Солнечные электростанции: виды и использование

Солнечные электростанции: виды и использование 20.07.2023 23:31

Многим нравится идея автономного загородного жилья, которое не будет зависеть от внешних источников питания. Современная солнечная электростанция — это отличный способ добиться такого результата. Её можно использовать как резервный источник питания, который при правильном подборе способен окупиться за несколько лет. И стоит учитывать, что по мере развития технологий такой источник питания способен стать основным. 

Что такое солнечная электростанция?

По сути, это оборудование, которое преобразует энергию солнечного света в электрическую. Причем, в зависимости от конкретного вида техники, возможно: 

• накопление энергии — если речь идёт о модели с аккумулятором;
• прямая передача;
• накопление и передача. 

Понять, как работает солнечная электростанция, довольно легко. Сначала лучи попадают на кремниевые пластины. После этого происходит высвобождение электронов, которые начинают двигаться по проводникам. Дальше инвертор преобразует постоянный ток в переменный. Это и позволяет запитать бытовые приборы. А если вас интересует, как работает солнечная электростанция для дома, то стоит учесть, что особой разницы нет. Базовые принципы всегда одинаковы. 

Для чего нужны солнечные электростанции 

Сейчас можно найти в продаже модели мощностью от 300 Вт до 15 кВт. В зависимости от конкретного варианта и ваших потребностей такая техника может: 

1. Подзарядить 1-2 прибора. Например, её можно использовать в качестве альтернативы для подзарядки мобильного телефона, ноутбука и т. д. Особенно удобно для тех, кто выбирается на природу, на дачу, если с электричеством могут быть перебои. 
2. Обеспечить питание для небольшого дома. По сути, это уже полноценная альтернатива бензиновому генератору. Для нужд семьи из 3 человек в 1 доме достаточно модели мощностью 7 кВт. 
3. Обеспечить питание для большого дома. Также возможна в некоторых случаях продажа электрической энергии, однако в этом случае подключение происходит на профессиональном уровне. И подбор панелей — тоже. 

По сути, солнечные панели могут играть ту же роль, что и бензиновые или дизельные генераторы. Однако при этом они не требуют постоянно топлива, не шумят и не издают неприятные запахи. Хотя своя специфика у такого решения тоже имеется. 

Как устроена солнечная электростанция

Если вы всерьез заинтересовались таким источником питания, необходимо понять, из чего состоит солнечная электростанция. Речь идёт о следующем: 

1. Солнечная батарея, которая, в свою очередь, состоит из нескольких панелей. Они крепятся на раме. 
2. Кабель, который соединяет панели с инвертором. 
3. Непосредственно сам инвертор. Он нужен, чтобы преобразовать постоянный ток в переменный. Без этого запитать бытовые приборы не получится. 
4. Аккумулятор. Он предполагается у тех видов, которые подразумевают зарядку. 
5. Контроллер заряда. Защищает аккумулятор от перезарядки. 
6. Система управления. Она может включать в себя экран с выводом информации о работе системы. Иногда в неё входит пульт для дистанционного управления. Конкретика зависит от отдельно взятой модели. 
7. Кабель для подключения в электросеть. Далеко не всегда подразумевается, это снова зависит от того, о какой именно системе идёт речь. 

Собственно, при покупке такой электростанции необходимо внимательно изучить, какие вообще бывают модели. Это позволит понять, что вы можете выбрать. И составу комплекта тоже стоит уделить внимание, чтобы понимать, о чём идёт речь, какой функционал предполагается, за что именно вы платите. 

Солнечная электростанция: как выбрать

Поскольку с данной технологией знакомы немногие, вопрос подбора оптимального варианта — не такой простой, как может показаться на первый взгляд. Ошибка может обернуться долгой окупаемостью, банальным неудобством. В некоторых случаях покупка просто не приносит пользы. Поэтому разбираться в том, как подобрать солнечную электростанцию, нужно предельно внимательно. 

Для начала вам необходимо разобраться в собственных потребностях. Также важно понять, как именно вы будете устанавливать электростанцию и где именно. От этого зависит оптимальная модель. 

Определение потребностей в электричестве

Самый простой и напрашивающийся вариант — просто взять количество используемых приборов и суммировать. Потом добавить к ним 20% для резерва. Так делают расчёты при покупке бензинового генератора, например. Но если вы хотите постоянный источник энергии, готовы на серьезные вложения, то нужно учесть больше деталей. 

В частности, потребление энергии будет разным в зависимости от времени года, а также просто в течение суток. Больше всего требуют нагревательные приборы. Учтите, что когда техника изнашивается, в некоторых случаях она может начать потреблять больше. 

При расчёте мощности необходимо принимать во внимание, что солнечные панели далеко не всегда эффективны. Облачная погода негативно сказывается на генерации. Также меньше будет производиться в осенний и в зимний периоды. Уменьшение продолжительности светового дня способно привести к тому, что вы получите примерно в 5 раз меньше энергии. Всё это надо закладывать в расчеты. 

Варианты установки

Также многих интересует, где конкретно устанавливают солнечные панели. Большинство представляет себе крыши домов, что выглядит логично. Но дело в том, что для максимального эффекта нужно, чтобы здание было ориентировано на юг. Если оно построено по-другому, потери не компенсирует даже размещение панелей на солнечной стороне. Также вы не можете менять угол наклона, поскольку тот зависит от крыши. При установке, например, на земле угол наклона панелей можно регулировать по своему усмотрению.

Также не забывайте, что на крыше дома панели будет зимой засыпать снегом. И чтобы система функционировала, вам придётся постоянно её вручную очищать. Это довольно сложно. 

Если установить панели на земле, можно решить все перечисленные проблемы. Однако вы при этом потеряете часть участка. Можно также выбрать компромиссный вариант, сделав из панелей что-то вроде навеса. 

Виды солнечных электростанций

При выборе оптимального решения необходимо разобраться в том, какие вообще солнечные электростанции бывают. Распространены следующие решения: 

1. Автономные аккумуляторные. Они работают по довольно простому принципу — накапливают энергию для батареи. Когда та полностью заряжена, можно подключаться и использовать электричество. Накопление в этот период прекращается. После разрядки аккумулятора снова происходит накопление. Можно найти также модели, которые направляют всё электричество в дом, а свободную энергию — в аккумулятор. Из преимуществ можно отметить полную автономность. Из недостатков — накопление не происходит, когда батарея полностью заряжена. Хотя можно собрать систему, в которой будет несколько аккумуляторов. 
2. Сетевая или безаккумуляторная солнечная станция. Они способны передавать энергию в общую систему. Она будет оплачиваться по отдельному "Зеленому тарифу". Накопление не происходит, то есть вся выработанная энергия сразу же поступает в систему. Сама по себе электростанция надежна, стоит довольно доступно. Однако она полностью зависит от погоды, использовать как надежный резервный вариант нельзя. Это скорее вспомогательный источник энергии, который делает электричество дешевле. 
3. Гибридная. Это довольно сложная система, которая предполагает как подключение к общей сети, так и накопление с помощью аккумулятора. Электростанция обладает большим функционалом, ею удобно пользоваться. Но и минусы есть. В частности, она стоит довольно дорого. Плюс её сложно настроить, без специалиста не обойтись. 
4. Портативная солнечная электростанция. Это самый простой и доступный вариант, который стоит дешевле всего. Его можно переносить с собой при желании. 

Выбор конкретного вида зависит от ваших финансовых возможностей, а также от поставленных задач. 

Преимущества солнечных батарей

У таких источников питания есть немало достоинств: 

1. Система работает полностью автономно. 
2. Не нужно топливо. Это означает как отсутствие необходимости постоянно его хранить, отправляться за ним на заправки (как в случае с бензогенераторами), так и отсутствие дополнительных расходов. 
3. Относительная лёгкость в обслуживании. Однако это верно только при условии правильной настройки. Желательно вызвать специалистов, которые всё установят. 
4. Экологическая безопасность. Панели не причиняют вреда окружающей среде. Поэтому данный способ получения энергии и носит название "зелёного". 
5. Возможность с определённого момента получать энергию бесплатно, тратясь только на обслуживание самой системы. 
6. Это возобновляемый ресурс. Он никогда не закончится, в отличие от других источников. 
7. Солнечная энергия постоянна. Ее невозможно полностью использовать. 
8. Солнечные панели, вопреки заблуждениям, можно установить в любых широтах и поясах. То есть географических ограничений нет. 
9. Никакого шума во время выработки энергии нет. Это хорошая новость для тех, кто особенно сильно страдает от звукового загрязнения. 
10.  Предоставление гарантии на значительные сроки. Конкретика зависит непосредственно от производителя. 
11.  Большой уровень ремонтопригодности. Если одна панель выйдет из строя, её не составит труда заменить. 
12.  Отсутствие необходимости постоянно контролировать состояние солнечных панелей. В целом достаточно чистить их несколько раз в год. 
13.  Возможность установить панели так, чтобы они не занимали полезное пространство на участке. 
14.  Универсальность. Солнечные электростанции можно использовать для зарядки любых устройств. 
15.  Большое количество моделей. Можно подобрать электростанцию, работающую на энергии солнца, по мощности, по типу, а также по функционалу. 

Как легко увидеть, существует довольно большое количество преимуществ у данных систем. Это серьезные аргументы в пользу того, чтобы выбрать именно такое решение. 

Недостатки

Однако нельзя забывать и о минусах. Это: 

1. Относительно невысокая производительность. Но по мере развития современных технологий КПД таких систем возросло. Сейчас вполне реально купить солнечную электростанцию с мощностью в 15 кВт. 
2. Большая цена. Опять же, этот недостаток преодолевается. Такие системы по мере развития технологий становятся всё более доступными. 
3. Зависимость от светового дня. Ее можно смягчить, выбрать систему с аккумулятором. 
4. Необходимость предоставить для установки значительную площадь. Однако её можно сэкономить, если разметить электростанцию на крыше, например. Хотя у такого решения, как уже и говорилось, есть свои недостатки. 
5. Трудность изначальной установки и настройки. Как правило, приходится обращаться к профессионалом. Зато впоследствии услуги специалистов вам не потребуются. 

Солнечные электростанции, как и другие источники энергии, обладают своими плюсами и минусами. Но нетрудно заметить, что первые перевешивают вторые. Окончательное решение в любом случае остаётся за вами.