материалов», — говорит Лари Казмерски, руководитель Национального центра по разработке фотоэлементов при Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии в Колорадо.

Выпуском солнечных батарей на пленочной основе занялась компания First Solar. Себестоимость их продукции составляет $1,14 в пересчете на один ватт, то есть вдвое меньше, чем стоимость аналогичных батарей на кремниевой основе, причем этот показатель продолжает снижаться. В результате, как утверждает Казмерски, «мы присутствуем при настоящем перевороте». С 2006 по 2007 год First Solar увеличила объемы производства в четыре раза. Сейчас суммарная мощность выпускаемых за год батарей составляет 396 МВт, а в будущем году должна достигнуть 1000 МВт. Компания вышла на биржу всего два года назад, но теперь ее капитализация составляет свыше $20 млрд, то есть вдвое больше, чем у General Motors. «Кад-тел» — не единственное перспективное предложение на этом рынке. У новых батарей, изготовленных на основе полупроводника CIGS (селенид меди, индия, галлия), энергоотдача почти на 30% выше, чем у батарей, которые изготавливает First Solar по технологии «кад-тел». Вокруг этой перспективной идеи сейчас клубится целый рой перспективных молодых компаний.

Кто же первым сумеет довести до практических результатов технологию CIGS? Калифорнийская компания Nanosolar тоже участвует в этой гонке. Как и First Solar, она в основном сбывает свою продукцию в такие европейские государства, как Германия и Испания, поскольку там действует долгосрочная политика, нацеленная на стабильные, гарантированные цены в области солнечной энергетики.

В конце концов, пусть солнечная энергетика сама платит за себя и самостоятельно доказывает свое право на жизнь. В случае ее успеха рынок охотно пойдет ей навстречу. В министерстве энергетики США предсказывают, что уже к 2015 году электроэнергия от солнечных установок станет дешевле, чем электричество, получаемое просто из сети. Более того, цены на природный газ за последние пять лет выросли вдвое, на уголь — втрое, а новые атомные электростанции не начнут вступать в строй еще по крайней мере семь лет. На этом фоне долгосрочная ставка на солнечные электростанции, у которых топливо не кончится никогда, — вернейший залог энергетической безопасности. «Относительно солнечной энергии можно не сомневаться, — говорит Морзе, — цена на нее расти не будет».

Gemasolar — солнечная электростанция в Испании

Выбери: 1024px 1280px

Загрузка…

В 2011 году в Испании появилась первая в мире солнечная электростанция, которая способна работать не только днем, но также и ночью.

7 фото

1. Эта солнечная электростанция максимальной мощностью 19.9 мегаватта производит 110 гигаватт-часов энергии в год.

2. Выглядит солнечная электростанция Gemasolar весьма впечатляюще — башня, высотой около 200 метров, окруженная 2 650 зеркалами по 96 кв.м. каждое. Общая площадь «зеркального поля» составляет примерно 185 гектаров.

3. Солнечная электростанция Gemasolar состоит из огромного зеркального поля и возвышающийся в его центре башни. На поле находится множество гелиостатов — зеркал, отслеживающих движение Солнца и улавливающих его свет.

4. Этот свет, отражаясь от гелиостатов, направляется на вершину высокой башни. Сфокусированный луч нагревает воду, превращая ее в пар, который затем подается по трубам на турбины, крутит их, и, тем самым, заставляет электрические генераторы вырабатывать ток.

5. Как же солнечная электростанция может работать ночью без солнца? Весь секрет в двух баках с расплавленной солью, которые собирают тепловую энергию, производимую в течение дня. Таким образом она может генерировать электроэнергию 24 часа в сутки.

6.

7.

Также смотрите «Крупнейшая в мире солнечная электростанция Айванпа» и «Большие зеркала для освещения темной долины в Норвегии».

Понравилась статья? Расскажи друзьям:

Facebook

Twitter

Вконтакте

Мой мир

Одноклассники

Google+

Солнечная электростанция для дома — лучшие варианты + инструкция, как выбрать хорошую электростанцию

Преимущества солнечных электростанций заключаются в экологической чистоте и возможности экономить электроэнергию в быту. А также данный источник не зависит от общего электроснабжения.

Для того, чтобы подобрать конструкцию для дома, нужно учесть функциональные параметры. Важен также размер площади, которую она займет.

Солнечная батарея включает фотоэлементы, которые преобразуют энергию лучей в электричество или тепло.

Рассмотрим, как подобрать такой источник.

Краткое содержимое статьи:

Что необходимо знать при подборе солнечной электростанции

Обязательному расчету и определению подлежат такие параметры и характеристики, как:

• максимальная потребляемая мощность;
• пусковая мощность;
• сколько требуется энергии в сутки;
• площадь для размещения;
• периоды, когда установка будет работать на протяжении года.

После этого можно приступать к выбору и приобретению элементов конструкции. По минимуму это будут следующие компоненты:

• Батареи из пластин фотоэлементов, преобразующих энергию солнца.
• Контроллер, ускоряющий заряд, обеспечивающий долговечность аккумулятора, а также сигнализирующий по поводу состояния.
• Аккумуляторы, сохраняющие выработанную энергию для применения.
• Инвертор (или преобразователь), превращающий постоянный ток в переменный 50 Гц и 220 В для питания приборов.

Как работают электростанции на солнечной энергии

Экономичность и перспективность использования солнечной радиации в качестве альтернативного источника энергии и стали основными причинами широкого распространения гелиостанций. Их применяют как в промышленных целях, так и в частных секторах. Солнечные панели – не единственный метод использования энергии солнца. Сегодня ее преобразуют несколькими способами, которые и определяют типы солнечных электростанций (СЭС).

Пожалуй, солнце уже нельзя отнести в топ-10 необычных источников энергии. Разнообразие СЭС подтверждает изученность этой сферы энергетики. Все солнечные электростанции по конструкции подразделяются несколько видов:

• тарельчатого типа;
• применяющие фотопанели;
• работающие на основе параболоцилиндрических концентраторов;
• с двигателем Стирлинга;
• башенные;
• аэростатные;
• комбинированные.

СЭС тарельчатого типа

Тарельчатые СЭС состоят из модулей, поэтому такие станции могут применяться не только самостоятельно. Их включают в группы, тем самым повышая мощность до нескольких мегаватт. Система имеет конструкторский характер сборки. Каждый модуль такой электростанции на солнечной энергии состоит из нескольких частей:

• Опоры. Она предназначена для крепления фермы, которая служит основанием для остальных элементов.
• Приемника. Выполняет функцию концентрации солнечных лучей. Приемником может выступать двигатель Стирлинга или парогенератор.
• Отражателя. Используется, чтобы сконцентрировать солнечные лучи в генератор, расположенный прямо перед ним. Именно форма отражателя в виде тарелок дала название таким СЭС. Зеркала расположены на ферме по радиусу. Каждое из них индивидуально настроено.

Диаметр зеркал может достигать 2 м. Автономные СЭС работают только на одном модуле. Другой вариант конструкции, когда параллельно работают сразу несколько десятков модулей. Подобные станции особенно распространены на территории Нидерландов и в штате Калифорния в США.

СЭС башенного типа

Башенные гелиостанции работают по тому же принципу, что и тарельчатые. Основу системы составляет башня, достигающая в высоту 18-24 м. Ее располагают по центру всей установки. Составляющие башни:

• Резервуар, наполненный водой. Чтобы поглощать максимум солнечного излучения, он покрашен в черный цвет..
• Насосная группа. Образующийся пар нужно доставить на турбогенератор, что и делает насос.

Вторая составляющая станции – гелиостаты, которые окружают башню. За счет включения в общую систему позиционирования зеркала подстраиваются под положение солнца, меняя свою ориентацию. Температура в резервуаре достигает 700 °C в яркую солнечную погоду, а КПД – 20%.

СЭС с параболическими концентраторами

Электрогенерирующая способность таких СЭС тоже связана с отражательной способностью зеркал. Вместо тарелок в основе конструкции находится параболический цилиндр длиной до 50 м. Его составляют из отдельных модулей. В фокусе такого отражателя расположена трубка, предназначенная для движения жидкого теплоносителя. Чаще всего эту роль выполняет масло. Как работает солнечная электростанция:

1. При прохождении всего пути теплоноситель нагревается, передавая свое тепло воде.
2. Она преобразуется в пар, который направляют на турбогенератор.
3. Устройство преобразует полученную энергию в электричество.

Девять подобных СЭС были построены еще в 80-х годах в Калифорнии. Суммарная мощность установок составила 354 МВт. Но на практике оказалось, что эффективность таких СЭС значительно ниже, чем тарельчатого и башенного типа.

Несмотря на это, гелиостанции с параболическими концентраторами продолжают строиться. Так, в 2016 году подобную установку ввели в эксплуатацию в Марокко. Здесь ее расположили в пустыне Сахара, рядом с Касабланкой. Мощность установки достигла 500 МВт. Ее обеспечивают 0,5 млн зеркал длиной 12 м.

С двигателем Стирлинга

СЭС с двигателем Стирлинга – это разновидность гелиостанций, тоже состоящих из параболических концентраторов. Разница здесь лишь в конструкции, которую помещают в их фокусе. Здесь это именно двигатель Стирлинга, представляющий собой двигатель с маховиком. Система представлена замкнутым рабочим контуром, по которому движется газ или жидкость. В частности, для СЭС применяют водород или гелий.

Главное отличие такой установки – суммарный КПД до 34%. Принцип действия солнечной электростанции:

1. Каждый концентратор благодаря альбедо в 95% отражает солнечные лучи.
2. Они попадают на двигатель, одна из сторон которого за счет этого нагревается.
3. Вторая сторона охлаждается окружающим воздухом, а система в это время двигает поршень Стирлинга туда-сюда, что обеспечивает генерацию до 40 кВт энергии.
4. Часть ее тратится на воздухообмен и перемещение зеркал концентраторов, которые поворачиваются вслед за Солнцем.
5. Вычтя эти затраты, можно получить величину «чистой» генерации в 33 кВт, что и обеспечивает указанный выше КПД в 34%.

Получается, что станция работает за счет колебаний поршня, которые преобразуются в электроэнергию. КПД оказывается примерно в 2 раза выше, чем у обычных гелиотермальных установок. Это обусловлено также и тем, что при сочетании двигателя Стирлинга и концентраторов параболической формы рабочий зазор будет совсем небольшим. В результате затраты на нагрев воздуха между генератором и зеркалом значительно снижаются.

СЭС на фотоэлектрических модулях

Фотоэлектрические гелиостанции считают классическими. В их основе лежит применение солнечных батарей и модулей. Если электроснабжение требуется для небольших объектов, применяют модули без кремниевых элементов. Их устанавливают на крышах или участке земли.

Для промышленных объектов предусмотрены более мощные фотобатареи, которые занимают значительные площади. Принцип работы такой гелиоэлектростанции прост. Для получения электричества преобразуют энергию фотонов света. Станция может работать на отдельный насос или снабжать электричеством целый поселок. Все зависит от количества и мощности панелей. Они особенно распространены в частном секторе. Правильно выбрать солнечную батарею для дома совсем несложно.

Аэростатные СЭС

Только аэростатные СЭС собирают до 97% всей солнечной энергии. Их преимуществом считают и то, что они занимают сравнительно небольшую площадь. Основа конструкции – громоздкий баллон аэростата, который располагается в воздухе. Независимо от погоды и времени суток он поглощает все солнечные лучи. Это обеспечивается возможностью поднимать и опускать баллон.

Комбинированные СЭС

Уже из названия понятно, что комбинированные СЭС совмещают в себе разные типы гелиостанций. Часто сочетают между собой солнечные батареи и концентраторы – тарельчатые или параболические. Кроме производства энергии на солнечных электростанциях предусмотрена возможность обеспечения населения горячей водой. Ее нагрев осуществляют за счет дополнительно установленных теплообменных конструкций.

Разнообразие видов солнечных электростанций только подтверждает, что сегодня они активно развиваются. В связи с этим крупные компании продолжают вкладывать в строительство таких установок серьезные инвестиции. Гелиостанции окупают себя за несколько лет и остаются рентабельными в отличие от ископаемых ресурсов, цены на которые постепенно растут. Существующие же виды СЭС продолжают совершенствовать, чтобы устранить их основные недостатки. В будущем это позволит использовать солнечную энергию на полную мощность как в промышленных, так и в гражданских целях.

Солнечные электростанции для дома. Советы по выбору

   Как работают солнечные электростанции для дома. Советы по выбору схемы и комплектующих элементов

   Солнечные электростанции, батареи расположенные на крыше

   Альтернативные источники электроэнергии все больше интересуют владельцев домов. Их привлекает дешевизна использования солнечной энергии. Но массовое внедрение устройств, работающих от световых потоков Солнца, сдерживается дороговизной оборудования и сложностью его подбора и монтажа. На самом деле собрать своими руками и эксплуатировать солнечную электростанцию по силам домашнему мастеру, даже ученику старших классов.

   Для этого надо:

• ознакомиться с принципами работы схемы
• определиться с задачами оборудования
• подобрать наиболее подходящую комплектацию станции
• провести механический монтаж всех элементов
• собрать электрическую схему
• проверить работоспособность и грамотно эксплуатировать

   Многочисленные практические эксперименты позволяют рекомендовать универсальную схему решения задач солнечной электростанции для дома.

   Типовая схема домашней электростанции с солнечной батареей:

   

  Солнечные электростанции, типовая схема

   В ее состав входят:

• модуль солнечных батарей на основе отдельных фото ячеек
• контроллер
• накопительные аккумуляторы электрической энергии
• инвертор

   Следует хорошо представлять, что в солнечной электростанции роль солнечных батарей заключается не в прямом питании электрических потребителей (хотя в определенных ситуациях это вполне оправдано: часы, калькуляторы и подобные приборы), а в обеспечении заряда рабочих аккумуляторов схемы, которые:

• получают электроэнергию от солнечных модулей
• накапливают ее и передают потребителям

   Вопрос создания домашней станции следует начинать с определения ее нагрузки. Для этого надо проанализировать все потребители, которые будут работать от энергии Солнца. Их разделяют на два основных класса:

• устройства, работающие от сети переменного тока 220 В
• радиоэлектронная и компьютерная техника, функционирующая от постоянного тока напряжением 12/24В

   Электродвигатели холодильников, стиральных машин, пылесосов и других устройств работают только от сети ~220В/50Гц. Их придется подключать через устройство, которое из постоянной электроэнергии аккумуляторов формирует синусоидальные гармоники с необходимыми характеристиками. Этот прибор называют инвертором.

   Как он работает и способы его подбора под определенные нагрузки — тема отдельной статьи. А сейчас важно понять, что выходная мощность подбираемого инвертора должна обеспечивать надежную работу всех подключенных к нему потребителей и даже иметь небольшой запас. В целях экономии вполне допустим вариант поочередной эксплуатации потребителей переменного тока. Согласитесь, что иногда необязательно включать моющий пылесос на нагрев воды при работающей стиральной машине. Вполне разумно дождаться окончания стирки, а потом заняться пылесосом. Это значительно снизит нагрузку на инвертор.

   Переход на использование солнечной электростанции в доме следует совместить с заменой приборов осветительной сети. Нет смысла тратить энергию инвертора на нагрев нитей ламп накаливания. От них следует сразу отказаться, или в крайнем случае перейти на энергосберегающие лампы, работающие от напряжения = 24/12В. Это избавит от лишних трат энергии потому, что их, как и остальное радиоэлектронное и компьютерное оборудование можно запитать напрямую от постоянного напряжения накопительных аккумуляторов.

   Смотрите, что происходит: электронная схема, например, ноутбука работает от электроэнергии батареи =12В.

   АКБ от компьютера

   Для ее подзаряда используется блок питания, который преобразует переменное напряжение ~220В/50Гц в величину = 19В.

    Блок питания

   12 вольт вполне достаточно для работы этого ноутбука. Причем из него вообще можно изъять аккумулятор и питать напрямую от накопительных аккумуляторных батарей (АКБ). При таком способе создается порядка 40% экономии энергии по сравнению со способом ее двойного преобразования инвертором, а затем блоком питания.

   Зачем дополнительно нагружать создаваемую конструкцию ненужными устройствами, бессмысленно грея окружающий воздух сложными электронными приборами? Схему питания каждого бытового помощника надо хорошо продумать и подобным образом упростить его электропитание. Для этого потребуется совсем немного затрат:

• отрезки провода
• стандартные переходники

   В заключение такой работы будет не сложно рассчитать требуемую выходную мощность инвертора, а по ней уже подобрать подходящую модель для покупки.

Накопительные аккумуляторные батареи и модули солнечных батарей

   Теперь пришло время определиться с накопительными аккумуляторными батареями для домашней солнечной электростанции. Правила их выбора и основные характеристики здесь не рассматриваем — это объемная отдельная тема, которая будет подробно рассмотрена в другой статье. А сейчас заострим свое внимание на том, что эти аккумуляторные батареи должны надежно питать обе группы потребителей, которые мы кратко рассмотрели. Здесь тоже следует соблюдать очередность работы приборов и иметь какой-то запас.

   Определившись с задачей аккумуляторов (их емкостью и с суммарным выходным напряжением) можно подбирать модули солнечных батарей. Их современное производство выпускает большим ассортиментом с разными способами изготовления. Они обладают отличающимися друг от друга характеристиками и возможностями.

   Обратите внимание на то, что модули солнечных батарей:

• по выходному напряжению должны соответствовать накопительным аккумумляторным батареям
• обладать мощностью, способной при средних условиях освещения выдавать номинальный зарядный ток на рабочие аккумуляторы

   Есть еще одно устройство в этой схеме: контроллер. Он работает посредником между солнечными батареями и накопительными аккумуляторным батареям, регулируя процесс заряда. Рассмотрим упрощенную электросхему для солнечной электростанции, работающей без контроллеров. Это сделано для того, чтобы у вас было четкое понимание его назначения.

   Солнечные электростанции, простая схема с диодом

   В этой схеме контроллер убран, а вместо него работает обыкновенный диод. Почему так поступили? Единственная задача контроллера: подзаряд накопительных аккумуляторных батарей до 14÷14,5 В. Делает это он разными способами и работает периодически:

• при повышенной солнечной активности
• отсутствии потребления электроэнергии (аккумуляторы ничего не питают — не нужна зарядка)
• заниженной емкости аккумуляторных батарей, когда они не справляются с нагрузкой и часть энергии потребителям идет от модулей солнечных батарей

   Полный заряд батареи выполняет МРРТ контроллер, занимающийся сканированием точки с максимальной мощностью отдачи у солнечной батареи. Это самая надежная, но дорогая конструкция. Остальные модели, особенно разработки On/Off вполне можно заменить силовым диодом. Он не даст в темное время суток перетекать току от аккумуляторных батарей к солнечной батарее, предотвратит их разряд. При этом способе не рекомендуется оставлять на длительное время солнечную электростанцию без нагрузки: аккумуляторы будут подзаряжаться без какого-либо ограничения, а нам необходимо обеспечить баланс между зарядом и расходом энергии. В этом случае можно исключить часть солнечной батареи из работы или с коммутировать дополнительно постоянную нагрузку: вентиляцию, обогрев, светильники…

Использование диода с отказом от контроллера удешевляет схему, но требует более тщательного наблюдения за ней и внесения ручных корректировок в работу.

   В заключение обратите внимание на самое главное при создании конструкции: все элементы схемы домашней солнечной электростанции работают в комплексе, а поэтому должны быть хорошо подобраны и сбалансированы между собой и потребителями.

   В следующих статьях будут рассмотрены устройство и принцип действия контроллеров, инверторов и аккумуляторных батарей для домашних солнечных электростанций.

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]