Поисками альтернативных источников энергии человечество занимается очень давно. Ни для кого не секрет, что запасы газа, нефти и других природных ископаемых не безграничные. Поэтому рано или поздно, но наступят такие времена, когда использовать их в качестве топлива будет невозможно. Но чтобы избежать коллапса, когда это случится, ученые уже много лет подряд стараются найти замену этим природным ресурсам. И одним из новых источников энергии являются солнечные электростанции. Несмотря на то, что сегодня они еще считаются экзотикой из-за высокой стоимости и относительно низкого КПД, завтра они могут стать одними из самых популярных.
Конструктивные особенности
Что же представляют собой такие устройства? В конструктивном плане готовые электростанции для дачи на солнечных батареях – это оборудование, состоящее из следующих узлов:
- Модулей;
- Аккумуляторных батарей;
- Контроллера заряда;
- Инвертора;
- Прибора слежения за солнцем.
А теперь подробно рассмотрим каждый элемент солнечной портативной электростанции. Начнем с батареи солнечных элементов. Они необходима для преобразования получаемой энергии в электрическую. Обычно батареи выполняются из кремниевых пластин. Выработка энергии этими элементами зависит от уровня солнечного излучения, а КПД составляет не более 16%.
На отечественном рынке солнечные электростанции для дачи представлены в нескольких модификациях и отличаются по номиналам:
- 12;
- 24;
- 48 В.
При этом выбор конкретной модели зависит от потребляемых объемов электричества от 1 до 3 кВт за час.
Вторая составляющая станции – это АКБ. На ней происходит накопление вырабатываемой в солнечное время энергии. А в вечернее время аккумулятор отдает электричество, покрывая пиковые нагрузки.
Смотрим видео, о выборе аккумуляторах и зарядных устройствах для солнечных батарей:
Выбирают АКБ с таким расчетом, чтобы энергия могла храниться на нем не менее 4 дней, но это с учетом того, что он не должен полностью разряжаться. Однако такой запас требуется только для свинцовых батарей и совершенно не нужен для других. Размещать АКБ следует только в отапливаемом помещении и при этом они должны быть совершенно идентичны.
Контроллер предназначен для регулировки работы аккумулятора. Он ограничивает как зарядку, так и разрядку батареи, тем самым продлевая ее срок службы.
Но поскольку на выходе аккумуляторной батареи получается постоянный ток, то для его преобразования используется инвертор. Он может быть мощностью от 250 до 8000 Вт, но оптимальными считаются модели с мощностью более 3000 Вт. Обычно они предназначены для работы в режиме параллельного подключения и имеют идеальную синусоиду напряжения.
И последний элемент солнечной электростанции для дачи – это устройство слежения за солнцем. Оно состоит из панели с фотоэлементами, которые располагаются перпендикулярно лучам. Но такое устройство стоит довольно дорого, поэтом использовать из для домашней электростанции не всегда выгодно, так как возрастает и ее цена. Обычно они применяются для силовых установок с большим количеством модулей.
Принцип работы электростанции
Работа таких установок основана на взаимодействии солнечного света с частицами кремния. Под воздействием потоков света с орбиты молекулы кремния выбиваются свободные электроны. Этот процесс и приводит к появлению тока.
Смотрим видео, принцип работы данной системы:
Но так как один солнечный элемент вырабатывает небольшие объемы тока, то для обеспечения дома необходимым количеством энергии приходится устанавливать солнечные станции, состоящие из множества панелей. Они могут быть укреплены на крыше или установлены на специальных наземных кронштейнах.
Разбираем все плюсы и минусы
Использование альтернативных источников энергии вызвано не только тем фактором, что земные ресурсы не бесконечны. Их применение объясняется и желанием сэкономить. Кроме того, солнечные портативные электростанции позволяют сэкономить на коммунальных платежах за газ и электричество. Но это далеко не все плюсы использования таких энергетических установок. На самом деле у них очень много преимуществ, если сравнивать с другими видами электростанций.
Если рассматривать готовые решения таких установок, то они преобразуют солнечную энергию в ток при помощи специальных фотоэлементов.
К преимуществам относятся:
- Возможность выработки тока даже в пасмурную погоду;
- Использование в комплексе с другими альтернативными источниками, например, ветровыми;
- Мощности небольшого устройства вполне хватит для питания всех устройств в загородном доме;
- Оборудование на солнечных батареях относится к бесконечно возобновляемым источникам энергии;
- Готовые системы не нуждаются в ремонте и обслуживании и являются самыми надежными и долговечными.
Однако имеются и некоторые недостатки. И одним из основных считается их высокая стоимость. Кроме того, отечественный рынок практически не имеет предложения в этой сфере, поэтому заказывать оборудование придется из-за рубежа.
Поскольку работают такие системы только днем, то необходимо устанавливать их в комплексе с большими батареями для хранения энергии. А так как использование солнечных электростанций находится еще в экспериментальной стадии, то пока они способны преобразовывать только 20% энергии, в то время как у приливных моделей этот показатель составляет 70%, а у ветряных электростанций – 40%.
Поэтому пока еще очень часто солнечные энегростанции используются в комплексе с другими в так называемых гибридных системах.
Критерии выбора альтернативных источников энергии
Сегодня электричество является одним из важнейших факторов, от которых зависит качество жизни. Поэтому при частых перебоях в сети приходится искать альтернативные источники питания, такие как электростанция на солнечных батареях. Но выбирая портативные солнечные электростанции следует помнить, что оно не всегда способно обеспечивать полноценное электроснабжение. Особенно это относится к небольшим панелям, которые могут использоваться как резервный источник питания.
Смотрим видео, особенности выбора:
Если предполагается использование солнечной электростанции в качестве основного устройства электроснабжения, то нужно обеспечить достаточно свободного места для установки солнечной электростанции с большим количеством панелей. И при этом номинальная мощностью портативной солнечной электростанции должна перекрывать потребляемую на 120% и более.
Идеальный вариант установки такого оборудования – это солнечная сторона крыши строения или использование высоких конструкций при монтаже на которых деревья и дома не будут закрывать свет.
Обзор популярных моделей
Продукция на отечественном рынке представлены в основном зарубежной продукцией. Однако и среди них есть как более дорогие и эффективные, так и относительно дешевые китайского производства.
Для сравнения рассмотрим модели различных марок. Начнем с солнечных электростанций Sunlight. В России они представлены следующих модификациях:
- Стандарт;
- Премиум;
- Профессионал.
Модели стандарт представляют собой автономные солнечные станции, используемые на объектах, не имеющих подключения к городской электросети. Они являются лучшим выбором для владельцев загородных домов с сезонной эксплуатацией. В состав портативной солнечной электростанции включены элементы необходимые для автономной работы системы на протяжении 24 часов:
- Солнечная панель;
- Регулятор заряда;
- АКБ;
- Инвертор.
Модель МАП SIN 48B предназначена для использования в загородном доме в качестве резервного источника энергии. В этой солнечной электростанции применяется контроллер заряда, производства США, который отличается высокой надежностью работы.
Смотрим видео, обзор о резервном источнике модели МАП SIN 48B:
Кроме того, электростанция может быть доукомплектована гибридным инвертором, что позволит использовать ее в комплексе с сетью. В комплект оборудования также входят аккумуляторы с количеством циклов достигающим 750.
Правильный расчет мощности
Чтобы приобретенное оборудование смогло обеспечить вас необходимым количеством энергии нужно заранее определить норму потребления на месяц. Для этого суммируют количество электричества, потребляемого каждым из используемых в доме бытовых приборов. Получив суточную норму и умножив ее на количество дней в месяце можно узнать сколько киловатт, вы расходуете.
Затем следует выяснить сколько энергии сможет поставлять вам солнечная электростанция. Это зависит не только от показателей оборудования, но и солнечной активности в вашем регионе. Узнать необходимые данные можно в метеорологических базах.
Смотрим видео, производим расчет мощности солнечной системы:
Чтобы определить сколько батарей вам необходимо нужно желаемое количество электроэнергии разделить на производительность одного элемента. Но специалисты рекомендуют проектировать солнечную энергоростанцию с запасом, так как проектная мощность не всегда подтверждается в процессе эксплуатации.
Если следовать советам профессионалов, то можно подобрать систему для любого дома. Причем сделать этот совсем не сложно.
Загрузка...
