Как использовать солнце для электроснабжения дома

Большие панели

Человечество все больше потребляет электроэнергии для своих нужд. При этом производство электроэнергии в тепловых электростанциях требует дорогого топлива и отрицательно влияет на экологию планеты. Более чистым с точки зрения экологии является производство электроэнергии на гидроэлектростанциях, но для строительства таких станций требуются много времени, трудовых и финансовых затрат. Поэтому в последнее время много внимания оказывается развитию электростанций, использующих энергию солнца. Такие станции расходуют дешевую солнечную энергию и не оказывают отрицательного влияния на экологию.

Типы солнечных электростанций

По принципу действия солнечные электростанции можно разделить на две группы:

  • Первая группа – это электростанции, в которых солнечная энергия используются для нагревания воды и получения пара, вращающего паровые турбины.
  • Вторая группа – электростанции, в которых используется прямое преобразование солнечной энергии в электрическую энергию с помощью солнечных батарей.

В зависимости от конструкции солнечные электростанции первой группы подразделяются на следующие типы:

  • башенная;
  • тарельчатая;
  • с параболическим концентратором.
Все эти типы электростанций содержат оптическую систему для улавливания тепла солнца и аккумулятор тепла, в качестве которого чаще всего используется резервуар или труба с водой.

Эти типы солнечных электростанций имеют промышленное значение, так как могут окупать себя только при больших мощностях. Например,Использование солнечной энергии оптимальная мощность башенной электростанции должна быть не менее 100 МВт. Для такой электростанции требуется построить башню высотой в 250 м, а занимаемая ее площадь достигает 200 гектаров.

При прямом фотоэлектрическом преобразовании солнечной энергии в электрическую энергию используется явление генерации электродвижущей силы в полупроводниковых переходах при облучении их световым потоком солнца. Современные кремниевые полупроводниковые солнечные элементы имеют КПД от 10 до 40 %. Это позволяет создавать солнечные электростанции достаточно большой мощности. При этом необходимо учитывать, что плотность солнечной энергии на земле при безоблачном небе составляет 1кВт/м². Это значит, что для промышленного получения мощности электроэнергии приблизительно в 1 МВт при КПД в 10 % с учетом неравномерности освещенности солнечных батарей в течение суток требуются очень большие площади батарей.

Достоинства и недостатки солнечных электростанций

Круглосуточная электростанцияДостоинствами солнечных электростанций являются:

  • доступность солнечной энергии;
  • неисчерпаемость источника энергии;
  • отсутствие отрицательного влияния на экологию земли.

Недостатки солнечных электростанций:

  • зависимость от погодных условий и времени суток;
  • необходимость аккумулятора электроэнергии;
  • высокая стоимость;
  • необходимость периодической очистки от пыли и грязи оптических систем и солнечных батарей.

Использование солнечных электростанций для дома

В последнее время все больше владельцев загородных домов приобретают солнечные электростанции для обеспечения электроэнергией своих участков.

Прежде чем купить или попытаться собрать солнечную электростанцию своими руками необходимо разобраться в ее составе и ее работе.

В состав солнечной электростанции для бытового потребления входят следующие блоки:

  • модуль солнечных батарей;
  • аккумулятор электроэнергии;
  • инвертор;
  • управляющий контроллер.

Модуль солнечных батарей состоит из полупроводниковых ячеек, которые под действием солнечных лучей генерируют электрическую энергию. Эта энергия поступает в аккумулятор. Аккумулятор предназначен для накопления электроэнергии и питания потребителей постоянного тока и инвертора.

Инвертор предназначен для преобразования энергии постоянного тока, запасенной в аккумуляторе, в энергию переменного тока с частотой 50 Гц. Такое преобразование требуется для питания бытовых потребителей переменного тока типа стиральной машины или микроволновой печи.

Управляющий контроллер предназначен для управления процессом зарядки и разрядки аккумулятора. Например, при необходимости он включает аккумулятор на подзарядку или отключает солнечные батареи для предотвращения разряда аккумулятора обратными токами утечки.

Решения от производителей

В настоящее время производится большое число солнечных электростанций различных мощностей и различных производителей. Например,Отечественный проект российская компания ООО «Солнечная энергия» производит набор таких станций, которые имеют мощность от сотен ватт до десятков киловатт. Соответственно, цены на эти электростанции лежат в пределах от 3500 до 500 000 рублей.

Примером солнечной станции средней цены и средних возможностей для автономного питания электроэнергией небольшого дома может служить станция СЭ-700. Такая электростанция обеспечивает освещение, питание небольшого холодильника, сигнализации, зарядных устройств, ноутбука, телевизора.

Стоимость такой солнечной электростанции составляет 127 тысяч рублей.

В состав станции СЭ-700 входят:

  1. три солнечные батареи мощностью в 240 Вт и напряжением 24 В;
  2. контроллер, рассчитанный на работу в сети 24 В с током в 30 А;
  3. инвертор мощностью в полтора кВт;
  4. два аккумулятора емкостью по 200 А-часов и напряжением 12 В.

При работе суммарная мощность одновременно подключаемых приборов не должна превышать 1500 Вт.

Решили собрать самостоятельно?

  • При желании собрать солнечную электростанцию своими руками прежде всего необходимо оценить необходимое количество электроэнергии и постараться по возможности уменьшить это количество.
  • Далее с помощью метеорологических справочников надо оценить удельную плотность (Вт/м²) световой энергии солнца в данной местности. Исходя из этой плотности и КПД солнечной панели, которая обычно составляет 12–14 %, можно оценить энергию, вырабатываемую одной батареей, а затем и необходимое количество батарей. При монтаже солнечных батарей желательно учесть, чтобы лучи солнца подходили перпендикулярно к плоскости батареи. Для повышения отдачи энергии батареей ее можно установить на поворотном устройстве, которое поворачивало бы батарею вслед за движением солнца. Такая установка может увеличить отдачу энергии в полтора раза. Но этот способ годится только для небольших конструкций.
  • Следующим элементом электростанции является аккумулятор. При выборе аккумулятора необходимо учитывать, что, во-первых, номинальное напряжение аккумулятора должно соответствовать входному напряжению инвертора, а во-вторых, ток зарядки не должен превышать 10 % номинальной емкости для кислотных аккумуляторов и 25 % – для щелочных аккумуляторов.
  • Инвертор в схеме должен соответствовать заданной мощности, иметь защиту от перегрузки. Специфическим требованием к инвертору является форма колебания на выходе прибора. При выборе инвертора предпочтение надо отдавать приборам, имеющим на выходе чистую синусоиду, амплитуда которой мало меняется при включении нагрузки.
  • Контроллер управления должен быть типа MPPT, который наиболее оптимальным образом переключает аккумулятор в режим заряда и разряда.
  • После сборки и проверки монтажа систему необходимо подключить к нагрузке и проверить режимы ее работы.

Эксплуатация и отзывы о работе

Проект компактной домашней станцииПри использовании солнечных электростанций необходимо в первую очередь заменить осветительные лампы накаливания на ресурсосберегающие лампы. Лучше всего на светодиодные светильники. Малый ток потребления и низкое напряжение питания делает такое освещение более экономичным и более подходящим для солнечных электростанций. Вместо старых моделей холодильников и телевизоров необходимо установить менее энергозатратные современные модели.

Поскольку в нашей стране есть много мест, где количество солнечных дней не слишком большое, то использование такой станции может быть невыгодным с экономической точки зрения.

Некоторые пользователи солнечных электростанций считают необходимым иметь дополнительный дизельный генератор, который можно включать в сеть в случае недостаточной мощности солнечной электростанции.

Отзывы об эксплуатации солнечных электростанций и солнечных батарей оставляют те, кто пользовался ими не более трех лет. За это время выхода из строя солнечных батарей не наблюдалось, что подтверждает их надежность.

ПолипропиленПри покупке дисплея нового поколения не забывайте про утилизацию монитора который у вас остался!

Чо может быть лучше первичных полимеров? Вторичные полимеры, потому что они сохраняют экологию! Подробности в статье.

[ads-pc-1]

У вас много мотков ненужного кабеля? Его нужно переработать! Интересный материал по http://greenologia.ru/othody/utilizaciya-i-pererabotka/silovogo-kabelya.html ссылке.

Выводы по данной тематике

  • В мировой электроэнергетике все чаще используются электростанции, преобразующие в электричество энергию солнца.
  • В одних солнечных электростанциях используются паровые турбины, вырабатывающие электроэнергию, а в других происходит прямое преобразование солнечной энергии в электрическую.
  • В бытовых солнечных электростанциях используются солнечные батареи.
  • Промышленность производит большое количество бытовых солнечных электростанций различной мощности, причем мощные станции стоят дорого.
  • Наличие в продаже основных элементов солнечных электростанций позволяет собрать такую станцию своими руками.
  • Опыт установки и эксплуатации солнечных электростанций показывает, что они достаточно надежны.

Поделиться:

1 Комментарий

  • Анатолий:

    Сейчас даже в средней полосе России установилась жаркая погода летом. Поэтому в летнее время можно говорить о целесообразности установки солнечных панелей и солнечных коллекторов для электроснабжения маломощных приборов в частном доме. А в зимнее время — мало солнца, но сильные ветра, поэтому напрашивается дополнение солнечных панелей кроме дизельных, ещё и ветряными электрогенераторами.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.