Солнечные электростанции: разновидности и преимущества использования, подробное видео

Солнечные электростанции: какие они бывают, как устроены и принцип их работы

Количество СЭС по всему миру увеличивается примерно на 20% в год. Еще быстрее растет их общая производительность и популярность среди бизнесменов и населения. Чтобы понять, почему солнечная электростанция становится серьезным конкурентом ископаемым видам топлива, необходимо начать с того, что это за комплекс, как он работает и насколько выгоден в эксплуатации. Наша статья посвящена подробному разбору этих вопросов.

Что такое солнечная электростанция

Любая СЭС представляет собой специализированный комплекс оборудования, способный улавливать электромагнитное излучение солнца и преобразовывать его в тепловую или электрическую энергию.

Для этого использовались разные технологии, которые с годами совершенствовались.

Наиболее ранний известный метод позволял получать энергию за счет перепада температур в герметичной прозрачной башне. Его использовали на французских фермах еще в 19 столетии.

Следующим технологическим решением стала система зеркал, размещаемых концентрическими кругами вокруг высокой центральной башни, на которой устанавливался бак с теплоносителем. Фокусировка лучей от каждого зеркала нагревала бак до температур от 500 до 700°C. Теплоноситель превращался в перегретый пар, передающийся на лопатки турбин. К сожалению, эффективные установки подобного рода требовали огромных площадей, а небольшие домашние солнечные электростанции смонтировать таким путем было невозможно.

Гораздо более прогрессивными и перспективными являются современные СЭС на базе фотоэлектрических солнечных панелей. Теоретическая эффективность таких установок может достигать 80%, а их размеры могут колебаться от миниатюрной батареи на поясе до огромных ферм, занимающих сотни квадратных километров.

В связи с этим далее мы будем рассматривать только станции, генерирующие энергию с помощью фотоэлектрических батарей.

Как устроена солнечная электростанция

Основными элементами СЭС являются:

Гелио модули (солнечные батареи)

Каждый из них представляет собой набор полупроводниковых ячеек, уложенных рядами на прочное основание. Сверху модуль закрывает особо прочное прозрачное стекло, а передача тока осуществляется через токопроводящие полоски.

В большинстве случаев торцы панели защищает алюминиевая рама, однако существуют модели, созданные по безрамной технологии. В крупных солнечных электростанциях модули могут объединяться в группы, соединяясь одним из трех способов:

• последовательным;
• параллельным;
• смешанным.

Благодаря такому решению можно получать на выходе любые, наперед заданные, силу тока и его напряжение.

Количество фотоэлектрических ячеек в одной панели солнечной электростанции для дома обычно составляет несколько десятков, хотя существуют варианты и с сотнями элементов. Сами ячейки создаются по различным технологиям, связанными с особенностями полупроводниковых материалов. Наиболее распространенными из них являются:

1. Монокристаллический кремний Mono-Si. Панели на его основе идеальны для южных скатов крыш и земельных участков, где есть возможность направить рабочие поверхности батарей строго на солнце. Максимальный КПД таких панелей 22-24%, но при отклонении условий освещения от идеала быстро снижается.

2. Поликристаллический кремний Poli-Si. Используется в местах с умеренным уровнем солнечной инсоляции. Его несколько меньшая эффективность, чем у монокристаллов (16-20%), компенсируется среднегодовым ростом производительности за счет не столь значительного падения КПД при воздействии неблагоприятных факторов.

3. Теллурид кадмия CdTe. Редкоземельный композит, позволяющий создавать гибкие тонкопленочные, а не жесткие батареи. Еще менее чувствителен к углам наклона, облачности, рассеянному свету и перепадам температур.

4. Дорогостоящие редкоземельные элементы – галлий, германий, индий. Применяются преимущественно в модулях, где вопрос, сколько энергии вырабатывает солнечная электростанция, более важен, чем ее стоимость. Основными покупателями панелей данного типа являются компании, работающие в аэрокосмической промышленности.

Инверторы

Второй по важности элемент любой солнечной электростанции – устройство, называемое инвертором. Его присутствие в схеме необходимо, поскольку батареи вырабатывают постоянный ток, а в электросетях используется переменный. Именно эту задачу и выполняет инверторный преобразователь.

В зависимости от того, как будет работать солнечная электростанция – автономно, в тандеме с сетью или смешанно, приобретается инвертор соответствующего типа. Подключение прибора осуществляется с точным соблюдением полярности между группой генерирующих ток модулей с одной стороны и всеми прочими элементами системы – с другой.

При выборе инвертора ориентируются на следующие важные характеристики:

величина входного напряжения;

• максимальная и номинальная мощность;
• потребление без нагрузки;
• форма тока на выходе (идеальной считается чистая синусоида);
• масса устройства;
• наличие вентилятора и его функциональность;
• набор механизмов защиты;
• КПД;
• наличие режима ожидания;
• рабочий диапазон температур.

Контроллеры заряда

Требуются только в промышленных или домашних солнечных электростанциях, использующих аккумуляторные батареи для накопления заряда. На рынке имеется широкий выбор контроллеров, значительно отличающихся функциональными возможностями, качеством и долговечностью.

• широтно-импульсныеPWM (Pulse-Width Modulation), достаточно качественно модулирующие ток и заряжающие АКБ на 100%;
• интеллектуальные MPPT (Maximum power point tracking for low power photovoltaic solar panels) – более дорогие, но окупающиеся на крупных станциях за счет на 30-35% большей эффективности;
• гибридные – в основном использующиеся на станциях, где в едином тандеме работает солнечная СЭМ и ветровая ВЭС.

Выбор контроллера зависит преимущественно от общей мощности, производительности и стоимости электростанции.

АКБ – аккумуляторные батареи

Любая солнечная электростанция для дома или дачи, работа которой планируется в круглосуточном режиме, имеет в своем составе аккумуляторные батареи. При наличии солнца в них накапливается избыток генерации. При его отсутствии сохраненная в АКБ энергия отдается обратно в сеть.

В зависимости от потребностей и финансовых возможностей владельца, для станции выбирается один из следующих типов аккумуляторов:

AGM, свинцово-кислотные	GEL, на основе геля	Li-On – на базе оксидов лития
Срок службы, лет	5-10	15-20	10-20
Заряд/разряд, 100%	200	150	6 500
Заряд/разряд, 50%	350	550	23 000
Заряд/разряд, 30%	800	1 200	50 000
Диапазон температур, °C	+15 / +25°	+10 / +35°	– 30 /+60°
Экологическая безопасность	низкая	средняя	высокая

Кроме того, у литиевых АКБ в 5 раз ниже удельный вес на единицу плотности энергии

Периферия

Основные элементы солнечной электростанции не могут быть объединены в единую систему без периферии. На вопрос, что это такое, обычно называют соединительные кабели с разъемами MC4, а также крепежные конструкции для СЭС всех видов.

Общим требованием к периферийным материалам является их надежность, долговечность и устойчивость к неблагоприятным погодным условиям.

Иногда в эту же категорию записывают различные электронные блоки и платы – комплектующие к различному оборудованию солнечных электростанций, подлежащие замене при необходимости.

Как работает солнечная электростанция

Функционирование таких систем основано на принципе фотоэлектрического эффекта. Заключается он в следующем:

• поток фотонов падает на поверхности солнечных панелей;
• свет определенной длины волны – в основном видимое и отчасти УФ и ИК излучение – поглощается слоем кремния или редкоземельных материалов;
• в рабочем слое ячеек возникает так называемая p/n-проводимость, в результате которой фотоны выбивают из атомов полупроводника свободные электроны;
• их поток представляет собой постоянный электрический ток, который по токопроводящим дорожкам направляется в инвертор;
• оттуда к потребляющим устройствам и АКБ направляется переменный ток напряжением 220V, использующийся с различными целями.

В автономных солнечных электростанциях вся сгенерированная энергия остается в системе. Часть ее идет на потребление, питая разнообразные электроприборы, светильники и прочее электрическое оборудование. Другая часть накапливается в АКБ, чтобы поддерживать потребление на том же уровне в ночное время суток и при пасмурной погоде. Сколько будет стоить такая солнечная электростанция, зависит от потребностей владельцев. Для загородного дома оптимальной будет СЭС на 10-20 кВт. На временно посещаемой даче может оказаться достаточно и 3-5 кВт.

Задача сетевых вариантов СЭС несколько иная. Как работает сетевая солнечная электростанция? Она подключена к централизованным электросетям, а ее схема содержит мульти тарифный счетчик. Это позволяет как получать часть недостающей энергии из сети, так и продавать излишки генерации государству по зафиксированным законодательством «зеленым тарифам». Поскольку последние в Украине достаточно высоки, владельцы таких СЭС стремятся установить максимально возможные мощности, приносящие высокую прибыль. АКБ в подобных системах не предусмотрены.

Гибридный тип солнечных электростанций объединяет в себе возможности первого и второго класса СЭС. Такие установки могут работать автономно либо в режиме получения/отдачи электроэнергии из внешних сетей. Для них удельная цена киловатта мощности максимальна, поскольку конструкция должна включать все основные элементы, необходимые для первых и вторых разновидностей станций.

Сколько стоит солнечная электростанция

Основным фактором, влияющим на стоимость СЭС, является ее будущая совокупная мощность. С учетом расходов на установку, пуско-наладку и оформление документов она колеблется в пределах $0,8-1,0 за 1 кВт. Плавающий диапазон цен образуется за счет второстепенных факторов – «брендовости» и качества оборудования и сложности монтажных работ.

Наиболее дешевым вариантом считается покупка б/у обрудования из Европы. Недостаток такого приобретения очевиден, и связан с невозможностью объективной оценки реальной эффективности станции и оставшийся срок службы панелей.

Вторым по уровню затрат является приобретение бюджетных комплектующих от малоизвестных китайских фирм. Их оборудование на 20-30% дешевле батарей, инверторов, аккумуляторов и периферии от компаний из всемирно известного рейтинга TIER-1 Bloomberg, но уступает качеством и долговечностью.

Поэтому перед покупкой специалисты советуют рассматривать только третий вариант и строить расчет на том, сколько будет стоить солнечная электростанция для дома от проверенных производителей.

Приведем несколько наиболее востребованных примеров.

1. Сколько стоит солнечная электростанция на 5 кВт

Ориентировочно вам понадобится приобрести следующий комплект для наиболее дешевой сетевой СЭС:

С учетом расходов на сдачу «под ключ», куда войдет оформление «зеленого тарифа» и мульти тарифный счетчик с АСКУЭ, общая сумма составит примерно $ 4800.

Автономная станция обойдется немного дороже, поскольку потребует включения в список качественных АКБ, но исключение из него счетчика и оформления разрешений на «зеленый тариф».

2. Сколько будет стоить солнечная электростанция на 10 кВт

Принцип расчета здесь почти аналогичен. Вам потребуется приобрести:

3. Сколько стоит солнечная электростанция на 30 кВт

Никаких принципиальных изменений при определении общей стоимости такой, второе более мощной СЭС, делать не нужно. Однако необходимо принять во внимание следующее соображение.

Для такой станции потребуется более 100 батарей на 250-275 ватт, или около 200 кв. метров свободного пространства. Замена на более производительные 300-400 ваттные панели несколько сэкономит место, но южных скатов крыши даже большого дома может оказаться недостаточно. Поэтому необходимо будет рассмотреть вариант с установкой на земле. Но площадь свободного участка придется увеличить почти вдвое, чтобы не допустить падения тени от одних наклонно установленных модулей на другие, соседние.

Если это не проблема, понадобится выделить на покупку около $25-26 тыс., или почти 700 тыс. гривен.

Впрочем, окупаемость такой СЭС не превысит 5 лет, а далее начнет приносить постоянный доход более $4000 ежегодно.

Сколько вырабатывает солнечная электростанция

Для примера рассмотрим вариант СЭС мощностью 5 киловатт, а далее проведем простое умножение полученных результатов для станций на 10, 20 и 30 кВт соответственно.

5 кВт

Солнечная электростанция указанной мощности сможет выработать за год:

• в среднем 6-6,5 МВт*ч в год;
• минимум 160 кВт*ч зимними месяцами;
• максимум 750 кВт*ч в летний период.

С помощью специальных online-калькуляторов для СЭС легко подчитать, что за минусом потребления энергии самим оборудованием и согласно действующих «зеленых тарифов» срок окупаемости составит 8,5 года. Все последующие годы вы будете получать от 500 до 600 долларов чистой прибыли.

Важно! При расчете следует учитывать поправку на уровень солнечной инсоляции места установки для каждого региона Украины.

Таким образом, даже сравнительно маломощная 5-киловаттная домашняя солнечная электростанция вполне может использоваться как бизнес.

Для сетевых СЭС на 10, 20 или 30 киловатт все приведенные выше цифры понадобится просто умножить на 2, 4 и 6 соответственно.

Устанавливайте солнечные электростанции и пользуйтесь всеми преимуществами чистой энергии!

2 комментария к “Солнечные электростанции: какие они бывают, как устроены и принцип их работы”

Это расчет для Украины. А вот у нас в России «зеленого тарифа» нет. Любой желающий не сможет работать в общую сеть имея ООО. И тарифы на Украине гораздо выше поэтому выгодно.

Да, различия действительно есть.

Оставьте комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Что такое солнечная электростанция и как она работает?

Широкое распространение в последнее время получили мобильные солнечные электростанции, цена на которые стала вполне доступной.

Кому пригодятся

Современному человеку трудно обходиться без привычных «благ цивилизации»: бытовой техники, мобильной связи, интернета, но иногда сфера деятельности вынуждает отказываться от привычного комфорта. Геологи, нефтяники, рыбаки, охотники, оленеводы, часто оказываются в ситуациях, когда использование традиционных источников энергии невозможно.

В таких случаях портативная солнечная электростанция может стать альтернативным источником электроснабжения. Не обойтись без автономного источника электропитания, если требуется освещение временных сооружений, находящихся на больших расстояниях от линии электропередачи.

Служащие МЧС, имея в своем арсенале такие электростанции, в экстремальных условиях могут быстро развернуть комплекс аварийного электропитания и использовать его в полевых условиях, обеспечивая бесперебойную работу необходимого электрооборудования.

Для чего нужны СЭС

Солнечные электрические станции используют для электроснабжения приборов, рассчитанных на напряжение 220 В и частоту переменного тока 50 Гц. Возможно и питание приборов, работающих на постоянном токе в диапазоне 1,5 – 12 В.

Автономный источник энергии способен обеспечить работу любых комплектов осветительных приборов и любого электрооборудования, в том числе:

• насосов,
• радиостанций,
• систем противопожарной защиты,
• мобильных телефонов,
• ноутбуков, персональных компьютеров,
• навигаторов.

Что собой представляют СЭС

Портативные солнечные мини-электростанции непрерывно работают в течение 8 часов после четырехчасовой подзарядки светом

Принцип работы мини-электростанции основан на превращении энергии солнечного света в электрическую. Схема устройства предусматривает возможность ее накопления, благодаря наличию в комплекте аккумуляторов.

Основной поставщик источников альтернативного электроснабжения небольшой мощности – МПП «Квант». Это одна из научно-технических разработок Роскосмоса. В комплект отечественных солнечных электростанций входят фотоэлементы в виде пластин, вырабатывающие электрический ток мощностью до 33 Вт. При этом масса всей конструкции, включая аккумуляторы, всего 1,6 кг.

Кроме того, на отечественном рынке имеются компании, предлагающие инженерные решения и проекты сборки электростанций мощностью от 10 кВт. Такие компании выполняют не только расчеты соответствующих схем, но и осуществляют работы по сборке фотоэлектрических систем любой сложности.

Различают три вида электростанций большой мощности (от 10 кВт):

• станции, являющиеся составной частью традиционной сети электроснабжения,
• резервные (используются при отключении линии электропередачи),
• автономные (используются как самостоятельный источник электроснабжения).

Модули мощностью 10 кВт устанавливаются на южном скате крыши здания и используются или для полного его энергообеспечения, или для снижения затрат на электроэнергию, получаемую традиционным способом (от линии электропередачи). Расчеты показывают, что экономия весьма существенна, и за несколько лет компенсирует затраты на приобретение конструкции.

По расчетам, с учетом ежегодного повышения оплаты за потребляемую электроэнергию, высокая (но не заоблачная) цена такой электростанции будет полностью компенсирована через 15 17 лет ее использования. Но существуют расчеты и более оптимистичные. Их авторы обещают окупаемость установок мощностью 10 кВт за 2 года, ведь они вырабатывает ежегодно до 100 ГДж бесплатной электрической энергии.

Как работают СЭС

Принцип работы модулей основан на явлении внутреннего фотоэффекта. Под действием света в полупроводниках образуются свободные носители заряда – «дырки» и электроны – под действием электрических полей начинающие упорядочено двигаться. Это и есть постоянный ток.

Схема работы станции 10 кВт такова: в ясную солнечную погоду электроснабжение здания осуществляется от солнечных батарей. Счетчик электроэнергии в это время стоит, так как потребление энергии из общей сети прекращается. Если же освещенности для выработки тока недостаточно, потребление из общей сети возобновляется.

Переключение автономной сети с одного источника питания на другой в автоматическом режиме осуществляет сетевой инвертор. Основное его назначение – преобразование постоянного тока в ток переменный, с теми же характеристиками (частотой и действующим напряжением).

Что входит в комплект СЭС

Перечень оборудования, являющегося стандартным комплектом солнечных электростанций для автономного электропитания, не так уж велик:

• фотоэлектрические модули общей мощностью 10 кВт,
• система креплений (1 комплект),
• сетевой инвертор, принцип действия которого позволяет синхронизировать работу традиционного и альтернативного источников питания,
• коннекторы (три комплекта),
• наборы кабелей,
• заземление.

Система креплений предназначена для установки модулей на скате крыши. Коннекторы служат для подключения солнечных батарей. Все оборудование надежно и долговечно.

Преимущества использования

1. Главным плюсом преобразователей света в электрическую энергию можно считать то обстоятельство, что для их эксплуатации не требуется специальных знаний – станция 10 кВт работает в автоматическом режиме.
2. Кроме того, несомненным достоинствам следует считать неисчерпаемость источника энергии для работы станции. Расчеты ученых свидетельствуют: Солнце будет излучать около 5 млрд лет.
3. Долговечность и надежность работы электростанции на солнечных батареях объясняются тем, что эти батареи практически не изнашиваются и крайне редко выходят из строя, так как не содержат движущихся частей. Аккумуляторы солнечной энергии служат не менее 26 лет (некоторые источники свидетельствуют о полувековом сроке службы аккумуляторов), что подтверждают не только расчеты, но многолетняя практика использования.
4. Еще один немаловажный плюс мощность установки можно изменять, увеличивая или уменьшая количество батарей в схеме.
5. Электрическая энергия от таких электростанций мощностью 10 кВт достается владельцу совершенно бесплатно (не считая единовременной суммы, потраченной на приобретение самой станции) и является экологически чистой.
6. Подключение не требует больших временных затрат.
7. Если СЭС работает параллельно с традиционным электроснабжением, она может выступать в роли источника бесперебойного питания, и это тоже несомненный «плюс» в пользу установки 10 кВт.

Безопасность в использовании станций

Владельцы мобильных или стационарных электростанций не должны забывать о необходимости проведения профилактических работ по обслуживанию батарей и их соединений не менее двух раз в год.

Нельзя забывать и о сезонной разности солнечной инсоляции, поэтому зимой мощность станции придется увеличивать путем добавления модулей. В начале лета лишние модули снимаются оставшихся будет вполне достаточно, чтобы обеспечить жильцам дома бесперебойное освещение, водоснабжение, работу бытовых электроприборов.

Следует помнить, что как бы привлекательно ни выглядело очередное достижение научной мысли, в нашем мире ничего идеального нет. Есть минусы и у СЭС:

Главный недостаток – невысокий КПД (коэффициент полезного действия), всего 20 % (например, ветряной двигатель имеет КПД 40 %). Это значит, что только пятая часть падающей на батареи световой энергии превращается в электрическую.

Говоря о минусах, следует отметить и тот факт, что ночью СЭС не работает, следовательно, необходимы большие аккумуляторы для хранения энергии.

Существенным минусом можно считать высокую цену конструкции – около миллиона рублей.

Заключение

Итак, мобильные солнечные мини-электростанции способны обеспечить уровень комфорта и безопасности людей, в силу обстоятельств оказавшихся вдали от коммуникаций, необходимых для их жизнеобеспечения.

А стационарные станции, благодаря батареям, генерирующим электрическую энергию за счет излучения солнца и накапливающие ее в аккумуляторах, могут полностью или частично заменить электроснабжение от линии электропередач.

Кроме экономии денежных средств, солнечный генератор сэкономит немало нервов, и даст возможность испытать ни с чем не сравнимое чувство независимости от произвола энергетиков с их бесконечными «плановыми» и «веерными» отключениями электроэнергии.

Виды солнечных электростанций, принцип работы, примеры

Ежедневно потребление электричества в мире растёт. При этой его выработка постоянно дорожает. Тепловые электростанции наносят существенный ущерб окружающей среде и работают на источниках энергии, которые рано или поздно закончатся. Гидроэлектростанции тоже отрицательно сказываются на ОС, хотя и наносят меньший вред. Атомные ЭС имеют много сложностей с подготовкой топлива и утилизацией отработавшего сырья. Поэтому электроэнергия от всех этих видов ЭС не может быть дешёвой. Поэтому в развитых странах уже давно стали обращать внимание на альтернативные источники энергии. В частности, на солнечные электростанции. Излучение Солнца является возобновляемым источником энергии. К тому же эта энергия бесплатна. За несколько дней на землю от солнца приходит такое количество энергии, которое людям хватит на всю жизнь. В этой статье речь пойдёт о промышленных электростанциях. Мы рассмотрим принцип их действия, основные виды, плюсы и минусы. Мобильные солнечные электростанции для дома и дачи будут рассмотрены в отдельной статье.

Принцип работы и виды солнечных электростанций

Солнечная электростанция (СЭС) представляет собой сооружение, с помощью которого энергия солнца преобразуется в электрическую. Варианты преобразования зависят от вида электростанции. В основном можно выделить два способа получения электричества на СЭС:

• Преобразование солнечной энергии в тепловую, а затем в электрическую;
• Преобразование солнечной энергии напрямую в электричество.

Башенные СЭС

Этот тип солнечных электростанций базируется на получении пара посредством тепловой энергии от солнца. В центре конструкции находится башня, высота которой 18─24 метра. Высота зависит от мощности и может выходить за указанные пределы. Сверху башни расположен резервуар с водой. Ёмкость выкрашена в чёрный цвет, чтобы увеличить степень поглощения солнечного излучения. В башне работает группа насосов, перекачивающих из турбогенератора в нагреваемую ёмкость. Вокруг башни на большой площади находятся так называемые гелиостаты.

Гелиостаты направляют солнечную энергию на ёмкость башни

Схема башенной солнечной электростанции

Гелиостат представляет собой зеркало. Обычно его площадь несколько «квадратов». Зеркало крепится на специальной регулируемой опоре и подключено к системе позиционирования всех гелиостатов. Это нужно для того, чтобы зеркало меняло позицию при изменении положения солнца. Для работы электростанции требуется, чтобы все зеркала направляли отражённые лучи на резервуар.

Когда погода ясная, в резервуаре температура может доходить до 700 градусов Цельсия. Уровень температуры примерно соответствует тепловым электростанциям. Поэтому для выработки электроэнергии из пара применяются стандартные турбины. КПД башенных СЭС достигает 20 процентов при достаточно высоких мощностях.
Вернуться к содержанию

СЭС на фотоэлектрических модулях

Солнечные электростанции этого вида получили широкое распространение благодаря использованию в частном секторе. Конструкция включает в себя большое количество отдельных фотоэлектрических модулей разной мощности и с различными параметрами на выходе. Подобные СЭС используются для энергоснабжения домов, дач, санаториев, некоторых промышленных объектов.

СЭС на фотоэлектрических модулях

Солнечные электростанции тарельчатого типа

Электростанции этого типа, как и башенные, получают тепловую энергию солнца, а затем преобразуют её в электрическую. Однако есть различия в конструкции. СЭС тарельчатого типа состоит из нескольких. Модуль представляет собой опору с ферменной конструкцией отражателя и приёмника.

СЭС тарельчатого типа

Аэростатные СЭС

Аэростатные СЭС могут быть двух видов:

• Солнечные фотоэлементы или поглощающая тепло поверхность находятся на аэростате. КПД в этом случае около 15 процентов;
• Этот вариант подразумевает использование параболической металлизированной плёнки, вогнутой внутрь под давлением газа. В ней концентрируется солнечная энергия. Цена такой плёнки меньше, чем у солнечных батарей и прочих отражающих поверхностей.

Преимущество аэростата заключается в том, что на его высоте (больше 20 километров) не затенения, осадков и ветра. Верхняя часть аэростата делается из армированной прозрачной пленки. В середине находится концентратор в виде параболы из металлизированного материала. Отражённый свет концентрируется на термопреобразователе. Он охлаждается водородом (преобразование энергии с разложением воды) или гелием (если энергия передаётся дистанционно посредством СВЧ излучения или радиоволн). Сам шар ориентируется на солнце посредством гироскопов, а управляется посредством перекачки балласта (вода). В одном аэростате может находиться несколько модулей (плавающих шаров).
Вернуться к содержанию

С параболоцилиндрическими концентраторами

Конструкция таких электростанций заключается в нагреве теплоносителя для подачи турбогенератор. На постаменте закрепляется параболоцилиндрическое зеркало, которое фокусирует отражённый свет на трубке, где проходит теплоноситель. Он разогревается, попадает теплообменник, где отдаёт тепло воде. Вода переходит в пар и подаётся в турбогенератор для выработки электроэнергии.
Вернуться к содержанию

Солнечно-вакуумные электростанции

Этот вид электростанций использует энергию потока воздуха. Этот поток создаётся благодаря разности температур в слое воздуха у земли и на некоторой высоте (делается участок, закрытый стёклами). Конструкция таких СЭС включает в состав высокую башню и участок земли, накрытый стеклом.

В основании башни находится воздушная турбина и генератор, вырабатывающий электроэнергию. Мощность, которую он вырабатывает, увеличивается при росте разницы температур. Эта разница зависит от высоты башни. Благодаря тому, что такая СЭС использует энергию нагретой земли, она может функционировать практически круглые сутки.

Электростанции на двигателе Стирлинга

Конструкция таких СЭС представляет собой параболические концентраторы, фокусирующие отражённый свет на двигатель Стирлинга. Есть вариации двигателей Стирлинга, преобразующих электрическую энергию без применения кривошипно-шатунных механизмов. Это даёт возможность добиться высокой эффективности установки. В среднем эффективность находится на уровне 30 процентов. Рабочим телом в таких установках является гелий или водород.

Комбинированные

Часто на различных видах электростанций ставится теплообменная аппаратура для того, чтобы получать техническую горячую воду. Часто она используется в системе отопления. Такие станции называют комбинированными. Так, что параллельная работа фотоэлементов и солнечных коллекторов далеко не редкость.
Вернуться к содержанию

Плюсы и минусы солнечных электростанций

Описанные ниже преимущества и недостатки в равной степени справедливы для стационарных электростанций большой мощности и небольших портативных.

Плюсы

• Фотоэлектрические панели улавливают свет, даже когда на небе тучи. Они могут улавливать лучи, недоступные для нашего глаза. Таким образом, электростанция работает беспрерывно;
• Есть возможность комбинировать получение энергии из нескольких источников. Обычно применяют ветро─солнечные батареи, сочетающие возможности обоих типов электростанций. Такая связка может функционировать практически беспрерывно без оглядки на внешние факторы;
• Мобильные электростанции имеют небольшие габариты и могут использоваться для обеспечения электроэнергией дома;
• Средний срок службы оборудования СЭС составляет 30─50 лет. При подключении накопительных аккумуляторов, энергия может быть запасена днём и затем использоваться ночью;
• Солнечная энергия бесплатна;
• Солнечные электростанции надёжны, долговечны и дешёво обходятся в обслуживании.

Минусы

• Нельзя использовать фотоэлементы ночью. По этой причине нужно использовать накопительные аккумуляторы;
• Не во всех климатических зонах солнечные электростанции имеют одинаковую эффективность;
• СЭС имеют низкий КПД. В большинстве случаев он составляет 20 процентов. То есть, остальные 80 процентов солнечной энергии теряются. Если сравнивать с другими альтернативными электростанциями, то ветряные имеют КПД до 40, а приливные ─ до 70 процентов.

Примеры СЭС

Теперь, давайте, рассмотрим примеры солнечных электростанций, которые есть в мире.

ТОП 5 самых мощных СЭС в мире

Группа СЭС в штате Гуджарат (Индия)

Этот комплекс электростанций находится в штате Гуджарат. В этом проекте объединены 46 объектов, перерабатывающих солнечную энергию, общей мощностью 856,81 мегаватт. Самым мощным является «Солнечный парк» на севере Гуджарат в местечке Чаранка.

Индия ставит перед собой амбициозную цель – добиться 15 процентов электроэнергии из альтернативных источников. И комплекс СЭС является одним из шагов в этом направлении. В разработке и строительстве этого проекта принимали участие десятки компаний из различных стран.
Вернуться к содержанию

СЭС находится в США (штат Калифорния). Объект был запущен в конце прошлого года. Строительство было запущено в 2011 году в районе Antelope Valley. При строительстве станции использовано 3800 тысяч солнечных панелей. Пятая часть этих панелей находится на шасси и имеют возможность поворачиваться вслед за солнцем.

Год назад в США построили СЭС Star в Калифорнии

Topaz

Электростанция также находится в Калифорнии и была запущена в 2014 году. Её построила и эксплуатирует американская компания First Solar. Topaz – это один из крупнейших проектов в сфере солнечной энергетики. Стоимость строительства этой станции составляет 2,5 миллиарда долларов.

В состав СЭС вошли 9 миллионов солнечных модулей. Они выполнены из теллурида кадмия. Суммарная мощность составляет 550 мегаватт электроэнергии. Властями Калифорнии к 2020 году поставлена задача обеспечения электроэнергией из альтернативных источников на 33 процента от всего вырабатываемого объёма.

Sunlight Farm

Ещё одна СЭС в Калифорнии, которая была запущена в прошлом году. Этот проект расположен в пустыне Мохаве рядом с Национальным Лесным Парком. Мощность Sunlight Farm составляет 550 мегаватт. В её составе работает около девяти миллионов тонкопленочных фотоэлектрических панелей.
Вернуться к содержанию

Ivanpah

И замыкает пятёрку проект из той же США суммарной мощностью 397 мегаватт, который был построен в 2013 году. Эта электростанция относится к термально-концентрирующим башенного типа. Ivanpah находится неподалёку от Лас-Вегаса в штате Невада. Первоначально проект проектировался на большую мощность, но затем его урезали, чтобы не он не оказал вредного воздействия на жизнь пустынной черепахи. Общая мощность электростанции 397 МВт.

Солнечная электростанция Ivanpah

Солнечные станции в России

На территории России самые мощные СЭС расположены в Крыму. «Перово» рассчитана на 100 мегаватт, а «Охотниково» на 80. Обе станции были построены во время, когда Крым находился в составе Украины. После этого в строй были введены ещё 2 СЭС. Одна в Николаевке общей мощностью 69,7, а вторая во Владиславовке мощностью 110 мегаватт. В системе энергоснабжения Крыма солнечная энергия занимает существенную долю, сравнимую с тепловыми станциями.

В других регионах России можно отметить Кош-Агачскую СЭС. Она находится в республике Алтай. Эта станция заработала в 2014 году. В её составе работает 20880 фотомодулей суммарной мощностью 5 мегаватт. Годом раньше заработала солнечная электростанция такой же мощностью в дагестанском Каспийске. В будущем планируется нарастить её мощность до 9 мегаватт. В Якутии была построена станция мощностью 1 мегаватт, что является рекордом для СЭС за полярным кругом.

В планах строительство СЭС на Ставрополье мощностью 75 мегаватт. Кроме того, компания Xevel собирается развернуть несколько солнечных электростанций на территории Сибири. Их общая мощность составит более 250 МВт. СЭС собираются расположить на побережье Северного Ледовитого океана, на территориях по границам Монголии, Казахстана, Китая. Электростанции от Xevel должны появиться в Забайкалье и Омске.

В силу климатических условий Россия не входит в страны, где высокий процент использования солнечной энергии. Но постепенно солнечные электростанции строятся и есть определённые проекты на будущее.

Типы солнечных электростанций и принципы их работы

Дата публикации: 28 января 2019

• СЭС тарельчатого типа
• СЭС башенного типа
• СЭС с параболическими концентраторами
• С двигателем Стирлинга
• СЭС на фотоэлектрических модулях
• Аэростатные СЭС
• Комбинированные СЭС

Экономичность и перспективность использования солнечной радиации в качестве альтернативного источника энергии и стали основными причинами широкого распространения гелиостанций. Их применяют как в промышленных целях, так и в частных секторах. Солнечные панели – не единственный метод использования энергии солнца. Сегодня ее преобразуют несколькими способами, которые и определяют типы солнечных электростанций (СЭС).

Пожалуй, солнце уже нельзя отнести в топ-10 необычных источников энергии. Разнообразие СЭС подтверждает изученность этой сферы энергетики. Все солнечные электростанции по конструкции подразделяются несколько видов:

• тарельчатого типа;
• применяющие фотопанели;
• работающие на основе параболоцилиндрических концентраторов;
• с двигателем Стирлинга;
• башенные;
• аэростатные;
• комбинированные.

СЭС тарельчатого типа

Тарельчатые СЭС состоят из модулей, поэтому такие станции могут применяться не только самостоятельно. Их включают в группы, тем самым повышая мощность до нескольких мегаватт. Система имеет конструкторский характер сборки. Каждый модуль такой электростанции на солнечной энергии состоит из нескольких частей:

• Опоры. Она предназначена для крепления фермы, которая служит основанием для остальных элементов.
• Приемника. Выполняет функцию концентрации солнечных лучей. Приемником может выступать двигатель Стирлинга или парогенератор.
• Отражателя. Используется, чтобы сконцентрировать солнечные лучи в генератор, расположенный прямо перед ним. Именно форма отражателя в виде тарелок дала название таким СЭС. Зеркала расположены на ферме по радиусу. Каждое из них индивидуально настроено.

Диаметр зеркал может достигать 2 м. Автономные СЭС работают только на одном модуле. Другой вариант конструкции, когда параллельно работают сразу несколько десятков модулей. Подобные станции особенно распространены на территории Нидерландов и в штате Калифорния в США.

СЭС башенного типа

Башенные гелиостанции работают по тому же принципу, что и тарельчатые. Основу системы составляет башня, достигающая в высоту 18-24 м. Ее располагают по центру всей установки. Составляющие башни:

• Резервуар, наполненный водой. Чтобы поглощать максимум солнечного излучения, он покрашен в черный цвет..
• Насосная группа. Образующийся пар нужно доставить на турбогенератор, что и делает насос.

Вторая составляющая станции – гелиостаты, которые окружают башню. За счет включения в общую систему позиционирования зеркала подстраиваются под положение солнца, меняя свою ориентацию. Температура в резервуаре достигает 700 °C в яркую солнечную погоду, а КПД – 20%.

СЭС с параболическими концентраторами

Электрогенерирующая способность таких СЭС тоже связана с отражательной способностью зеркал. Вместо тарелок в основе конструкции находится параболический цилиндр длиной до 50 м. Его составляют из отдельных модулей. В фокусе такого отражателя расположена трубка, предназначенная для движения жидкого теплоносителя. Чаще всего эту роль выполняет масло. Как работает солнечная электростанция:

1. При прохождении всего пути теплоноситель нагревается, передавая свое тепло воде.
2. Она преобразуется в пар, который направляют на турбогенератор.
3. Устройство преобразует полученную энергию в электричество.

Девять подобных СЭС были построены еще в 80-х годах в Калифорнии. Суммарная мощность установок составила 354 МВт. Но на практике оказалось, что эффективность таких СЭС значительно ниже, чем тарельчатого и башенного типа.

Несмотря на это, гелиостанции с параболическими концентраторами продолжают строиться. Так, в 2016 году подобную установку ввели в эксплуатацию в Марокко. Здесь ее расположили в пустыне Сахара, рядом с Касабланкой. Мощность установки достигла 500 МВт. Ее обеспечивают 0,5 млн зеркал длиной 12 м.

С двигателем Стирлинга

СЭС с двигателем Стирлинга – это разновидность гелиостанций, тоже состоящих из параболических концентраторов. Разница здесь лишь в конструкции, которую помещают в их фокусе. Здесь это именно двигатель Стирлинга, представляющий собой двигатель с маховиком. Система представлена замкнутым рабочим контуром, по которому движется газ или жидкость. В частности, для СЭС применяют водород или гелий.

Главное отличие такой установки – суммарный КПД до 34%. Принцип действия солнечной электростанции:

1. Каждый концентратор благодаря альбедо в 95% отражает солнечные лучи.
2. Они попадают на двигатель, одна из сторон которого за счет этого нагревается.
3. Вторая сторона охлаждается окружающим воздухом, а система в это время двигает поршень Стирлинга туда-сюда, что обеспечивает генерацию до 40 кВт энергии.
4. Часть ее тратится на воздухообмен и перемещение зеркал концентраторов, которые поворачиваются вслед за Солнцем.
5. Вычтя эти затраты, можно получить величину «чистой» генерации в 33 кВт, что и обеспечивает указанный выше КПД в 34%.

Получается, что станция работает за счет колебаний поршня, которые преобразуются в электроэнергию. КПД оказывается примерно в 2 раза выше, чем у обычных гелиотермальных установок. Это обусловлено также и тем, что при сочетании двигателя Стирлинга и концентраторов параболической формы рабочий зазор будет совсем небольшим. В результате затраты на нагрев воздуха между генератором и зеркалом значительно снижаются.

СЭС на фотоэлектрических модулях

Фотоэлектрические гелиостанции считают классическими. В их основе лежит применение солнечных батарей и модулей. Если электроснабжение требуется для небольших объектов, применяют модули без кремниевых элементов. Их устанавливают на крышах или участке земли.

Для промышленных объектов предусмотрены более мощные фотобатареи, которые занимают значительные площади. Принцип работы такой гелиоэлектростанции прост. Для получения электричества преобразуют энергию фотонов света. Станция может работать на отдельный насос или снабжать электричеством целый поселок. Все зависит от количества и мощности панелей. Они особенно распространены в частном секторе. Правильно выбрать солнечную батарею для дома совсем несложно.

Аэростатные СЭС

Только аэростатные СЭС собирают до 97% всей солнечной энергии. Их преимуществом считают и то, что они занимают сравнительно небольшую площадь. Основа конструкции – громоздкий баллон аэростата, который располагается в воздухе. Независимо от погоды и времени суток он поглощает все солнечные лучи. Это обеспечивается возможностью поднимать и опускать баллон.

Комбинированные СЭС

Уже из названия понятно, что комбинированные СЭС совмещают в себе разные типы гелиостанций. Часто сочетают между собой солнечные батареи и концентраторы – тарельчатые или параболические. Кроме производства энергии на солнечных электростанциях предусмотрена возможность обеспечения населения горячей водой. Ее нагрев осуществляют за счет дополнительно установленных теплообменных конструкций.

Разнообразие видов солнечных электростанций только подтверждает, что сегодня они активно развиваются. В связи с этим крупные компании продолжают вкладывать в строительство таких установок серьезные инвестиции. Гелиостанции окупают себя за несколько лет и остаются рентабельными в отличие от ископаемых ресурсов, цены на которые постепенно растут. Существующие же виды СЭС продолжают совершенствовать, чтобы устранить их основные недостатки. В будущем это позволит использовать солнечную энергию на полную мощность как в промышленных, так и в гражданских целях.

• Сроки службы и окупаемости солнечных батарей
• Солнечные батареи в борьбе с грызунами
• Привычные устройства в необычном исполнении
• Покоряем морские просторы на солнечной яхте

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Плюсы и минусы солнечных электростанций

Дата публикации: 18 января 2019

• Солнце как источник энергии
• Солнечные электростанции: плюсы и минусы

Солнце — доступный и мощный источник альтернативной энергии. Технологии позволяют применять солнечную энергию как для электроснабжения удаленных населенных пунктов, так и для питания спутников на орбите Земли. Тем не менее, из-за некоторых особенностей солнечные электростанции (СЭС) пока поставляют лишь небольшую долю энергии.

Солнце как источник энергии

Солнце можно сравнить с термоядерным реактором, который прослужит еще 5 миллиардов лет. По мощности излучения 1 метр квадратный площади Солнца сравним с миллионом электроламп. Этой мощи с избытком хватит для обеспечения потребностей людей. Остается только собрать эту энергию и преобразовать ее в удобную для использования форму.

В ясный день на квадратный метр поверхности Земли приходится 1 кВт солнечной энергии. Современная солнечная панель такой же площади может собрать и преобразовать 170 Вт, то есть ее КПД равен 17%. Для того, чтобы заменить энергию всех электростанции Земли гелиоэнергией, нужно всего 66000 квадратных километров гелиопанелей. Такой гелиопарк занял бы всего 1% площади Сахары.

Способы получения тепла и электричества из Солнца:

• Пассивный способ использования гелиоэнергии очень прост: жидкость помещается в контейнер темного цвета, который нагревается под лучами солнца. Полученное тепло используется, к примеру, для обогрева помещений. В более прогрессивном виде этот способ используется в строительстве, когда сама конструкция здания служит аккумулятором тепла Солнца.
• Активный способ предполагает использование коллекторов (воздушные, плоские и вакуумные) или батарей. Первые преобразуют энергию Солнца в тепло, вторые — в электричество. Большинство гелиоэлектростанций включают в себя модули из коллекторов или батарей.

Солнечные электростанции: плюсы и минусы

Достоинства солнечных электростанций

• СЭС — это возобновляемый источник энергии. Еще более 5 млрд. лет жители Земли могут не беспокоиться об истощении солнечного ресурса. По человеческим меркам, это неисчерпаемый энергоресурс, и развитие гелиотехнологий — это существенный вклад в жизнь будущих поколений.
• Гелиосистемы могут работать в любой точке земли — как на экваторе, так и в Антарктиде. Температура воздуха роли не играет, необходим лишь доступ к солнечному свету.
• СЭС оказывают минимальное воздействие на окружающую среду. Конечно, и изготовление, и транспортировка , и установка гелиосистем сопровождаются выбросами в атмосферу, но по сравнению с традиционными энергосистемами, эти малозначимые эффекты.
• В гелиосистемах нет особых движущих узлов, кроме, например, сервопривода, который регулирует расположение панелей в пространстве. Поэтому гелиостанции работают бесшумно. Это позволяет устанавливать СЭС даже на крышах и стенах жилых домов.
• Солнечные электростанции сохраняют свою эффективность 25 лет. После этого срока некоторые показатели снижаются, но станция продолжает работать. Обновлять систему можно частями, заменяя отдельные модули на новые.
• Гелиосистемы применяются в разных сферах: они поставляют электричество в труднодоступные регионы, где нет централизованных электросетей; используются для опреснения воды; питают спутники на орбите и так далее.
• Потенциал СЭС растет с развитием науки. Открытия в квантовой физике и нанотехнологиях позволят увеличить мощность гелиостанций. А инженерный разработки смогут превратить жилое здание в маленькую СЭС.

Недостатки солнечных электростанций

• Эффективность СЭС зависит от времени суток и погодных условий. По ночам солнце не светит, а в условиях облачности свет слишком рассеянный. Хотя, например, вакуумные СЭС очень чувствительны к инфракрасному излучению, поэтому накапливают гелиоэнергию даже в пасмурную погоду (пусть и с более низкой эффективностью). В основном же, эта проблема солнечных электростанций решается за счет оборудования их аккумуляторами для запасания энергии и последующего ее использования в неблагоприятных для СЭС условиях.
• Техническое обслуживание гелиостанций. Вне зависимости от типа, гелиопанели регулярно нуждаются в очистке от пыли. Кроме того, некоторые типы панелей могут перегреваться, поэтому они нуждаются в системах охлаждения или вентиляции.
• Атмосфера над СЭС может нагреваться настолько, что пролетающие над ней птицы просто испаряются. По некоторым источником, над крупными гелиоустановками погибает одна птица каждые две минуты.
• Хотя гелиоэнергетика считается, в целом, «зеленой» отраслью, изготовление гелиоустановок происходит с выбросом парниковых газов.
• Современные гелиопанели обладают мощностью энергоносителя около 16-18 Ватт на квадратный метр. Этот показатель можно одновременно считать достоинством и недостатком солнечной электростанции. В этом солнечная энергетика превосходит другие альтернативные источники энергии, но уступает традиционным — углю, газу, нефти и атомной энергии.
• Гелиоустановки все еще отличаются высокой стоимостью, и это главный спорный момент в их использовании. Это вызвано, например, применением в них редких и дорогих элементов: теллура и индия. Да и аккумуляторные батареи, которые стабилизируют поступление энергии от гелиоустановок, обходятся в немалые суммы. Вопрос стоимости чаще всего решается на государственном уровне, когда власти предлагают субсидии предприятиям и частным лицам для перехода на солнечное электроснабжение.

Если бы не стоимость, СЭС быстро бы стали мировым лидером в альтернативной энергетике.

• От ночника до электростанции
• Миниатюрные линзы и зеркала концентрируют солнечную энергию
• Солнечные панели уже способны обеспечить мир чистой энергией
• Вращающиеся солнечные установки от V3Solar

Я бы хотел установить себе солнечную батарею в квартиру, ведь летом много солнца, а значит что и электроэнергии много можно съэкономить. А это уже как прибавка к зарплате, что всегда радует!

Помню, как все раньше удивлялись ночным фонарикам, которые днем заряжались от солнца, а ночью сами по себе светились, но сейчас это уже обычное дело. Прогресс движется в правильном направлении. Экологичность и возобновляемость — это наше будущее.

И всё же прогресс не стоит на месте, и каждый из проблемных моментов, тормозящих пока что развитие этого вида электростанций, сегодня активно прорабатывается инженерами и учёными. Шаг за шагом, рентабельность солнечных электростанций постоянно растёт.

Я удивилась, конечно же, когда увидела, что солнечные батареи продают в совершенно обычных магазинчиках электроники. Видела я это в Европе, не знаю, может и в России такое тоже есть. Но за солнечными батареями будущее.

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Как выбрать солнечную электростанцию для дома

Как работает солнечная электростанция

Первые солнечные электростанции появились в США, хотя идея их создания принадлежала советскому инженеру Н. В. Линицкому. Принцип работы солнечных генераторов прост: энергия Солнца преобразуется фотоэлементами батарей в солнечное излучение, передаваемое к контролеру заряда. Постоянный ток передается на инвертор, а там, преобразуясь в переменный 220 В, идет в электрическую сеть жилища. Батареи соединены в цепь, образуя систему автономной солнечной электростанции. Избыток энергии направляется в коммунальные электросети. При нехватке энергии ее восполняют из коммунальной сети, поддерживая таким образом стабильный режим напряжения и силы тока.

Солнечная энергетика переживает бурный период развития, намного опережая другие альтернативные источники энергообеспечения. Каждые три года объемы генерации энергии солнечными станциями увеличиваются вдвое, и темпы продолжают расти. Преимущества, недостатки солнечных электростанция и отзывы о них активно обсуждаются потребителями в интернете. Сегодня многие задумываются об установке СЭС и хотят знать об их достоинствах.

Плюсы и минусы солнечных электростанций

К преимуществам таких станций отнесем:

• Постоянный бесплатный источник питания
• Возможность увеличения мощности системы до 30 кВт
• Короткий срок окупаемости СЭС 4-5 лет делает ее экономически очень выгодной
• Бесшумность и абсолютная экологическая безопасность
• СЭС не требуют технического обслуживания
• Большой ресурс эксплуатации. Любая солнечная электростанция (СЭС) работает более 25 лет
• Развитый сервис и гарантийное обслуживание компонентов

Из недостатков отметим:

• Доля солнечной энергетики в общем объеме генерации электроэнергии очень мала. Эффективность, например, ядерной энергетики гораздо выше, чем солнечной
• На выработку электроэнергии СЭС влияет погода: из-за неблагоприятных условий объем производства может резко сократиться
• Для выработки достаточного объема электроэнергии требуются большие площади солнечных батарей

Несмотря на недостатки, СЭС активно отвоевывают энергорынок. Способствует этому и снижение стоимости оборудования ‑ еще совсем недавно развитию технологии мешали высокие цены на солнечные электростанции.

Сколько стоит комплект солнечной электростанции для дома

Приведу несколько примеров стоимости комплекта солнечных электростанций для дома.

1. Электростанция «Солнечная дача», 1.6 кВт/400Ач/1000 Вт, совместное производство Россия-Китай, цена 159 660 рублей за комплект

Предназначена для обеспечения электричеством небольших объектов, не подключенных к электросетям. При эксплуатации в средней полосе России в солнечный период (апрель-сентябрь) станция производит 4,4 кВт ч в сутки, осенью и зимой до 2,0 кВт ч в сутки.

В комплект входит:

1. Панель солнечная 250 Вт ‑ 4 шт.
2. Контролер АКБ ‑ 1 шт.
3. Инвертор Expert MKS ‑ 1 шт.
4. Аккумуляторная батарея ‑ 2 шт.
5. Стеллаж ‑ 1 шт.
6. Щит автоматического управления ‑ 1 шт.
7. Комплект проводов ‑ 1 шт.

Дополнительно потребуется: монтажные крепления панелей и комплект кабелей для удаления более 5 м. Минимальный срок службы СЭС 25 лет. Элементы станции не требуют сервисного обслуживания в период эксплуатации.

2. Электростанция «Солнечный Дом», 2.4 кВт, 400Ач, 500 Вт», совместное производство Россия-Китай, цена 143 980 рублей за комплект

Предназначена для обеспечения электричеством объектов, не подключенных к электросетям. При эксплуатации в средней полосе России в солнечный период (апрель-сентябрь) станция производит 3,6 кВт ч в сутки, осенью и зимой до 1,2 кВт ч в сутки.

В комплект входит:

1. Панель солнечная 250 Вт ‑ 2 шт.
2. Инвертор, контроллер заряда ‑ 1 шт.
3. Аккумуляторная батарея гелиевая, 200Ач ‑ 2 шт.
4. Стеллаж ‑ 1 шт.
5. Щит автоматического управления ‑ 1 шт.
6. Комплект проводов ‑ 1 шт.

Можно подключить суммарно:

• свет 40 Вт, на 5 часов в сутки;
• ТВ 150 Вт, на 5 часов в сутки;
• холодильник 150 Вт, на 10 часов в сутки;
• насос для воды 1000 Вт, на 0,5 часа в сутки.

Дополнительно потребуется: системы установки и крепления панелей и кабели для удаления более 5 метров. Требуется сервисное обслуживание.

3. Электростанция «Солнечный дом», 12 кВт*ч/сутки, совместное производство Россия-Китай, цена 456 900 рублей за комплект

Предназначена для обеспечения электричеством дома с полным набором электротехники, в котором живут до 5 человек. При эксплуатации в средней полосе России в солнечный период (апрель-сентябрь) станция производит 15 кВт ч в сутки.

В комплект станции входят:

1. Батарея солнечная монокристаллическая, 200 Ватт ‑ 12 шт.
2. Аккумуляторы гелиевые ‑ 8 шт.
3. Контроллер заряда – 1 шт.
4. Источник питания – 1 шт.
5. Соединительные разъемы ‑ 10 пар
6. Разветвители – 3 пары
7. Кабель – 60 м
8. Перемычки соединения аккумуляторов последовательные ‑ 6 шт.
9. Перемычки соединения аккумуляторов параллельные – 2 шт.

Позволяет подключить суммарно:

• Свет ‑ 75 Ватт, на 5 часов в сутки
• ТВ ‑ 70 Ватт, на 3 часа в сутки
• Холодильник ‑ 200 Ватт, на 8 часов в сутки
• Чайник ‑ 2000 Ватт, на 0,5 часа в сутки
• Насос для воды ‑ 1000 Ватт, на 0,5 часа в сутки
• Котельная автономная ‑ 100 Ватт, на 6 часов в сутки
• Компьютер ‑ 300 Ватт, на 4 часа в сутки
• Кондиционер ‑ 500 Ватт, на 9 часов в сутки

Сервисное и гарантийное обслуживание на территории РФ.

Выводы

В настоящее время солнечные батареи используются, в основном, в регионах, где нет возможности подключения к электрическим сетям. Однако с течением времени альтернативные источники энергии становятся все более дешевыми и перспективными, растет их КПД, технологические возможности, появляются новые способы управления, аккумулирования энергии и т. д. Государственная политика также направлена на стимулирования экологически безопасных способов энергообеспечения. Можно с уверенностью прогнозировать в ближайшем будущем выход солнечной энергетики на новый уровень, хотя уже сегодня использование СЭС экономически оправдано.

Преимущества и недостатки солнечной энергии

Вредна ли солнечная энергия для окружающей среды? Достаточно ли эффективны солнечные панели для питания вашего дома? Сколько стоят солнечные панели? Узнайте все о том, как солнечная энергия переводит мир на возобновляемые источники энергии.

Когда мы говорим о возобновляемых источниках энергии, невозможно не упомянуть самый изобильный доступный нам источник: солнце. Количество солнечной энергии, произведенной всего за один час, может обеспечить годовой запас электроэнергии для всего мира! С таким безграничным ресурсом неудивительно, что правительства адаптируют наше глобальное энергоснабжение к солнечной энергии. Но, как и во всем остальном, есть также преимущества и недостатки солнечной энергии, которые следует учитывать, в том числе, является ли солнечная энергия более вредной для окружающей среды, чем мы думали вначале.

По мере того, как все больше населения мира получает доступ к электричеству, спрос на дешевую энергию возрастает. Этот спрос привел к возникновению экономики, которая в значительной степени зависит от ископаемого топлива, которое создает выбросы парниковых газов, которые в настоящее время приводят к перегреву нашей планеты.

Параллельно работают постоянные разработки в области технологий и автоматизации, которые вызывают потребность в еще большей мощности.

Все это означает, что устойчивые источники энергии важны как никогда.

Чистая и возобновляемая солнечная энергия может помочь преодолеть разрыв в ископаемом топливе, обеспечивая при этом доступ к электричеству для всех. Фактически, прямо сейчас солнечная энергия является самой быстрорастущей формой возобновляемой энергии во всем мире.

Но, несмотря на ценные преимущества использования солнечной энергии для удовлетворения наших потребностей в электроэнергии, это не только солнечный свет и радуга.

Солнечная энергия, как и все формы производства энергии, имеет собственный углеродный след. Фактически, ни один возобновляемый источник энергии еще не является чистым на 100%. Когда вы учитываете, как материалы добываются, производятся, транспортируются и используются, мы внезапно обнаруживаем скрытые затраты. И это еще до того, как мы даже начали говорить об утилизации .

Как работает солнечная энергия?

Чтобы лучше понять, как сбор и использование солнечной энергии влияет на окружающую среду, давайте сначала вернемся к тому, как работают солнечные панели.

Солнечные электрические панели, также известные как фотоэлектрические, отвечают за улавливание солнечной энергии и преобразование ее в полезную электроэнергию. Они состоят из небольших блоков, называемых солнечными элементами, которые сделаны из полупроводниковых материалов, обычно кремния.

Когда солнечный свет попадает на этот материал, он заставляет частицы света или фотоны сбивать свободные электроны, тем самым создавая поток электричества.

Хотя солнечные панели не обязательно должны быть солнечными, чтобы улавливать свет, они лучше работают в более солнечных местах.

Для работы панелей необходимо создать электрическое поле, и это достигается за счет использования других материалов, таких как бор и фосфор, в сочетании с кремнием для создания положительных и отрицательных зарядов. Фотоэлектрические элементы состоят из монокристаллического кремния (который более эффективен и дороже) и поликристаллического кремния, который дешевле, но имеет меньшую эффективность.

Солнечные панели состоят из следующих элементов:

• Этиленвинилацетат или ЭВА в качестве термостойкого и влагостойкого покрытия
• Полимерный задний лист для регулирования температуры
• Стеклянный лист для защиты от ударов
• Алюминиевая рама
• Распределительная коробка как центральная система

Для производства одного солнечного модуля требуется значительное количество энергии.

Это верно для всех этапов солнечной энергетики, включая добычу, производство, транспортировку, вывод из эксплуатации и демонтаж.

Полная зависимость от солнечной энергии зависит от решения двух основных проблем:

• Неравномерное распределение солнечного света по миру
• Несостоятельность его подачи

Это означает, что хранение и эффективность солнечных панелей – два очень важных фактора.

Хорошая новость заключается в том, что технологии солнечной энергии быстро развиваются – такие инновации, как новый тип солнечных элементов или новый тип материала для кремниевых солнечных элементов, могут навсегда изменить правила игры.

Преимущества солнечной энергии

У солнечной энергии много преимуществ, но солнечная энергия по-прежнему вызывает много вопросов относительно ее экологической ценности, как и сейчас.

Но давайте сначала посмотрим на экологические и финансовые преимущества солнечной энергии:

Солнечная энергия снижает выбросы углерода

Поскольку солнечная энергия в основном полагается на солнце, основным способом положительного воздействия солнечной энергии на окружающую среду является сокращение выбросов углерода и парниковых газов. В отличие от ископаемого топлива, солнечная энергия не использует загрязняющих веществ и не нуждается в других ресурсах, кроме чистой воды.

Солнечные панели уменьшают зависимость от национальной энергосистемы… и ваши выбросы углерода

Использование солнечной энергии помогает значительно сократить потребление электроэнергии из национальной сети. По данным Energy Saving Trust, средний дом, использующий фотоэлектрическую (PV) систему, может сократить выбросы углерода на 1,3–1,6 тонны в год.

Солнечная энергия устойчива

Поскольку население мира продолжает расти, эти ресурсы скоро исчезнут. Поскольку энергия поступает от солнца, источник энергии солнечной системы безграничен, пока существует солнце.

Это снижает нагрузку на ограниченные ресурсы, такие как уголь, нефть и природный газ, которые способствуют глобальному потеплению.

Солнечные панели долговечны

Хотя есть много возможностей для улучшения производственного процесса, солнечные технологии долговечны – около 30 лет при относительно низких затратах на техническое обслуживание.

Конечно, это тоже в конечном итоге приносит пользу окружающей среде, поскольку меньше необходимости в замене и обслуживании, что может привести к большому количеству отходов.

Читайте подробно о том, каков срок службы солнечных панелей: https://znanie-svet.ru/srok-sluzhby-solnechnykh-paneley/

Солнечная энергия снижает загрязнение воды

Как и любой производственный процесс, изготовление солнечных панелей требует использования воды.

Однако общее количество воды, необходимое для солнечной энергии, по-прежнему значительно меньше, чем для других источников энергии, которым вода нужна для охлаждения.

Солнечная энергия увеличивает стоимость недвижимости

Каждый киловатт установленной солнечной энергии увеличивает общую стоимость перепродажи недвижимости.

Солнечные технологии, безусловно, можно рассматривать как долгосрочное вложение для домовладельца.

Может использоваться на малоиспользуемых землях

Солнечные панели могут быть размещены практически где угодно, а это означает, что земля или жилые районы могут использоваться для солнечных панелей, не нарушая слишком сильно жизнь в дикой природе.

Солнечная энергия обеспечивает доступную электроэнергию для пользователей вне сети

Солнечная энергия делает электроэнергию доступной для пользователей, которые живут в отдаленных районах и не всегда могут иметь к ней доступ, если у них есть доступ к солнечному свету.

Недостатки солнечной энергии

Несмотря на способность солнечных электростанций вырабатывать электроэнергию, нагревать и опреснять воду, стоимость и эффективность по-прежнему являются ключевыми препятствиями, мешающими ее распространению во всем мире.

В то время как системы солнечных панелей в конечном итоге окупают свои затраты, срок службы технологии, как правило, в значительной степени игнорируется. По сути, солнечные панели должны пройти правильный процесс переработки, но часто этого не происходит.

При рассмотрении энергии, необходимой для добычи, производства и утилизации, возникает много вопросов о том, действительно ли солнечная энергия чиста.

Аккумуляторы для солнечных панелей

Наряду с этими недостатками солнечной энергии существует также проблема аккумуляторов.

Аккумуляторы высокой эффективности необходимы, чтобы позволить странам с низким временем солнечного света хранить солнечную энергию, которую они собирали, на потом.

Батареи содержат ряд химикатов – литий, цинк (анод), марганец (катод) и калий – которые необходимо добыть.

Именно здесь влияние солнечной энергии на окружающую среду начинает становиться неясным.

Хотя мы еще далеки от того, чтобы полностью использовать экологически чистые источники энергии, мы, безусловно, добились значительного прогресса за последнее десятилетие, особенно после Парижского соглашения 2016 года.

Но мы должны действовать осторожно. Важно взвесить преимущества солнечной энергии, признавая при этом потенциальные недостатки солнечной энергии и ее влияние на окружающую среду.

Утилизация солнечных панелей

Если солнечные панели повреждены, возможно, их потребуется заменить. Так что же происходит с солнечной панелью, которую выводят из эксплуатации?

Утилизация и переработка солнечных панелей вызывает беспокойство, поскольку может представлять серьезную опасность для окружающей среды. Этот вопрос особенно важен, поскольку отрасль солнечной энергетики продолжает расти.

По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), количество отходов солнечных панелей может достигнуть 78 миллионов тонн к 2050 году, и в мире может ежегодно образовываться 6 миллионов тонн новых солнечных отходов.

Утилизация и переработка солнечных панелей еще не полностью изучены и остаются сложным процессом.

Для восстановления материалов, используемых в производстве солнечных панелей, таких как кремний и серебро, требуются более сложные решения. В противном случае эти модули могут оказаться на свалках.

После того, как эти модули отправляются на свалки, ценные материалы выбрасываются.

Обычные свалки также не оборудованы на случай выщелачивания. Выщелачивание, при котором опасные материалы попадают в почву, является важным риском, который следует учитывать в случае повреждения или утилизации солнечных панелей.

Как сделать солнечные панели устойчивыми?

Чтобы переработка солнечных панелей была успешной, материалы, из которых они были изготовлены, должны оставаться пригодными для использования в конце их срока службы, десятилетия спустя.

Хотя с такими материалами, как металл и проводка, может быть проще, кремнию нужны специальные решения, которые могут потребовать его расплавления.

Стекло также иногда содержит примеси, такие как кадмий, сурьма и свинец.

Разделение материалов и возможность их уникальной переработки представляет собой обременительный и потенциально дорогостоящий процесс – еще одна проблема, с которой отрасль солнечной энергетики должна столкнуться как можно скорее.

Солнечная энергия – это хорошо или плохо?

В конечном итоге солнечная энергия полезна для окружающей среды. По мере того, как появляется все больше политик и становится доступно больше решений по переработке, мир, полностью работающий на солнечной энергии, не так уж далек от реальности.

Некоторые организации, такие как Recycle Solar в Великобритании и Veolia в США, начали выступать в роли специалистов по переработке солнечных панелей, стремясь сделать этот процесс комплексным и широко распространенным.

Производство, утилизация и переработка остаются сложными областями, прежде чем солнечные энергетические системы смогут быть полностью адаптированы. Поскольку технологии стремительно развиваются, есть надежда на то, что этот возобновляемый источник преодолеет эти проблемы.

Если вы заинтересованы в установке солнечных панелей в своем доме, знайте, что вы значительно сократите свой углеродный след.

Мы часто обнаруживаем, что помимо установки солнечных панелей, разумное их сочетание с такими технологиями, как воздушное тепло, может значительно повысить эффективность дома при одновременном снижении счетов за электроэнергию на целых 64%.