Солнечные электростанции

Солнечная электростанция (СЭС) – это сооружение, вырабатывающее электричество из солнечной энергии. Солнечная энергетика - крупная отрасль альтернативной энергетики в сегменте возобновляемых источников энергии. Примерно 30% излучения солнца отражается атмосферой, 20% - поглощается, а 50% достигает поверхности, что сопоставимо с энергией, вырабатываемой наиболее мощными электростанциями на земле, которых насчитывается около 170 млн. Солнце - надежда энергетики будущего. СЭС могут иметь разные конструкции и разные способы преобразования солнечной энергии. Технологии солнечной энергетики принято различать на:

  1. Фотовольтаик (для генерации электроэнергии)
  2. Получение концентрированной тепловой энергии с последующей электрогенерацией
  3. Непосредственный нагрев теплоносителя

Автономные станции не требуют дополнительных источников питания во всех режимах работы (выход на генераторный режим, рабочий, аварийный). Обеспечивают энергией всех потребителей в полном объеме. Резервные станции предназначены для замены основных источников энергии в аварийных случаях. От них запитываются только жизненно необходимые потребители.

Модульная СЭС на батареях – самый распространённый тип. Состоит из отдельных стационарных или мобильных фотобатарей широкого диапазона мощностей и выходных параметров. В состав электростанции входят и другие устройства, влияющие на качество электроэнергии в  сети и предотвращающих перебои и падение напряжения.

Солнечные электростанцииФотовольтаик – это когда энергия излучения солнца напрямую преобразуется в электричество посредством кремниевых пластин. Кремний – это полупроводник. Основа батарей - фотоэлектрические преобразователи (по другому солнечные элементы). Десятки таких элементов можно объединять в единую сеть (модули). Самые дешёвые и перспективные – это элементы на основе органических материалов. КПД элемента с чистым монокристаллическим кремнием: 15-20%; с зернистым поликристаллическим кремнием: 10-14%; с аморфным кремнием: 5-6%. Аморфный кремний - это тонкая плёнка полупроводника на лёгком гибком носителе. Модули с многослойно нарощенными структурами разных полупроводников – самые лучшие и дорогие, они обладают эффективностью фотоэлектрического преобразования до 44% и их разумно использовать в регионах с круглогодичным достатком прямого солнечного излучения. Арсенид галлия – эффективный полупроводник, работающий при очень высоких температурах, поэтому его  используют в солнечных элементах на космических спутниках. Чем меньше необходимая мощность СЭС, тем меньшее количество батарей требуется, вплоть до одной. Это очень удобно для обеспечения энергией как небольшго населённого пункта, так и промышленного сооружения, как санатория, так и частного коттеджа. Есть промышленные системы, а есть бытовые, прекрасно подходящие для тех, кто находится ближе к природе, но не желает отказываться от такого блага цивилизации как электричество. Модули можно размещать на любой свободной поверхности под прямыми солнечными лучами рабочей плоскостью на юг. Современные производители предлагают как готовые решения для дома, так и крупные индивидуальные проекты, учитывающие особенности местности и климатические условия.

Прочие устройства на СЭС:

Солнечные электростанции

Аккумулятор запасет энергию. От ёмкости его батарей зависит продолжительность обеспечения током потребителей. Он необходим для организации электроснабжения в ночное время, когда из-за отсутствия солнечных лучей солнечные батареи не способны вырабатывать элктричество. Мощность потребителей не должна превышать 75% от мощности инвертора. Аккумуляторов может быть несколько и по разному соединённых: на 12, 24, 36, 48 Вольт и т. д.

Блоки бесперебойного питания (ББП) поддерживают нужное напряжение при кратковременном отключении электроэнергии.

Контроллеры заряда-разряда аккумуляторов автоматически отключают нагрузку от батарей аккумулятора если они крайне разряжены, а также отключают солнечную батарею, если аккумуляторы полностью заряжены. Аккумуляторы портятся как от перезарядки, так и от недопустимо низкого заряда. Контроллеры позволяют этого избежать. Они могут быть уже встроены в инверторы или ББП. Существуют специальные подтипы контроллеров для фотоэлектрических систем.

Инвертор преобразует постоянный ток с аккумуляторов в переменный. Отличается от источника бесперебойного питания большей мощностью, большим объемом запасаемой во внешних аккумуляторах энергией и их максимально быстрой перезарядкой.

Плюсы СЭС на батареях:

  1. Солнечное излучение – экологически чистый и бесплатный ресурс, которого хватит на неопределённо длительное время
  2. Разнообразие солнечного оборудования и универсальность использования
  3. Возможность запасания энергии
  4. Бесшумность
  5. Отключение от общей электросети
  6. Влагостойкость пластин из чистого кремния

Минусы:

  1. Малая эффективность в малосолнечных регионах и снижение производительности в зимние дни
  2. Зависимость от погодных условий
  3. Малая мощность

 

Страница обновлена: 27.05.2017