Системы обеспечения электроэнергией на «солнечных батареях»

Системы обеспечения электроэнергией на «солнечных батареях»

В последнее время в России приобретают всё большую популярность мини-электростанции на солнечных батареях, особенно в южных регионах нашей страны, в частности, в Крыму. Все чаще мы видим на улицах светофоры, питающиеся от солнечных панелей, появляются зоны отдыха, полностью обеспеченные альтернативными источниками энергии, а уж популярность солнечных батарей на дачных участках, особенно там, где нет электричества, вообще растет в геометрической прогрессии. Это связано прежде всего с общим удешевлением таких систем. А еще всё больше людей начинают осознанно подходить к потреблению природных ресурсов и, приобретая солнечные батареи, тем самым вносят свой небольшой вклад в экологию, что очень радует.

Солнечные батареи

В этой статье, я хочу рассказать о системах обеспечения электроэнергией, основанных на возобновляемых источниках энергии, а в частности на солнечных батареях.  По правде говоря, термин «солнечные батареи» — это не совсем правильный термин. На самом деле, это целая система, состоящая из четырёх основных элементов: это солнечные панелиаккумуляторыконтроллер заряда аккумуляторов и инвертор. Все эти элементы и составляют полноценную систему электро-обеспечения дома, дачи, коттеджа, чего угодно и одними «солнечными батареями» тут не обойтись.

Давайте же рассмотрим каждый из элементов этой системы в отдельности, для чего он нужен, какие бывают, с чем потребляют.

Солнечные панели

Начнем, пожалуй, с главного – с солнечных панелей, еще по-другому их называют солнечные модули.  Солнечная панель – это устройство, преобразующее солнечный свет в постоянный электрический ток.  Есть два основных типа солнечных панелей, представленных на российском рынке, отличающихся технологией изготовления, ценой и другими параметрами, такими, как КПД, срок службы и т.д.: монокристаллические и поликристаллические солнечные панели. Самые дорогие панели с наибольшим КПД – это монокристаллические, связано это с более дорогостоящей технологией производства. Поликристаллические панели более дешевые, срок их службы немного ниже, чем у монокристаллических, КПД на 5-7%. За счёт этого при одинаковой мощности, размер поликристаллической панели больше чем у монокристаллической. Существуют еще аморфные солнечные панели, но они не очень популярны в России.

Аккумулятор для солнечной электростанции

Аккумуляторные батарей для солнечных электростанций

Немаловажный элемент солнечной электростанции является аккумулятор. Служит для хранения электроэнергии для последующего её использования. Днем избыточная электроэнергия накапливается в аккумуляторах, а вечером, когда солнечные панели перестают вырабатывать электричество, энергия потребляется непосредственно из аккумуляторов. В современных фотоэлектрических системах чаще всего используются  кислотные AGM аккумуляторы глубокого разряда, а так же гелевые аккумуляторы. Надо сказать, что гелевые аккумуляторы – самое лучшее решение для таких систем, т.к. у них высокая глубина разряда, из-за этого срок службы тоже больше, но при этом они и дороже на 20-30%.

Контроллер заряда аккумулятора

Обязательным элементов системы является контроллер заряда. Он необходим, для того, чтобы вовремя прекратилась зарядка аккумуляторов, ведь перезаряженный аккумулятор может выйти из строя. Существуют два типа контроллера: ШИМ-контроллер (ШИМ — широтно-импульсная модуляция) и MPPT- контроллер(maximum power point tracking – слежение за точкой максимальной мощности). MPPT-контроллер за счет специальной технологии рассчитывает точку максимальной мощности солнечной панели и заряжает аккумулятор максимально эффективно, в отличие от ШИМ-контроллера, который работает при напряжении равным напряжению аккумуляторов. Таким образом, MPPT-контроллер намного эффективнее обычного ШИМ-контроллера, и эффективность заряда аккумуляторов при этом на 20-30% выше. Еще одним несомненным плюсом MPPT-контроллера является то, что он может преобразовывать входящее напряжение, понижая его до номинального напряжения аккумуляторов, при этом пропорционально увеличивая ток на выходе контроллера.

Инвертор

Как известно, стандартная домашняя электрическая сеть работает при переменном токе с напряжением 220 В. Для того, чтобы преобразовать постоянный ток от аккумуляторов в переменный ток для конечного использования служит инвертор. На российском рынке представлено множество инверторов, с различными функциями и разной ценой.

Все инверторы можно разделить по типу выходного сигнала, который они дают. Есть два типа выходного сигнала у инверторов: реальный синус (или его еще называют «чистый синус») и модифицированный синус («квазисинус»).

Инвертор с чистым синусом – это обычно дорогой, но очень качественный прибор, дающий идеальный синусоидальный ток на выходе. Одновременно такие инверторы являются и стабилизаторами напряжения и могут использоваться любыми приборами.

Инверторы с модифицированным синусом намного дешевле, чем с чистым синусом, но при этом приборы, чувствительные к частотным характеристикам сети,  приборы с электродвигателями (холодильник, электронасос, и т.д.) или высококачественное звуковое оборудование не рекомендуется подключать к инвертору с модифицированной синусоидой. Эти приборы могут перегреваться и даже выйти из строя, а даже если такие приборы и будут работать, то срок их службы будет намного меньше.

Инверторы с модифицированным синусом идеально подходят, если вы используете нагревательные приборы или приборы, работающие на постоянном токе от блока питания.

Правильный подбор всех компонентов солнечной электростанции позволяет значительно сэкономить деньги на не нужных опциях, срок службы такой системы будет высокий, а окупаемость быстрая.

В каких же случаях выгодно ставить солнечные батареи?

Ну, во-первых, солнечные батареи выгодно ставить,  если в вашем доме вообще нет электричества и в ближайшие пару лет не появятся. Окупаемость оптимально подобранной системы примерно два –три года (в зависимости от потребления).

Во-вторых, солнечные батареи можно использовать, как дополнительный источник энергии у систем бесперебойного питания, хорошо сэкономив при этом на аккумуляторах.

В-третьих, очень выгодно использовать солнечные батареи с мая по сентябрь.  Отапливать дом летом не нужно, из-за продолжительности дня солнечные панели могут давать необходимое количество электроэнергии для комфортной жизни без сильной нагрузки на аккумуляторы (это продлит срок службы аккумуляторов). Зимой же эту же систему можно использовать как резервный источник энергии, например, при обрыве основной сети, она может достаточно долго поддерживать работоспособность  циркуляционного насоса котла.

Симонов Сергей.

Теги , , , , .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *