Солнечные электростанции домашние: Солнечная электростанция, интернет в деревне и самоизоляция / Хабр

Содержание

Солнечная электростанция, интернет в деревне и самоизоляция / Хабр

Почти год прошел с моей публикации об установке солнечной электростанции на дом 200 кв.метров. В начале весны грянула пандемия и заставила всех пересмотреть взгляды на свое жилище, возможности существования в изоляции от общества и отношение к технологиям. У меня же за это время прошло боевое крещение всей техники и моего подхода самодостаточности своего дома. Сегодня я хочу рассказать о солнечной энергии, обеспечении себя в автономии всеми инженерными системами, а также нормальном и резервном доступе в Интернет. За статистикой и накопленным опытом- под кат.

Это еще не БП, но испытание нервов и подхода к организации жизни. Когда я строил дом, я рассчитывал на то, что какое-то время могут отсутствовать привычные жителю любого города удобства: вода, электричество, тепло, связь. Поэтому, подход мой основывался на резервировании всех критически важных систем:
Вода: собственная скважина, но есть колодец, чтобы набрать воду ведром, если выйдет из строя насос или откажет электросеть

Тепло: Теплоемкая стяжка, которая нагревается теплыми водяными полами и теряет до 3-4 градусов в сутки при -20 за окном. То есть до замерзания, при отсутствии внешней электросети, есть 2-3 дня, чтобы ввести в строй резервную систему отопления (газовый котел с питанием от баллонного газа).
Электричество: Помимо стандартных подведенных 15 кВт (3 фазы), есть собственная солнечная электростанция мощностью 6 кВт, запасом энергии в АКБ до 6,5 кВт*ч (70% разряда аккумуляторов) и солнечными панелями на 2,5 кВт. Практика показала, что летом, за счет работы на АКБ в вечерне-ночное время и подзарядки от солнца днем, можно жить автономно практически неограниченное время с некоторыми оговорками, о которых я поговорю ниже. Кроме того, есть резервный генератор, если долго будет отсутствовать внешняя сеть и будет пасмурно несколько дней – тогда достаточно запустить генератор и подзарядить АКБ.
Интернет: Мобильный роутер с направленной антенной и сим-картами двух наиболее быстрых операторов сотовой связи
Более подробно хочу остановиться именно на солнечной энергии и доступе в сеть, так как они особенно востребованы и технологичны.


Солнечная электростанция
За прошедшее время я подкопил информацию о выработке солнечной энергии по месяцам. На графиках отчетливо видно, как с приходом осени и уменьшением светового дня, снижается общая выработка. Зимой солнца практически нет или оно настолько низко к горизонту, что тех крох энергии, которые удается собрать с помощью солнечных панелей, хватает только на поддержание минимальной работы электроприборов.


Мне очень часто задают вопрос по поводу отопления электричеством вырабатываемым от солнечных панелей. Просто посмотрите на показатели выработки в декабре за весь месяц и прикиньте, на сколько часов работы одного электрообогревателя хватит этой энергии! Напомню, что среднее потребление масляного радиатора равно 1,5 кВт.
Также я собрал очень интересную статистику потребления электроприборов за один цикл:
• Стиральная машина – 1,2 кВт*ч
• Хлебопечь – 0,7 кВт*ч
• Посудомоечная машина – 1 кВт*ч
• Бойлер 100л – 5,8 кВт*ч
Сразу видно, что большая часть энергии уходит на нагрев воды, а не на работу насосов или моторов. Поэтому я отказался от электрочайника и электроплиты, который хоть и кипятит воду довольно быстро, но тратит на это драгоценную электроэнергию, которой может не хватить для работы других жизненно важных систем. При этом, плита и духовой шкаф у меня газовые и будут работать даже при полном выходе из строя всей электроники.

Также приведу статистику выработки энергии по дням за июнь 2020 года.

С учетом того, что в РФ пока нет возможности частным лицам продавать выработанную ВИЭ энергию в сеть, ее нужно утилизировать самостоятельно, иначе она «пропадает». Мой сетевой инвертор настроен таким образом, что для работы домашних электроприборов приоритетно используется энергия солнца, а потом энергия из сети. Но если дом потребляет 300-500 Вт, когда ясное небо и солнышко жарит, то будь хоть сколько панелей, а энергию девать некуда. Отсюда я вывел несколько правил, которые применимы ко всем хозяйствам, где есть солнечная электростанция:
• Стиральная машина, посудомойка, хлебопечка включаются в околопик и пик дневной выработки, чтобы максимально задействовать энергию, полученную от солнца.
• Электрический бойлер греет воду с 23 до 7 часов по ночному тарифу, а потом с 11 до 18, когда солнце находится над панелями. Вода при этом не успевает остыть полностью, если только не купаются подряд несколько человек в промежуток с 18 до 23 часов. В этом случае, бойлер включается вручную.

• Газонокосилку и триммер я использую электрические: во-первых, электромоторы гораздо проще в работе, не требуют ГСМ и такого тщательного обслуживания, как бензиновые. Во-вторых, они тише работают. В-третьих, стоимость одного хорошего удлинителя равна канистре бензина и бутылке масла, а работать этот удлинитель будет куда дольше. В-четвертых, работа электрических косилок в солнечный день для меня бесплатна.
То есть все энергозатратные работы перенесены на дневное время, когда много солнца. Иной раз стирку можно отложить на день, если это не критично, ради ясной погоды.

Нагрузку в течение дня можно увидеть на следующем графике. Здесь видно, как в 11 часов включился бойлер и он закончил нагрев воды в районе 12 часов, тогда же включались другие электроприборы. После 13 часов использовалась электрическая газонокосилка, когда резко подскакивала выработка от солнечных панелей. Если бы лишнюю энергию можно было продавать, то график выработки был пологий, а излишки просто утекали в сеть, где потреблялись моими соседями.

Таким образом, за 11 месяцев, включая пасмурную осень и зиму, моя солнечная электростанция выработала 1,2 мегаватт*часа энергии, которая досталась мне абсолютно бесплатно.
Итог эксплуатации: Монокристаллические панели TopRay Solar за год не потеряли своей эффективности, так как выработка выскакивает даже за заявленные 2520 Вт ( 9 панелей по 280 Вт) при неоптимальном угле установки. Жить с помощью солнечной электростанции можно летом полностью автономно, а весной и осенью-экономно, если отказаться от электроплиты и электрочайника. Отапливаться электричеством от солнечных панелей невозможно. Зато летом кондиционер отлично работает только за счет вырабатываемой энергии.

Доступ в Интернет
В июне прошлого года я протестировал роутер Tandem-4GR от российской компании Microdrive. Он зарекомендовал себя настолько хорошо, что я даже установил один экземпляр себе в машину и он до сих пор обеспечивает меня доступом в сеть во время поездок. А вот дома я поставил параболическую сетчатую антенну, которая обладает минимальной парусностью, и подключил её ко второму такому же роутеру. Но меня терзала мысль о необходимости резервирования, ведь если закончатся деньги на балансе, сломается вышка оператора или у него отвалится канал связи, то и я останусь без выхода в сеть. Кстати, во время осенней грозы именно так и произошло, когда связь исчезла на 4 часа.

В начале этого года эта же компания выкатила на рынок устройство с поддержкой двух сим-карт и я не смог пройти мимо. Я даже выпустил обзор этого роутера, который оказался просто фантастически живучим и удобным в эксплуатации. Я его смонтировал на кронштейн антенны и теперь у меня не только минимальное расстояние от излучателя до роутера, то есть я не теряю сигнал на длинных проводах, но и зарезервирован канал на два разных провайдера.

Роутер периодически пингует заданные хосты и в случае отсутствия отклика переключается на другую симку. Для пользователя это проходит совершенно незаметно и это реально полезная функция. Мне же еще повезло, что вышки находятся примерно на одной линии, так как «луч» такой антенны очень узкий и вероятность получить хороший сигнал сразу от двух операторов не очень высокий. Но подобную задачу у знакомого я решил применив панельную антенну, диаграмма направленности которой заметно шире. В итоге, работают оба оператора, но основной симкой выбрана та, где оператор дает больше скорости.

После установки этого роутера я забыл о необходимости что-либо делать со своей сетью и теперь только жалею, что роутер поддерживает LTE Cat.4 и имеет интерфейс 100 Мбит/с, не давая качать файлы еще быстрее. Хотя один из операторов в моем наборе симок поддерживает агрегацию каналов и способен дать скорость выше, но тут я упираюсь в скорость стомегабитного интерфейса. Компания Microdrive очень охотно откликается на пожелания пользователей и обещает в этом году выпустить роутер с поддержкой LTE Cat.6 и гигабитным интерфейсом, а значит можно будет иметь такую скорость, что проводной провайдер просто остается за бортом. Минус мобильного интернета только один – время отклика заметно выше, чем у операторов проводной связи, но это критично лишь заядлым геймерам, где заметна разница между 5 и 40 мс. Остальные пользователи оценят возможность свободного перемещения.
Итог: две сим-карты всегда лучше одной, а операторы сотовой связи куда быстрее исправляют проблемы на линии, чем операторы проводного интернета. Уже сейчас роутеры с поддержкой LTE Cat.4 могут конкурировать в цене ежемесячного доступа в сеть с проводными провайдерами, а при появлении роутера с поддержкой LTE Cat.6 разница в скорости доступа в сеть нивелируется и останется только разница отклика в несколько десятков миллисекунд, которые критичны только геймерам.

Заключение
Все идеи, заложенные при проектировании дома себя оправдали. Теплые водяные полы отлично греют, обладая большой инертностью. Нагревая я их электрокотлом по ночному тарифу, а днем полы медленно отдают тепло — хватает без догревов при температуре до -15 на улице. Если температура ниже, то приходится включать на несколько часов котел днем.
Однажды скважина замерзла, когда на улице было -28, но колодец не пригодился. Я проложил греющий саморегулирующийся кабель вдоль трубы от скважины до ввода в дом и это решило проблему. Надо было сделать это сразу летом. Теперь у меня подогрев магистрали включается на ночь, если на улице температура ниже -15 градусов. Днем его включать нет необходимости, так как разбор воды достаточный, чтобы размораживать наледь, возникающую за время простоя.
Солнечная электростанция часто работает в режиме ИБП для всего дома, так как в частном секторе за городом отключения от получаса до 8 часов — привычное дело. В этом году энергетики постарались и с января по март аварий не было, но с наступлением апреля начались ремонтные работы на всем протяжении линий и отключения электроэнергии стали постоянными. Вторая функция солнечной электростанции — генерация собственной энергии: первый выработанный мегаватт*час собственной энергии произошел за 10,5 месяцев, включая осень и зиму. А будь возможность продавать излишки выработки в сеть, то первый мегаватт был бы выработан заметно раньше.

Что касается мобильного интернета, то уже можно смело заявлять, что по скоростям он приблизился к витой паре, которую затягивает большинство провайдеров в квартиры, а по надежности даже выше. Это заметно по тому, как быстро восстанавливают связь проводные провайдеры и операторы сотовой связи. У опсосов, даже при «падении» одной вышки, роутер переключается на другую и связь восстанавливается. А если оператор вообще перестал работать, то двухсимочный роутер просто переключается на другого оператора и происходит это незаметно для пользователей.
Пандемия и всё с ней связанное, продемонстрировала, что в своём доме жить гораздо безопаснее и вольготнее: никаких пропусков на прогулки по участку, отсутствие соседей с гиперактивными детьми, которые будут скакать по всему дому, нормальная связь и возможность удаленной работы, а также зарезервированные системы жизнеобеспечения делают жизнь очень привлекательной.
А теперь я готов ответить на ваши вопросы.

что выбрать для домашней электростанции / Подборки, перечисления, топ-10, и так далее / iXBT Live

Крайне популярная тема: с помощью установок для получения альтернативной энергии от солнца или ветра вы можете автономно питать дом и приусадебный участок. Питания с нескольких компактных панелей или одного хорошего ветряка достаточно для организации освещения участка и дома в темное время суток (с использованием накопителя энергии). Гибкие солнечные панели используются для установки на крышу автомобилей: для электрификации минивенов и микроавтобусов, трейлеров и автодомов во время стоянки или путешествия. 

 

Солнечные панели

Солнечные панели бывают разных типов: поли- и моно-кристаллические солнечные панели, гибкие полимерные солнечные панели. В зависимости от типа они имеют различную эффективность. Конечно, огромное значение имеют физические размеры панелей — чем больше, тем лучше. Жесткие панели требуют бережного отношения и надежной фиксации на крыше или на открытом пространстве. Гибкие солнечные панели подойдут для установки на оконное стекло или на крышу автомобиля. При выборе оцениваем необходимые размеры, выходное напряжение и мощность панелей.

 

 

Ветряные генераторы

Одна из популярных и сильных тем в альтернативной энергетике — это установка ветряных электростанций. С помощью недорогого уличного мотор-генератора с лопастями вы сможете гарантированно получать по 500 и более ватт энергии. Однозначно выигрывают жители тех областей, где часто дует сильный ветер. Конструкция ветряка такая, что он поворачивается по направлению за ветром, как флюгер. В зависимости от количества лопастей различаются подобные ветрогенераторы по эффективности. Существуют также вертикальные и горизонтальные ветряки, которые можно приспособить под конкретные условия. Практически все предложенные варианты доступны для заказа из наличия в России. Выбираем тип/количество лопастей/номинальное напряжение (12/24В). 

Контроллеры и инверторы для солнечных панелей

Несколько недорогих моделей контроллеров питания для домашней солнечной электростанции. Контроллеры следят за уровнем отдачи энергии от для солнечных панелей, за уровнем заряда накопителей. Контроллеры имеют широкий диапазон питания — есть возможность комбинировать солнечные панели как параллельно, так и последовательно для увеличения тока/напряжения и мощности. При покупке руководствуемся параметрами выбранных солнечных панелей (мощность, ток, напряжение) с учетом из комбинаций.

Силовые инверторы и аккумуляторные батареи

В общем случае, вам потребуется одна или несколько панелей, которые можно устанавливать последовательно-параллельно, контроллер для заряда аккумуляторов-накопителей энергии, а также силовой инвертор, который будет преобразовывать напряжение с аккумуляторов в сетевое (220В/50Гц). Аккумуляторы приобретать в Китае — дело дорогое, проще установить старый свинцовый аккумулятор с автомобиля. 

Условная схема организации питания для солнечных панелей.

Конечно, предложенным списком варианты для создания домашней электростанции не заканчиваются. Если на территории имеется перепад высот и отведение дождевых вод, то можно на основе двигателя-генератора реализовать небольшую гидроэлектростанцию, которая будет обеспечивать номинальное питание участка: освещение, контроль полива и т.д.

 

Мобильная солнечная электростанция для дачного электроснабжения: стоит ли?

Содержание статьи:

Современные технологии позволяют значительно сократить расход традиционных энергоресурсов без негативного влияния на качество жизни. Особенно интересны с точки зрения экономичности и эффективности устройства, работающие на солнечной энергии. Благодаря компактным размерам и достаточной мощности солнечные коллекторы, концентраторы, батареи и электростанции активно применяются в быту и промышленности. Солнечные электростанции могут быть как стационарными, так и мобильными.

Плюсы и минусы солнечных электростанций

Существенным ограничивающим фактором, мешающим повсеместному распространению подобного оборудования, является количество солнечных дней. Низкая годовая активность солнца снижает эффективность приборов, работающих на его энергии. В остальном электростанции этого типа не уступают по производительности аналогичным устройствам, работающим на углеводородном топливе.

К основным преимуществам солнечных электростанций можно отнести следующее:

  • стопроцентная экологическая безопасность;
  • использование неисчерпаемого энергоресурса;
  • отсутствие шума и выхлопов;
  • отсутствие необходимости в отдельном помещении и специальных условиях эксплуатации;
  • долговечность, производительность.

В настоящее время существуют две основные разновидности солнечных электростанций: мобильные и стационарные. Первый вид может использоваться для создания энергосетей в загородных домиках, получения электричества в полевых условиях, а также в качестве резервного источника энергии в городских квартирах. Стационарные электростанции монтируются на крыше с целью создания автономной энергосети для индивидуального или общего пользования.

Кроме зависимости от объема солнечной энергии и количества ясных дней в году, солнечные электростанции имеют такие недостатки как:

  • высокая стоимость;
  • хрупкость фотопанелей;
  • большой вес панелей, устанавливаемых на крыше;
  • необходимость создания аккумуляторных станций для работы электроприборов в ночное время;
  • малая площадь одной панели.

Если блок солнечной панели упадет при монтаже или эксплуатации, починить его практически невозможно. Единственно возможным вариантом для восстановления функциональности всей сети остается замена дорогостоящей панели. Для снабжения электричеством большого количества приборов потребуется равноценное количество солнечных панелей, способных удовлетворить общую потребность.

Комплектация и характеристики солнечных электростанций

Современные модели солнечных электростанций состоят из блока управления и солнечных батарей. Компактный блок, в свою очередь, содержит определенное количество аккумуляторов, инвертор (преобразователь) и набор датчиков. Практически в каждом случае мощность электростанции можно регулировать путем наращивания площади солнечных панелей.

Каждая панель имеет блок коннекторов, позволяющих без труда объединять их в группы. Установка дополнительных аккумуляторов дает возможность накопить больший заряд, тем самым, поддерживая работоспособность сети в темное время суток или в пасмурную погоду.

Солнечная панель импортного производства со средними размерами предназначенная для электростанции стационарного типа, имеет следующие характеристики:

  • размер (Ш хД х Т) – 100*155*4 см;
  • вес – 17-20 кг;
  • мощность номинальная – 300-900 Вт;
  • мощность пиковая (5 сек) – 1-1,5 кВт;

Мобильные солнечные электростанции, как правило, имеют иные характеристики:

  • размер – 53*70*4,5 см;
  • вес – в зависимости от модели и комплектации, в среднем не более 11 кг;
  • мощность – 70-250 Вт.

Переносные устройства снабжаются угловым штативом, могут иметь шасси и транспортировочную ручку. При установке панель ориентируется по солнцу, для этого некоторые производители оснащают электростанцию шарнирным узлом.

Современные устройства имеют индикаторный блок, способный транслировать рабочие показатели через Интернет. Благодаря этой функции владелец может отслеживать рабочее состояние и контролировать мощность установки в режиме онлайн. При необходимости возможна настройка сигнализационных уведомлений, сообщающих пользователю о необходимости снизить уровень потребления, отключив один или несколько приборов.

Рационально ли использование солнечных электростанций?

Окупить затраты на покупку данного оборудования в короткие сроки смогут люди, проживающие в южных регионах, где преобладает солнечная погода. Для жителей городов с дефицитом солнца использование солнечных электростанций в качестве основного источника энергоснабжения нецелесообразно.

Если необходим мощный и экономичный резервный источник или требуется компактная, экологически чистая и безопасная электростанция – данный вариант будет оптимален без ограничений.

 

 

Солнечная электростанция своими руками. Подбор компонентов.

Попытаемся понять подход к выбору автономной солнечной системы, какие факторы имеют большее, а какие меньшее значение.

Прежде всего, надо определить, сколько энергии вам понадобится в месяц, и, чтобы стоимость солнечной электростанции не стала фантастически высокой, по мере возможности уменьшить потребности. Затем необходимо определить, сколько солнечной энергии можно получить в той местности, где будет работать солнечная установка. Примерные данные приводятся в метеорологических справочниках, кое-какую информацию по солнечной инсоляции можно найти в Интернете. Обычно уровень солнечной инсоляции выражается в Ваттах/м2 с разбивкой по месяцам. Причём сезонные колебания могут быть очень значительными.

 

Солнечные электростанции. Схема электроснабжения дома от солнечных батарей

   

Как выбирать солнечную батарею?

Если предполагается использовать солнечную электростанцию круглогодично, расчёт надо производить по месяцам с наихудшими параметрами по инсоляции (конечно, если предполагается использовать только солнечную энергию). КПД солнечных батарей для расчётов надо принимать не выше 14% (а лучше 12%), т.к., несмотря на КПД элементов 16 или даже 17 % (а чаще используются элементы с КПД 14-15%), часть излучения отразится от поверхности стекла закрывающего элементы (даже если используется антибликовое стекло), часть излучения погасится в толщине стекла, т.к. не вся поверхность солнечной батареи закрыта кремниевыми пластинами (между ними есть зазоры 2-3 мм). Кроме этого некоторые элементы имеют обрезанные углы, что также уменьшает полезную площадь. Некоторые изготовители приводят примерную выработку энергии в месяц при разных уровнях солнечного излучения.

Карта инсоляции России. Продолжительность солнечного сияния.

Теперь, чтобы определить количество солнечных батарей, необходимо разделить желаемую потребность в энергии на возможную выработку энергии одной батареей в те месяцы, когда будет использоваться солнечная электростанция. Естественно, расчёт ведется по самым наихудшим параметрам по инсоляции.

Например, установка будет эксплуатироваться круглогодично, потребность в энергии 100 кВт час/месяц, одна батарея из выбранных вами произведёт в декабре не более 2 кВт-час энергии, 100 : 2 = 50 батарей. При тех же условиях, но неизвестной производительности батареи, а известной её площади 0,7 м², определяем, что за месяц будет произведено примерно 20 х 0,7 х 0,12(КПД) = 1,68 кВт-час энергии (инсоляция в декабре составляет примерно 20 кВт-час/м²). Для определения количества солнечных батарей необходимо разделить желаемое количество энергии на выработку одной батареи: 100 : 1,68 =59,5 шт., округляем в большую сторону 60 шт.

Следует отметить, что все эти расчёты носят приблизительный, ориентировочный характер, т.к. количество солнечных дней может сильно отличаться в разные годы. Всегда надо учитывать, что запас только улучшает параметры системы.

Увеличение производительности солнечных батарей – это отдельная большая тема. Можно отметить только несколько способов увеличения производительности:

Выбор оптимального угла установки. Желательно, чтобы поверхность солнечной батареи располагалась перпендикулярно к лучам солнца, с максимальным отклонением в ту или иную сторону на не более, чем 15°. В связи с тем, что солнце в течении года постоянно меняет высоту над горизонтом, желательно устанавливать солнечные батареи под тем углом, который обеспечивает максимальный выигрыш по производительности в нужное время. Например, если предполагается использовать солнечную электростанцию круглогодично, то батареи устанавливают под углом + 15° к широте местности, а если только в летние месяцы, то под углом – 15° от широты местности.

Поворот солнечной батареи вслед за солнцем в течение дня(применим только для небольших систем), таким образом можно увеличить выработку энергии вплоть до 50% от выработки в стационарном положении.

Применение контроллера заряда с функцией ОТММ (Отслеживания Точки Максимальной Мощности, по-английски MPPT (Maximum Power Point Tracking)). Такой контроллер при наличии достаточной освещённости не препятствует поступлению энергии от солнечных батарей на аккумуляторы, а при недостатке освещённости накапливает энергию и подаёт её на аккумулятор порциями с оптимальными значениями тока и напряжения.

Но, конечно, если с таким трудом полученную энергию расходовать не экономно, то все ухищрения по получению дополнительной энергии пропадут впустую. Наибольший выигрыш в автономных системах электроснабжения можно получить, экономя энергию. Замена ламп накаливания на люминесцентные или компактные люминесцентные (энергосберегающие), а там где надо получать большие световые потоки (освещение территорий, торговых залов и т.д.), на металлогалогеновые даёт снижение затрат на освещение примерно в 4-5 раз. Применение бытовой техники с индексом энергопотребления «А» или «А+» даёт ещё более значительный выигрыш. Вообще, вопрос энергосбережения, в условиях значительного роста цен на энергоносители приобретает первостепенное значение.


Немного коснёмся принципов конструирования систем автономного электроснабжения на солнечных батареях. Мы уже пробовали рассчитать необходимое количество солнечных батарей, теперь перейдём к остальным компонентам системы. Энергия, полученная от солнечных батарей, направляется на зарядку аккумуляторов. Это необходимо по двум причинам:

- сглаживание неравномерности поступления энергии, например, в облачную погоду;

- реализация потребности в электроэнергии тогда, когда нет солнечного излучения (ночью и в пасмурные дни).

Для подбора количества и типа аккумуляторов также используются два параметра: конструкция инвертора (напряжение на низкой стороне) и ток зарядки, который может поступать от нескольких источников и не должен превышать 10 % от номинальной ёмкости для кислотных аккумуляторов и 25-30% от номинальной ёмкости для щелочных. Если в инверторе имеется зарядное устройство от сети, то оно должно автоматически регулировать зарядный ток в зависимости от степени заряда аккумуляторов. Кроме этого, особенно если подзарядка от существующей сети отсутствует, необходимо, чтобы аккумуляторы не боялись сульфатации пластин, иначе подзарядка маленьким током, который часто бывает в не очень ясную погоду, быстро выведет аккумуляторы из строя.

К необходимым свойствам аккумуляторов, применяемых в солнечных электростанциях, добавим и низкий уровень саморазряда (иногда изготовители указывают эту отличительную черту). Обычный кислотный аккумулятор требует подзарядки не реже чем один раз в шесть месяцев, иначе выходит из строя. Через год после начала эксплуатации уровень саморазряда обычного кислотного аккумулятора достигает 1,5% в день от его номинальной ёмкости. Поэтому к аккумуляторам, применяемым в солнечных системах, предъявляются специфические требования.

Теперь перейдём к инверторам. Вообще, идеальной конструкцией солнечной электростанции следует считать ту, где разные группы нагрузок получают питание от разных инверторов, и количество и мощность инверторов соответствует количеству и мощности автоматических выключателей в распределительном щитке. Эти параметры выбираются при конструировании домашней электросети. Например, в распределительном щитке - 4 автомата на 16 А (максимально допустимая нагрузка на бытовые сети: розетки и освещение) и 2 автомата на 25 А (для питания силовой техники). Идеальным считаем применение 4 инверторов мощностью 16А х 220В=3520 Ватт и двух инверторов мощностью 25А х 220В=5500 Ватт. Причём питание эти инверторы могут получать от одной группы аккумуляторов, заряжаемых одной группой солнечных батарей.

Обычно изготовители указывают не мощность в Ваттах, а пиковую мощность в вольт-амперах, т.к. этот параметр выше по значению примерно на 20-30%. Многие фирмы выпускают инверторы с самыми различными свойствами. Они могут отличаться формой выходного сигнала (наиболее простые и дешёвые на выходе дают прямоугольный сигнал, так называемый «меандр», изготовители которого, правда, чаще называют его: модифицированной синусоидой, имитированной синусоидой, псевдо синусоидой, квазисинусоидой и т.д.), способом компенсации нагрузок (за счёт сохранения амплитуды напряжения или площади кривой), применяемым схемным решением (одно или два преобразования напряжения, импульсным или аналоговым преобразованием сигнала).

Некоторые инверторы имеют встроенное зарядное устройство от существующей сети, другие могут осуществлять подпитку сети и направлять энергию, полученную от солнца, в сеть. Вообще, конструкция инвертора может быть самой разнообразной.

Но в целом качественный инвертор должен выдавать чистый синусоидальный сигнал с искажениями меньше 3 %, не менять значение амплитуды напряжения при подключении нагрузки более 10 %, осуществлять двойное преобразование (первое - постоянного тока, второе – переменного), иметь аналоговую часть вторичного преобразования с качественным трансформатором, иметь значительный запас по перегрузке и набор защитных функций от короткого замыкания в нагрузке, от неправильного подсоединения к аккумуляторам, от перегрузки, от неисправности аккумуляторов, не допускать глубокого разряда аккумуляторов. Все остальные функции могут быть, а могут и отсутствовать. Иногда лишние сервисные функции затрудняют пользование подобным прибором, пользователь должен в идеале включить прибор и забыть об его существовании.

Ещё один достаточно важный вопрос, на который необходимо обратить внимание при выборе солнечных систем, вопрос запаса параметров. При использовании солнечной энергии мы применяем непредсказуемые природные явления. Поэтому для обеспечения стабильности электроснабжения необходимо иметь запас по источникам энергии (солнечным батареям), по хранилищам энергии (аккумуляторам) и по преобразователям энергии (инверторам). Естественно, подходить к вопросу избыточности надо разумно. Иногда бывает лучше и дешевле применять гибридную схему электроснабжения с применением других источников энергии: разного рода генераторов, существующего подключения к электросети и т.д.

В заключение можно сделать вывод, что в условиях, когда традиционные энергоносители дорожают, а на горизонте истощение природных ресурсов, обоснованность и необходимость применения альтернативных источников электроснабжения возрастает многократно.

Так же Вы можете приобрести готовые комплекты солнечных электростанций.

Солнечные электростанции коммунального масштаба: проектирование, строительство

Солнечная фотоэлектрическая станция (фотоэлектрическая ферма или фотоэлектрическая электростанция) - тип генерирующих объектов, использующих прямое преобразование солнечной энергии в электричество. Фактически это сетевые фотоэлектрические системы, которые вырабатывают электроэнергию для передачи по «зеленому» тарифу (зеленый тариф) в сеть. Производство электроэнергии из солнечной энергии имеет большие возможности для распределенной генерации.

Сетевые фотоэлектрические станции

Солнечная фотоэлектрическая станция (солнечная ферма, фотоэлектрическая ферма, солнечная установка, солнечная электростанция или фотоэлектрическая электростанция) - тип генерирующих объектов, использующих прямое преобразование солнечной энергии в электричество.Фактически, это сетевые фотоэлектрические системы, которые вырабатывают электроэнергию для передачи по «зеленому» тарифу (Зеленый тариф) в сеть. Производство электроэнергии из солнечной энергии имеет большие возможности для распределенной генерации.

Способы преобразования солнечной радиации различаются в зависимости от конструкции фотоэлектрической станции. Компания Рентехно занимается проектированием и строительством солнечных электростанций, использующих фотоэлектрический (фотовольтаический) эффект и основанных на земных кремниевых фотовольтаических модулях.В настоящее время эта технология является доминирующей и, по прогнозам, останется основной в ближайшие 15-20 лет. Способы преобразования солнечного излучения различаются в зависимости от конструкции фотоэлектрической станции. Компания Рентехно занимается проектированием и строительством солнечных электростанций, использующих фотоэлектрический (фотовольтаический) эффект и основанных на земных кремниевых фотовольтаических модулях. В настоящее время эта технология является доминирующей и, по прогнозам, останется основной в ближайшие 15-20 лет.

Основные преимущества солнечной энергетики:

  • Может использоваться в местах, удаленных от централизованной распределительной сети.
  • Положительный энергетический баланс в течение срока службы.
  • Можно строить на земле, на крыше или фасаде зданий.
  • Нет необходимости использовать какие-либо ископаемые виды топлива.
  • Солнечные электростанции не имеют движущихся частей, которые издают шум или изнашиваются.
  • Нет необходимости в длительном техническом обслуживании для поддержания работоспособности солнечной электростанции.
  • Возможность подключения по «зеленому» тарифу.

Типовая структура сетевой фотоэлектрической станции следующая:

В состав сетевой фотоэлектрической системы также входят:

  • Солнечные модули.
  • Силовые инверторы, преобразующие постоянный ток (DC), вырабатываемый солнечными панелями, в переменный ток (AC).
  • Система мониторинга для контроля параметров солнечной электростанции.
  • Единицы измерения для контроля работы системы и контроля количества электроэнергии для ее продажи по «зеленому» тарифу.
  • Несущие стальные конструкции для размещения солнечных панелей на земле, крыше и т. Д.
  • Централизованная сеть и линия электропередачи, подключенная к электростанции.
  • Собственные потребители электроэнергии (промышленные или бытовые приборы) в качестве опции.

Строительство сетевых фотоэлектрических станций

Фотоэлектрические системы

можно устанавливать на крышах и стенах зданий или монтировать на земле. Благодаря модульной конструкции может использоваться как для небольших (частные дома), так и для более крупных объектов (базы отдыха и оздоровления, производственные здания и т. Д.), Обеспечивая требуемые параметры электроснабжения, а также компенсируя потребность в электроэнергии при пиковой мощности. часы потребления.Возможная продажа электроэнергии по «зеленому» тарифу делает строительство фотоэлектрических станций экономически привлекательным проектом.

На странице «Солнечные электростанции» в разделе «Портфолио» вы можете увидеть проекты, которые были реализованы нашей компанией, и убедиться, что smarteco_renteho имеет реальный практический опыт работы на украинском рынке солнечной энергетики. Фотографии некоторых объектов вы можете найти сразу под текстом этого абзаца. Щелчок по любому изображению откроет его в более подходящем для просмотра размере.

Как работает солнечная электростанция? | Глобальные идеи | DW

Есть два типа солнечных электростанций. Они различаются в зависимости от того, как энергия солнца преобразуется в электричество - с помощью фотоэлектрических или «солнечных батарей», или с помощью солнечных тепловых электростанций.

Фотоэлектрические установки

Фотоэлектрический элемент, обычно называемый солнечным элементом или фотоэлектрическим элементом, представляет собой технологию, используемую для преобразования солнечной энергии непосредственно в электричество. Фотоэлемент обычно изготавливается из кремниевых сплавов.

Частицы солнечной энергии, известные как фотоны, ударяются о поверхность фотоэлемента между двумя полупроводниками.

Эти полупроводники проявляют свойство, известное как фотоэлектрический эффект, которое заставляет их поглощать фотоны и высвобождать электроны. Электроны захватываются в виде электрического тока - другими словами, электричества.

Солнечные тепловые электростанции

Солнечные тепловые электростанции вырабатывают тепло и электричество путем концентрации солнечной энергии.Это, в свою очередь, создает пар, который помогает питать турбину и генератор для производства электроэнергии.

Существует три типа солнечных тепловых электростанций:

1) Параболические желоба

Это наиболее распространенный тип солнечных тепловых станций. «Солнечное поле» обычно содержит множество параллельных рядов солнечных параболических желобов. Они используют отражатели в форме параболы, чтобы фокусировать солнце в 30–100 раз больше нормальной.

Этот метод используется для нагрева жидкости особого типа, которая затем собирается в центральном месте для производства перегретого пара высокого давления.

2) Башня солнечной энергии

Эта система использует от сотен до тысяч плоских зеркал, отслеживающих солнце, называемых гелиостатами, для отражения и концентрации солнечной энергии на центральной приемной башне. Энергия может быть сконцентрирована в 1500 раз больше, чем энергия, поступающая от солнца.

Испытательная солнечная энергетическая башня существует в Юлихе в западной немецкой земле Северный Рейн-Вестфалия. Он расположен на площади 18 000 квадратных метров (194 000 квадратных футов) и использует более 2000 зеркал, отслеживающих солнце, для отражения и концентрации солнечной энергии на центральной приемной башне высотой 60 метров (200 футов).

Концентрированная солнечная энергия используется для нагрева воздуха в башне до 700 градусов Цельсия (1300 градусов по Фаренгейту). Тепло улавливается котлом и используется для производства электроэнергии с помощью паровой турбины.

Солнечные коллекторы тепловой энергии работают даже в неблагоприятных погодных условиях. Они используются в пустыне Мохаве в Калифорнии и выдерживают град и песчаные бури.

3) Солнечный пруд

Это бассейн с соленой водой, который собирает и накапливает солнечную тепловую энергию.Он использует так называемую технологию градиента солености.

По сути, нижний слой пруда очень горячий - до 85 градусов по Цельсию - и действует как прозрачный изолятор, позволяя удерживать солнечный свет, из которого тепло может отводиться или сохраняться для дальнейшего использования.

Эта технология используется в Израиле с 1984 года для производства электроэнергии.

Автор: Мартин Шрейдер (sp)

Редактор: Дженнифер Абрамсон

Проект солнечной электростанции

- Как построить солнечную электростанцию ​​за 10 шагов

солнечных электростанций выросли как грибы в разных частях мира, поскольку в 2010 году мировой спрос на солнечную энергию увеличился более чем на 150%.Солнечные электростанции, построенные на земле, отличаются от тех, что устанавливаются на крышах домов, поскольку они требуют прохождения технико-экономического обоснования, экологической оценки, подключения к сети, размещения и т. Д., Что типично для крупного промышленного проекта. Время, необходимое для создания солнечной электростанции. Проект электростанции также представляет собой нечто большее, чем просто солнечную установку на крыше жилого дома. Солнечные фермы в основном строятся в странах, где есть программы субсидирования, такие как налоговые льготы, льготные тарифы и т. панели, солнечные инверторы и опыт установки становятся более доступными.С другой стороны, правила и разрешения на строительство солнечной электростанции или солнечной фермы различаются от страны к стране и от региона к региону в зависимости от федеральных законов и законов штата. Для большой солнечной электростанции, такой как Aqua Caliente, существует ряд разрешительных шагов которые необходимо пройти до того, как можно будет построить станцию. Для небольших электростанций в диапазоне 5 МВт требования меньше. В целом, чем меньше размер солнечной установки, тем меньше требуемых нормативов. Вот необходимые шаги в строительстве солнечной электростанции

1) Идентификация места - Определение подходящего места для строительства солнечной электростанции.Обратите внимание, что Район не должен быть сильно засажен деревьями и иметь легкий доступ к дорогам и электросети.

2) Предварительный финансовый анализ - Предварительное финансовое обоснование с такими исходными данными, как стоимость земли, солнечная инсоляция, возможность соединения с оператором энергосистемы

3) Аренда или покупка земли - После того, как Шаг 2 прошел, начинается приобретение земли через аренду или владение.

4) Базовый технический проект / выбор технологии - Технический план подготовлен вместе с выбором технологии и поставщиков солнечного оборудования

5) Разрешение - На этом этапе необходимо выполнить различные разрешительные процедуры.Это характерно для области и может быть довольно громоздким. в США получение разрешения связано с очень высокими затратами, составляющими почти 15-20% стоимости солнечного проекта.

6) Соглашение о покупке электроэнергии - Соглашение о покупке электроэнергии (PPA) должно быть подписано с энергокомпанией, которая будет покупать электроэнергию

7) Выбор EPC - Выбран системный интегратор или подрядчик по солнечной энергии EPC. Если выбран подрядчик EPC, тогда необходимо приобрести солнечные панели, монтаж и инверторы, если контракт не является «под ключ»

8) Необходимо финансирование проекта солнечной энергии .Примечание. Солнечные электростанции требуют больших начальных инвестиций при очень низких затратах на эксплуатацию и техническое обслуживание. Как правило, 60-80% проекта финансируется за счет долга.

9) Тестирование и подключение к электросети - После того, как солнечные электростанции построены, необходимо провести тестирование электростанции, прежде чем она будет подключена к электросети

10) Выполняется O&M - Солнечная установка имеет срок службы 25-30 лет и требует минимального обслуживания и мониторинга.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *