Солнечные. Типы солнечных электростанций
Солнечные. 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.
Солнечные электростанции. Принцип работы
Солнечные электростанции представляют собой набор аппаратуры, перерабатывающей солнечный свет в электрическую энергию. Основным элементом солнечной батареи являются солнечные панели (модули), способные под воздействием лучей Солнца вырабатывать определенное количество электроэнергии. Они подают энергию на аккумуляторные батареи, за режимом работы которых следит прибор управления — контроллер. Аккумуляторы накапливают заряд, а контроллер следит за его величиной, не допуская перезарядку или чрезмерно сильный разряд, одинаково вредные для АКБ. С аккумуляторов напряжение подается на инвертор, преобразующий полученный ток в стандартные параметры потребления — 220 В 50 Гц.
Солнечные модули устанавливаются в положении, обеспечивающем максимальную освещенность рабочей поверхности в течение всего светового дня. Для получения оптимального положения панелей используются трекеры — механические системы, поворачивающие панели по мере изменения положения Солнца относительно горизонта.
По известным причинам, СЭС могут вырабатывать энергию только в дневное время . Важным условием для высокой производительности является хорошая погода, но и в пасмурные дни производство не прекращается, только несколько снижается. В ночное время электростанция работает на разряд аккумуляторов , расходуя энергию, накопленную за день.
Крупные СЭС имеют еще одну важную функцию. Излишки энергии, не востребованной приборами потребления или аккумуляторными батареями, они способны отдавать в сеть, тем самым поддерживая энергообеспеченность региона. В странах Запада такие возможности имеются у владельцев любой, даже самой маленькой электростанции. В России такая возможность пока не распространена, хотя работы в этом направлении ведутся.
Солнечные батареи для дома. 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 взвешенно
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 так
- 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.
Солнечные батареи википедия. Кто изобрел солнечные батареи?
Процесс преобразования энергии солнца в электрический ток был открыт еще в середине XIX века французским физиком Эдмоном Беккерелем.
Официально устройство на основе кремния, генерировавшее электроэнергию с помощью солнечного излучения, было запатентовано только в 1954 году. Вот имена тех, кто создал современные солнечные панели:
- Дерилл Чапин;
- Кэл Фуллер;
- Гордон Пирсон.
Эти ученые разработали кремниевую батарею, которая по сей день является основой большинства современных моделей.
Путь к современным кремниевым батареям был таким:
| Год | Ученый | Открытие |
| 1873 | Уиллоуби Смит | Обнаруживает чувствительность к ультрафиолету селена |
| 1877 | Адамс и Дэйтон | Исследуют суть явления, но не могут правильно описать физический процесс |
| 1880 | Чарльз Фриттс | Первый, кто изобрел солнечные панели на основе селена с золотым покрытием. КПД установки – 1%. Описать особенности взаимодействия селена и ультрафиолета физику также не удается. |
| 1905 | Альберт Эйнштейн | Попадает в список тех, кто придумал солнечные батареи, за первое научное физико-математическое описание фотоэлектрического эффекта. Впоследствии получает за это Нобелевскую премию. |
Эти ученые разработали кремниевую батарею, которая по сей день является основой большинства современных моделей.
КПД первого модуля был низким – из 100 % энергии, которую поглощала батарея, в электричество преобразовывалось всего 4%. И только через десятки лет эту цифру сумели повысить до 15%.
Электростанции башенного типа
Основную проблему солнечных электростанций (СЭС) – простой в темное время суток – смогли решить советские ученые, разработав СЭС башенного типа. Создателями проекта первой солнечной электростанции башенного типа стала команда ученых института «Атомтеплоэлектропроект» в Риге. По проекту была построена гелиостанция башенного типа в Щелкино. Комплекс удачно запустили, и он проработал до начала 90-х годов ХХ века.
В последнее десятилетие интерес к солнечным электростанциям такого типа вырос в несколько раз. Так, в 2011 году аналогичная станция была запущена в Испании, а в 2017 – в Китае и Марокко.
Кто производит солнечные панели? ТОП компаний мира
Солнечные панели являются главным элементом каждой солнечной электростанции. Они – самая дорогая составляющая комплекса, поэтому выбору данного компонента необходимо уделять особое внимание.Возникает вопрос:Давайте разберемся вместе.
Согласно мировой классификации, среди компаний, кто производит солнечные батареи, выделяют 3 условных группы:
- Tier 1,
- Tier 2
- Tier 3.
1. К первой группе — уровню Tier 1 — относят компании с серьезными требованиями к продукции, хорошей репутацией и положительной историей работы. Компании имеют полностью автоматизированное производство и инвестируют значительные суммы в новые технологии. Именно их исследовательские команды часто становятся теми, кто открывает более совершенные материалы для производства солнечных батарей. Таковых на рынке – примерно 6%.
2. Компании уровня Tier 2 – уверенные и подающие надежду на переход к Tier 1 новички. Комплектующие производителей второй группы охватывают до 9% рынка солнечных батарей.
3. Панели Tier 3 занимают больше 85% рынка солнечной энергетики. Это наиболее дешевая продукция с довольно низким качеством. Достаточно часто в таких компаниях используется ручной труд и технологии (часто полученные не самым честным образом) других компаний отрасли.
Главным преимуществом панелей компаний Tier 3 является цена продукта – так, разрыв в стоимости солнечных батарей Tier 3 и Tier 1 может достигать 20%. Но это обманчивый показатель.
К первой десятке компаний Tier 1 , по версии исследовательской организации Bloomberg NEF, относят:
- JinkoSolar;
- CanadianSolar;
- GCL Systems;
- Trina;
- JA Solar;
- FirstSolar;
- Lerri/ Longi;
- RisenEnergy;
- Talesun;
- Hanwha Q Cells.