Солнечная электростанция для дома: виды, главные параметры и особенности конструкции

ТОП-10: популярные солнечные электростанции для дома, основные параметры, цена и где купить

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.

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.

СЭС башенного типа

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%.

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.

ТОП-2: «Бытовой Свет»

Эта солнечная электростанция в ТОП-10 находится на втором месте. Она позволяет вдали от магистральной подачи электроэнергии освещать постройки, и в холодильнике хранить продукты, смотреть по телевизору любимые передачи и эксплуатировать насос, подающий в дом воду.

Особенности

• Потребителю устройство поступает в состоянии готовности к функционированию;
• После монтажа настройка и подключение потребуют менее получаса;
• Проводка защищена от короткого замыкания, а владельцы электростанций — от поражения током;
• Автоматически размыкаются цепи;
• Имеется зарядка для работы электростанции в паре с генератором и городской сетью;
• Дисплей позволяет следить за работой;
• Эстетический корпус закрывается на замок.

Показатели

• Мощность пиковая и номинальная инвертора – 6000 и 2400 Вт, модуля-450 Вт;
• Напряжение на выходе-50 Гц;
• Настраиваемый пользователем ток устройства зарядного- 30А;
• КПД инвертора – 93%;
• Емкость и число батарей – 100х2 Ач;
• Размеры солнечного модуля и масса — 1482×674×35 мм и 12,2 кг;
• Габариты батареи — 650×300×150 мм (вес 20 кг);
• Масса и размеры блок управления — 222×171×330 мм (масса 32 кг).

Купить

Где купить	цена
https://moskva.tiu.ru/p339886815-solnechnaya-elektrostantsiya-bytovoj;all.html?_openstat=tiu_prosale%3B%D1%81%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B5+%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B8%3B%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F+%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D1%8F+%C2%AB%D0%91%D1%8B%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9+%D0%A1%D0%B2%D0%B5%D1%82%C2%BB%3Bcatalog	105000 рублей
https://evpatoriya.tiu.ru/p339886815-solnechnaya-elektrostantsiya-bytovoj.html	105000 рублей

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.

Сколько стоит солнечная электростанция на 5 кВт

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

Комплектующие	К-во	Цена, $
Панели 250-275 Вт	18-20	1800-2200
Инвертор на 5 kW	1	700-900
Электроника и периферия	700
Итого:	~ 3500

Таблица ориентировочной стоимости СЭС на 5 кВТ
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».

Сколько будет стоить солнечная электростанция на 10 кВт

Принцип расчета здесь почти аналогичен. Вам потребуется приобрести:

Комплектующие	Количество	Стоимость, $
Панели 250-275 Вт	36-40	4000
Инвертор на 10 kW	1	1400
Электроника и периферия	1300
Мульти тарифный счетчик + установка	1400
Итого:	~ 9100

Таблица ориентировочной стоимости СЭС на 10 кВТ

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.

Домашние солнечные электростанции: виды и особенности в России

В современности домовладельцы всё чаще обращаются к альтернативным источникам электроэнергии, так как цены на 1 кВт обычного электричества растут, что делает последнее менее привлекательным. В качестве замены такого рода источника выступают домашние солнечные электростанции. Покупка оборудования и его монтаж – дело не из простых, так как оба пункта требуют денежных и трудовых вложений, профессиональных навыков.

Разновидности

Видовое деление домашних солнечных электростанций происходит с учётом следующих параметров: конструкции и принципа работы устройств. Перечислим основные виды.

Башенная станция

В конструкции такого вида есть особенность: в центре зеркальной площади электростанции располагается башня.

В дневное время сигналы из центра управления определяют положение зеркал. Они регулируются и располагаются к солнцу так, что угол отражения света направляет лучи на котёл, расположенный вверху башни. В ясные дни, когда солнце светит наиболее ярко, внутренность котла может нагреваться до 700 градусов по Цельсию. Такая температура заставляет воду испаряться, а именно она играет роль теплоносителя в солнечной электростанции. В таком состоянии пар направляется в турбину, которая запускает электрогенератор. Коэффициент полезного действия при такой схеме достигает 20%. Таким способом электроэнергией можно обеспечить жилые дома, или даже маленькие промышленные строения.

Тарельчатая станция

Схема работы таких солнечных электростанций схожа с башенной системой, за небольшим исключением. Здесь применяется модульный механизм, состоящий из нескольких модулей из самостоятельных отражателей тарельчатой формы и приёмника солнечных лучей. Диаметр зеркала может составлять около двух метров. Самостоятельные группы модулей могут образовывать единую электрическую сеть.

Тарельчатые солнечные электростанции изготавливаются в виде стационарных или переносных моделей. Последние часто используются в дальних экспедициях (к примеру, в поисковых), где на местах преобладает количество солнечных дней.

Панельная домашняя электростанция

В конструкции таких станций используются фотоэлектрические полупроводниковые преобразователи, реализованные на монтажных платах. Мощность электрического тока в таких станциях достигает десятки мВт, если преобразователи соединяются в одну сеть. Панели универсальны: применяются на крышах домов, автомобилей, на воде, в космосе.

Такие станции доставляют удобство частным домовладельцам, так как обеспечивают их электроэнергией для решения многих бытовых вопросов. Панели перманентно генерируют солнечные лучи в ток, направляющийся в аккумуляторные батареи. Без задействования этих батарей, только от электротока панелей могут функционировать лишь небольшие потребители электричества (калькуляторы, часы и т. д.).

Аккумуляторы не перезаряжаются или разряжаются, так как в них установлены специальные контроллеры, отслеживающие уровень заряда. Более дешёвая по исполнению альтернатива – световой диод. Минус последнего варианта заключается в том, что контроль над уровнем заряда аккумуляторов возлагается на домовладельца.

Основными источниками питания в таких станциях являются аккумуляторные батареи, которые обеспечивают электроэнергией весь дом и отдельные бытовые приборы; последние часто работают от переменного тока с напряжением 220 В. Для того, чтобы обеспечить постоянный ток батареи таким уровнем напряжения, применяются преобразователи – инверторы. Таким образом, обеспечивается подача электроэнергии на такие мощные бытовые приборы, как холодильные аппараты, пылесосы, стиральные машины и т. д.

Возможно прямое обеспечение электроэнергией маломощных устройств с блоками питания, требующими низкое напряжение (12 и 24 В). Например, это радиоэлектроника, персональные компьютеры и зарядные устройства.

Разновидности панельных солнечных электростанций

Панельные станции удобны для использования в быту. Разновидности таких систем и их параметры:

Особенности применения солнечных электростанций

С развитием современных технологий солнечная энергетика становится привычным и востребованным источником энергии. Теперь солнечные электростанции (СЭС) популярны и узнаваемы во всем мире. Чаще всего мы встречаемся с черными прямоугольниками на крышах домов — это солнечная электростанция, а как сделать такую солнечную электростанцию своими руками, принципы ее работы и особенности монтажа мы рассмотрим далее в этой статье.

Разнообразие СЭС

Все существующие типы солнечных электростанций разделяются на:

Последние два варианта — солнечные тепловые электростанции. Сконцентрированная солнечная энергия перерабатывается в пар, который вращает турбину, вырабатывающую ток.

Такое богатое разнообразие видов СЭС — наглядное подтверждение тому, что такой вид энергетики очень востребован.

Поэтому, несмотря на плюсы и минусы солнечных электростанций, крупные электрические компании вкладывают серьезные денежные средства в строительство такого рода установок.

Рекомендуем к прочтению: как крыша из солнечных панелей позволяет получить максимальное количество электроэнергии.

О преимуществах и недостатках

Теперь, когда есть понимание того какие существуют виды солнечных электростанций, можно сказать о том, какие преимущества они дают и какими недостатками обладают. Солнечные электростанции имеют плюсы и минусы:

Плюсы

1. Это возобновляемый источник энергии.
2. Работают по всему земному шару.
3. Безопасны для окружающей среды.
4. В конструкции практически отсутствуют движущиеся узлы, за исключением тех станций, которые автоматически перестраиваются за положением солнца.
5. Длительный срок эксплуатации — от 25 лет и выше.
6. Возможность эксплуатации при отсутствии централизованного распределения электроэнергии. Например, если вы соберетесь создать солнечную электростанцию для своей дачи в этом не будет никаких проблем.
7. Есть возможность организации гибридной электростанции. Например, ветер плюс солнце.
8. В районах крайнего Севера — дополнительный источник энергии для отопительной системы.

Минусы

1. Погода и время суток.
2. Поверхность должна быть чистой. Поэтому необходима периодическая очистка.
3. Для больших площадей нужна вентиляция или принудительная система охлаждения.
4. Есть остаточное влияние на экостистему. Солнечно вакуумные электростанции оборудованы зеркалами с точной фокусировкой. Если птица попадает в фокус зеркал, она моментально погибает.
5. КПД гелиопанелей сравнительно мал при их высокой стоимости.
6. Нужно дополнительное оборудование.

И всё-таки, несмотря на недостатки солнечных электростанций, они строятся и обладают большой значимостью.

Домашняя солнечная электростанция

Теперь попытаемся понять, зачем нужна электростанция на солнечных батареях для домашнего пользования.

1. В первую очередь она позволяет решить проблему с поставками электричества.
2. Солнечные батареи обеспечивают независимое снабжение электроэнергией.
3. Смогут служить дополнением к существующим источникам электричества, таким как ветряк или бензиновый (дизельный) генератор.
4. Это своего рода инвестиция. Тарифы на свет постоянно растут, а солнце светит всегда.
5. Можно остатки электричества продавать государству.
6. Для частного дома частично перекрывает традиционное отопление.

Как устроена солнечная батарея

Основной элемент — полупроводник на основе кремния, который способен преобразовывать световую энергию в электрический постоянный ток. Это принцип работы всех панелей.

Состоит из двух слоев кремния:

• монокристаллического чистого с р-типов проводимости;
• загрязненного n-типа с примесью фосфора.

С тыльной стороны защищен металлическим слоем.

С обратной стороны есть клеммы для кабеля, для подключения к инвертору или к аккумулятору в зависимости от способа применения (об этом далее).

Главное правильно подобрать

Для домашнего пользования нужна именно та схема солнечной электростанции, которая подходит под конкретный тип задач, поэтому если вы уже точно решили сделать её у себя дома, то не поленитесь и прочитайте дальше.

Электричества на участке нет вообще

Можно реализовать хорошую схему автономной СЭС.

В дневное время модули накапливают электроэнергию. Можно параллельно и заряжать батареи и пользоваться электричеством по дому. Для повседневного применения в цепи применен инвертор (преобразователь) постоянного тока от батарей в переменный для домашних приборов.

В этом варианте необходим контроллер заряда. Тогда вся система будет работать более эффективно. С его помощью отслеживаются точки максимальной мощности. На практике это приводит к накоплению энергии в аккумуляторах даже в режиме недостаточной освещенности.

В этой схеме также применен дизель-генератор для подзарядки аккумуляторов. Зависит от того как собрать схему.

Централизованная сеть подается с перерывами

Возможен вариант, когда в вашем районе есть централизованная подача электричества, но мощностей местных сетей не хватает, и происходят частые долговременные отключения электропитания. Тогда, если необходимо иметь дома свет встает задача собрать солнечную электростанцию, можно применить гибридную СЭС. Она будет дополнять существующую городскую сеть.

В ней повторяется принцип автономной ЭС, но он дополнен гибридным инвертором, настроенным на использование гелиоэнергии. Такие как МАП серии Hybrid и Dominator. Такая установка максимально независима от городской электросети, так как приоритет отдается применению энергии солнца.

Высокий тариф на электроэнергию

Основная задача построения такой схемы, экономить центральную электроэнергию.

Как видно из рисунка из общей системы исключены аккумуляторы. Такой принцип работы быстро окупается за счет экономии сетевого электропитания.

Это основные схемы применения солнечных панелей. Все варианты того как работает солнечная электростанция и с помощью каких решений, могут дополняться другими конструктивными элементами.

Как рассчитать количество гелиопанелей

Автономная солнечная электростанция для дома начинается со сбора информации.

Необходимы все данные по количеству солнечных дней в вашей местности. В этом помогут специальные метеосправочники и интернет. Подсчитать общее количество за год и с разбивкой по месяцам. Ориентиром для подбора мощности будущей солнечной станции для дачи служат количество месяцев с самыми скромными показателями.

Теперь рассчитываются ваши общие потребности в электричестве и годовые и помесячные. Надо учитывать, что главное не только накопить энергию, но и правильно ее использовать. Если автономная солнечная электростанция будет с небольшими потребностями, соответственно количество панелей надо меньше. А это влияет на конечную стоимость домашней электростанции от солнца.

Необходимо помнить, что эффективность панелей держится на уровне 12–14%. То есть, если солнечная эффективность для вашего региона составляет 20 кВт-час/м², тогда только панель площадью 0.7 м² будет отдавать 1.68 кВт-час. Дальше всё просто. Если потребность в электричестве примерно 80кВт-час/месяц нужно 48 панелей, на которых и будет эффективно работать солнечная станция.

Как подключить

Если не стоит задача обеспечить электричеством весь дом, то можно обойтись простой схемой. Солнечная панель + аккумулятор + контролер заряда, соединённые клеммами. Аккумулятор накапливают электроэнергию, а от него можно пользоваться зарядкой телефона, наладить освещение или подключить устройства, работающие от постоянных 12 В. Способ примитивный, но рабочий.

Когда есть необходимость запитать домашние устройства напряжением 220 В, в цепь добавляется преобразователь постоянных 12 или 24 В, выдаваемых панелью, в переменные 220 В.

На практике реализуются два типа подключения:

• Последовательный;
• Параллельный.

Последовательное соединение дает более высокое напряжение.

Если необходим более высокий ток, панели подключаются параллельно.

Можно повысить сразу и ток и напряжение. Для этого часть панелей соединяются последовательно, а другая часть параллельно.

При этом оба режима гарантируют более высокую мощность. Но если для работы домашней электросети не хватает мощности надо добавить количество панелей.

Рекомендуем детальнее изучить: как соединить солнечные панели между собой, чтобы не допустить ошибок на этапе монтажа.

Фиксация элементов по временной схеме

Если рассматривать дачный вариант, когда вся работа только по выходным, удобнее переносной вариант. Панели должны легко разбираться, чтобы потом их спрятать или увезти с собой. В этом у солнечных электростанций преимущества и недостатки перед другими решениями.

Фиксация панелей по постоянной схеме

Если для размещения солнечных панелей предполагается использовать крышу строения, то надо учесть материал перекрытия.

1. Перекрытия из металла. Для монтажа потребуется сквозное сверление.
2. Шифер. Не рекомендуется для монтажа ввиду хрупкости покрытия.
3. ПВХ или ЭПДМ. Монтаж производится на стыках листов.

Особенности монтажа

Есть определенные правила монтажа, которых нужно придерживаться:

1. Угол наклона. Важно чтобы панели как можно большую часть дня были под падающими лучами солнца.
2. Затемнение. При смене траектории солнца соседние панели не должны создавать тень. Для этого важно сохранить необходимое расстояние между элементами.

Выбираем аккумулятор

Монтаж солнечной электростанции правильно начать с выбора аккумулятора. От этого зависит её нормальная работа.

Поясним по порядку почему:

1. Именно на него поступает полученная солнечная энергия.
2. Также накопленная им энергия поддерживает домашнюю электросеть в рабочем состоянии.
3. Еще одна функция — выравнивать неравномерное поступление энергии от гелиопанелей при сплошной облачности или сильном ветре.

Какие брать

Справедливо будет отметить, что аккумулятор — слабая сторона в альтернативном снабжении дома электричеством. Не смотря на современные технологии, они не стали легче, компактнее и дешевле.

В системе СЭС применяют батареи двух типов:

Они различаются по цене, по внутреннему строению и эффективности. Предпочтительнее выбрать гелевый, из-за лучшей переносимости глубоких разрядов. Для него это нормальный режим работы. Это достоинства таких батарей. Главный недостаток — низкие пусковые токи при низких температурах на улице. Но в условиях домашней электростанции такие токи не нужны. Обратная сторона гелевых батарей — они дороже кислотных.

Как рассчитать стоимость

Мощность батареи влияет на ее стоимость. Рассчитаем её. Вот примерная таблица потребителей электричества в доме:

Теперь расчёт суммарных ампер-часов:

Таким образом, чтобы обеспечить 6 кВт в сутки нужны батареи емкостью 1787 А/ч.

Получается, чтобы поддерживать электроснабжение в доме, нужны 8 батарей емкостью по 200 А/ч каждая.

Теперь цена вопроса. Если брать аккумуляторы надежные, такие как Delta GX12-200, то стоимость одного такого 452.4 $. Всего получается 452.4×8 = 3619 $. Для такого региона как Москва это составит 220.576 тыс. руб.

С одной стороны это не дешево, но срок службы Delta GX12-200 в 15 лет сам себя оправдывает.

Заключение

Солнечная энергетика постоянно наращивает свой потенциал. В этом ей помогают открытия в квантовой физике и нанотехнологиях. Благодаря этому мощность гелиостанций только растет. Прогресс движется в правильном направлении. Экологичность и возобновляемость — это будущее, к которому стоит стремиться.

Как подобрать солнечную электростанцию для дома и дачи: виды и типы СЭС, преимущества и недостатки популярных моделей

Сегодня на смену традиционным электрическим и бензиновым генераторам пришли универсальные источники энергии – солнечные батареи. Солнечный свет относится к неисчерпаемым ресурсам, что позволяет существенно снизить затраты на энергию.

Кроме того, производственные станции не вырабатывают токсичные отходы, и обладают абсолютной безопасностью для человека.

Содержимое обзора

Достоинства солнечных станций

На современном этапе получать энергию солнца можно с помощью установленных фотоэлементов, аэростатных станций, путем нагрева поверхности с поглощением преимущественно солнечного света.

К преимуществам солнечных электростанций относят:

1. Особенности конструкции подобных устройств позволяют получать достаточное количество энергии даже в пасмурную погоду.
2. Безостановочное получение энергии путем преобразования солнечного света.
3. Мобильность улавливающих установок, что позволяет периодически менять место расположения батарей.
4. Неприхотливость в практическом уходе.
5. Недорогое техническое обслуживание.

Кроме того, электрические конструкции подобного типа отличаются длительным сроком эксплуатации, иногда достигающим 50 лет.

Принцип действия солнечной электростанции

Для оптимального выбора установки во дворе понадобится хотя бы в общих чертах ознакомиться с принципом работы солнечной электростанции:

1. Основным моментом всей работы станции является преобразование солнечной энергии в серию электрических импульсов.
2. На каждой станции установлены оптические отражатели, которые направляют поток световых лучей на специальный накопитель.
3. Накопитель представляет собой ёмкость, наполненную маслом или водой определенного объема.
4. Жидкость нагревается под действием солнечных лучей, а выделяющийся пар повышает температуру теплоносителя.

Под действием воздушного потока включается генератор, вырабатывающий электроэнергию. Многие современные модели станций дополнительно оборудованы аккумуляторами, которые накапливают энергию для ночного использования.

Виды станций по типу конструкции

Компании производители устройств для преобразования энергии постоянно обновляют свой ассортимент, учитывая все недостатки и нюансы работы предыдущих моделей.

Сегодня выделяют 7 основных видов солнечных электростанций, в зависимости от конструктивных особенностей:

1. Башенные модели. Для подобной конструкции характерно расположение теплоприемника на опорной башне. Ряд вогнутых зеркал фокусирует поток солнечного света на теплоприемнике, а выделяющаяся энергия запускает турбину. Вращающаяся турбина преобразует световое излучение в электрическую энергию.
2. Следующие две модели имеют схожее строение и принцип работы. Теплоприемник и система отражающих элементов соединены в одном корпусе. Подобные разновидности солнечных станций имеют низкий уровень мощности, а потому применяются только в регионах с очень жарим климатом.
3. К наиболее известным и распространенным видам конструкций относятся фотоэлектрические модели, с устройством которых можно ознакомиться на фото солнечных электростанций. Основную часть конструкции занимают ячейки с полупроводниками, которые поглощают солнечные фотоны. Узнать данную разновидность станций можно по наборам батарей, которые располагают на крыше, вдоль стен или на огромных территориях (для промышленных объектов). Фотоэлектрические станции имеют ряд преимуществ перед остальными моделями благодаря достаточной мощности, высокому КПД, универсальности использования.
4. Комбинированные модели станций. Как правило, подобные установки имеют несколько конструкций с различным типом действия, что резко повышает их функциональную способность.
5. Ещё один вариант, применяемый только для промышленных объектов, это электростанции на аэростатах. Наиболее часто можно встретить аэростатную станцию на метеорологических объектах. Расположение улавливающих элементов на достаточной высоте обеспечивает конструкции бесперебойную работу даже в дождливую погоду.

Существуют также солнечные электростанции, имеющие в составе вакуумный компонент. Такие модели преображают энергию за счет разницы давлений.

Виды станций по назначению

Использование такого неисчерпаемого ресурса, как энергия солнца, приобретает всё большую популярность не только в промышленности ли на метеорологических станциях. В зависимости от области применения различают следующие виды солнечных электростанций:

1. Конструкции малой мощности. Все станции данной серии имеют компактные размеры, абсолютно автономны, и достаточно мобильны. Преобразователь энергии солнца подобного типа можно переносить в рюкзаке, перемещать на личном автомобиле. Мощность малых станций достигает 500 Ватт, но не более данного показателя. Максимальный вес конструкции составляет 20 кг, в развернутом состоянии площадь воспринимающих панелей достигает 2 квадратов.
2. Резервные модели станций. Такие конструкции также относятся к электростанциям с малой мощностью. Используют станции при внезапном отключении электричества в сети. В зависимости от выбранной модели, прибор способен обеспечить энергией приборы и инструментарий на несколько суток. Мощность станции достигает 3 киловатт, масса может превышать 140 кг, что следует учитывать при покупке. Воспринимающие панели в развернутом виде составляют 25 квадратов.
3. Автономные солнечные электростанции. Подобные конструкции способны полностью обеспечить все потребности семьи средней численности. В производственный комплект входят накопители энергии, что позволяет получать энергию даже в ночное время суток. Мощность прибора достигает 30 киловатт, развернутые панели могут достигать 220 квадратных метров.

Такие модели станций, как сетевая и гибридная установка, в домашних условиях редко используются. Подобные типы конструкции способны передавать энергию на внешние накопители, поэтому такие станции используют для больших промышленных объектов.

Параметры оптимального выбора

Ввиду большого разнообразия солнечных электростанций (по виду, мощности, стоимости), достаточно сложно сделать правильный выбор.

Критерии, на которые следует ориентироваться при покупке установки:

1. Площадь участка, нуждающегося в обеспечении энергией.
2. Климатические условия, и одновременно с этим, вид станции.
3. Качественный состав, размер, сложности монтажа кристаллических панелей.
4. Будущему владельцу необходимо оценить характеристики солнечных электростанций (мощность, время бесперебойной поставки энергии, срок эксплуатации).

Обязательно следует обратить внимание на наличие ряда дополнительных приспособлений (комплекты проводов, коннекторы, инверторы, зарядные контроллеры, сетевое устройство для зарядки).

Немаловажное значение имеет рейтинг компании производителя. Для домашнего пользования можно выбрать солнечную электростанцию модели «TV на даче», «Свет-Телевизор-Холодильник».

10 лучших солнечных электростанций для дома и дачи в 2023 году

Солнечные электростанции помогают достичь полной энергетической независимости и снизить счета за электроэнергию. Мы составили рейтинг солнечных электростанций, в котором рассказали, к каким моделям стоит присмотреться для обеспечения электричеством частного дома, дачи или кемпинга

За последние несколько лет использование альтернативных источников энергии стало общемировой тенденцией. В отличие от угля, нефти и газа, запасы которых ограничены, альтернативная энергетика использует возобновляемые ресурсы. Один из самых доступных и экологичных видов энергии – солнечная энергия. Ее можно использовать каждый день и практически в любой точке мире.

Солнечные электростанции (СЭС) собирают энергию солнца и преобразуют ее в электроэнергию. Они не только обеспечивают экологически чистое производство энергии, что особенно важно в эпоху глобального потепления, но и помогают снизить зависимость домохозяйства от централизованного электроснабжения. К тому же эксплуатационные расходы малы – достаточно чистить электростанцию пару раз в год.

Различают автономные, сетевые и гибридные солнечные электростанции:

Если ваша цель – подобрать вариант для электроснабжения дачного или садового домика, не имеющего подключения к городской сети, то стоит присмотреться к солнечной электростанции REENERGO 30-12. Входящий в комплект СЭС аккумулятор емкостью 18 Ач позволяет потреблять электроэнергию даже после захода солнца.

Максимальная выработка энергии в летний период составляет 300 Вт-ч, а в зимний – 100 Вт-ч. Данная электростанция отличается простотой – сборка занимает всего лишь 10 минут. В состав комплекта входит светодиодная лампа 12 В для организации освещения в помещении, однако для ее подключения потребуется цоколь, который не идет в комплекте.

Есть защита от глубокого разряда и перезаряда аккумулятора, а также таймер включения нагрузки. Для лучшей работы СЭС нужно убрать препятствия, создающие затенение (деревья, здания, стекла) и обратить солнечную панель на юг. Данная система отлично подойдет для российской зимы, так как минимальная температура ее эксплуатации составляет -45 °C.

Основные характеристики

Солнечная электростанция YASHEL серии «КОЛИБРИ-300/9» с АКБ 65 Ач идеально подойдет для снабжения электроэнергией дачи или фермерского участка в период с апреля по сентябрь. Также ее можно использовать во время выездов на природу и в путешествиях. В состав комплекта входят солнечная панель, инвертор, контроллер, гелевый аккумулятор и провода.

В летний день выработка энергии достигает 500 Вт-ч – можно заряжать гаджеты, работать на ноутбуке в течение двух часов, а также пользоваться тремя светодиодными лампами до шести часов в сутки.

Производитель советует включать СВЧ-печь, ноутбук и другие устройства в дневное время суток для увеличения продолжительности автономной работы. Также важно следить, чтобы не было глубокой разрядки аккумуляторной батареи.

Основные характеристики

Автономная солнечная энергосистема «Сансет» с емкостью АКБ 55 Ач подойдет для работы маломощной аппаратуры: ноутбука, небольшого телевизора, бытовых приборов мощностью до 280 Вт, а также для освещения и зарядки гаджетов. Входящий в состав солнечный модуль премиум-класса изготовлен из высокоэффективных поликристаллических солнечных элементов, что обеспечивает высокую производительность (мощность – 100 Вт).

Производителем заявлено сохранение мощности более чем на 90% от номинального значения на протяжении 10 лет. Данная энергосистема работает автономно – ей не требуется подключение к городской сети и не страшны перебои в подаче электроэнергии.

Основные характеристики

Солнечная электростанция REENERGO 100-220 – отличный выбор для электроснабжения дачи или загородного дома, не имеющего подключения к внешней сети. В летний период выработка электроэнергии достигает 1000 Вт-ч/сутки, в зимний – 300 Вт-ч/сутки.

В состав комплекта входят аккумуляторные батареи суммарной емкостью 40 Ач, позволяющие использовать энергию даже после наступления темноты. К инвертору можно подключить любой прибор, работающий от сети 220 В. Автономная система от REENERGO подойдет для обеспечения стабильной работы мелких бытовых приборов (телевизора, ноутбука), а также для зарядки гаджетов и освещения помещения.

С безопасностью у данной СЭС порядок: система имеет защиту от глубокого разряда и перезаряда аккумулятора. Однако нужно поддерживать баланс между выработанной и потребленной энергией для бесперебойной работы СЭС. Пользователи отмечают, что система проста в установке и работает даже в пасмурную погоду.

Основные характеристики

Оптимальный вариант для обеспечения электроэнергией загородного дома или дачи до 25 м 2 , неподключенной к общей электросети. Днем электростанция выступает в роли основного источника питания, а вечером позволяет использовать энергию в автоматическом режиме благодаря аккумуляторной батарее емкостью 100 Ач.

При соблюдении условий эксплуатации электростанция прослужит не менее 25 лет. При производстве солнечных батарей используются технологии с использованием элементов n-типа, что позволяет электростанции работать с отличной производительностью (1.5 кВт/сутки) в условиях как высоких температур (до +85 °C), так и минусовых (до -40 °C).

Есть защита от короткого замыкания и перегрева, а также автоматическое восстановление системы после срабатывания всех защит. Однако данная модель рассчитана не на все бытовые приборы – если на даче вы пользуетесь большим современным холодильником с инверторным мотором, то лучше выбрать солнечную электростанцию с производительностью 4 кВт/сут.

Основные характеристики

Солнечная электростанция «Экодача 2» — система, объединяющая в себе весь спектр необходимых функций для обеспечения электроэнергией дачи до 25 м 2 или небольшого загородного дома. Данная электростанция позволяет подключать внешнюю сеть, причем переключение на работу от внешней сети происходит в автоматическом режиме.

Для улучшения выработки энергии в пасмурную погоду и зимний сезон предусмотрена установка дополнительных аккумуляторов. Из минусов можно отметить то, что системы будет недостаточно для обогрева дома с помощью котла или электрического нагревателя, так как выработка электроэнергии в зимний период ощутимо меньше, чем в летний: 0,5 кВт-ч против «летних» 2.1 кВт-ч.

«Экодача 2» предназначена для освещения помещения, зарядки гаджетов и стабильной работы устройств с мощностью не более 3 кВт (ноутбук, пылесос, холодильник, телевизор, насос, септик и прочие). Срок службы солнечных панелей составляет 30 лет, а гарантия предоставляется на 10 лет. На остальные составляющие распространяется более короткая гарантия: два года на инвертор, один год – на аккумулятор.

Основные характеристики

Солнечная электростанция от «ЭкоВольт» подойдет тем, кто хочет смотреть на даче телевизор, хранить продукты в холодильнике, использовать насос для подачи воды, а также включать свет и заряжать приборы в любое время суток. Допускается использование совместно с внешней сетью: подобный способ помогает снизить расходы на электричество. Если сеть отключится, то солнечная электростанция станет резервным источником энергии.

Мощное зарядное устройство (450 Вт) позволяет использовать данную систему круглогодично без привязки к сезонам. В средней полосе России выработка энергии составляет 2.7 кВт-ч. В комплект входит специальная программа для компьютера, с помощью которой можно отслеживать параметры работы станции. Настройка СЭС и ввод ее в эксплуатацию занимают не более тридцати минут. Из минусов – небольшая гарантия на прибор (один год).

Основные характеристики

Электростанция Delta идеально подходит для путешественников. Аккумуляторные батареи и преобразователь напряжения позволяют заряжать телефон, планшет и ноутбук, а также обеспечивают работу светодиодных ламп на протяжении шести часов, а телевизора и электроинструментов мощностью до 500 Вт – на протяжении 30-60 минут.

Устройство можно использовать и в ночное время: выработка энергии возможна за счет расхода энергии аккумуляторных батарей. Система отличается простотой установки и эксплуатации. Также предусмотрено подключение дополнительных солнечных панелей и аккумуляторных батарей. Общий вес комплекта составляет 40 кг (против 20 кг), что довольно много для станций подобного типа.

Основные характеристики

Портативная солнечная электростанция отличается стильным дизайном и идеально подходит для путешествий. Небольшой вес (4.5 кг) и компактные размеры делают ее отличным выбором даже для пеших и велосипедных походов, в которых вес снаряжения сильно ограничен.

В состав системы входят одна или две солнечных батареи. Цифровые устройства подключаются через порт USB. Также к солнечной станции можно подключить зарядные устройства телефонов, планшетов и навигаторов через прикуриватель автомобиля (для этого требуется адаптер, в комплект не входит).

Встроенный аккумулятор позволяет использовать устройство в вечернее и ночное время. Заряд батареи легко отслеживать с помощью жидкокристаллического индикатора. Время работы ноутбука от СЭС составляет от трех до пяти часов, а светодиодной лампы 3 Вт – до 35 часов.

Основные характеристики

С походной солнечной электростанцией Tourist Camper можно отправляться в любую поездку – она отличается повышенной ударопрочностью и малым весом (3.5 кг), поэтому легко поместится даже в походный рюкзак. В комплект электростанции входят солнечная батарея на 30 Вт, контроллер заряда с USB, аккумуляторная батарея, провода и крепежные элементы для подключения устройства, а также две лампочки на 12 В.

Компактная мини-станция подойдет как для зарядки телефона, планшета и прочих гаджетов, так и для походного освещения. Благодаря простоте установки и демонтажа с устройством разберутся даже новички. Пользователи отмечают, что электростанция работает без перебоев и быстро заряжается. Гарантия на панель, аккумуляторную батарею и контроллер заряда составляет один год.

Какую электростанцию на солнечных модулях выбрать для частного дома: обзор от сетевых до автономных

Солнечные электростанции ( СЭС ) включают в себя фотоэлектрические модули ( ФЭМ ), которые преобразуют солнечную энергию в электрическую. В зависимости от комплектации СЭС могут быть с аккумуляторными батареями ( АКБ ), которые накапливают электроэнергию в светлое время суток и могут отдавать ее по мере необходимости в темное время суток или в случае перебоев в электроснабжении. Так же СЭС могут быть без аккумуляторных батарей, такие СЭС позволяют снизить расходы за электроснабжение вашего дома из центральной электросети.

Разберемся, какие комплекты СЭС бывают и как выбрать комплект с учетом ваших индивидуальных потребностей.

Сетевые солнечные электростанции

Не обладают аккумуляторными батареями за счет чего цена на них значительно ниже аналогов с АКБ . Электроэнергия выработанная устройством отправляется во внутреннюю сеть вашего дома, к используемым электроприборам, а если выхода к устройству-потребителю нет, то электроэнергия может отдаваться во внешнюю сеть для продажи вашему гарантирующему поставщику и последующего взаимозачёта. Когда солнечного света недостаточно, а также, когда мощности сетевой электростанции не хватает, система переключается на питание от центральной сети.

Схема подключения сетевой системы

Основное преимущество сетевых СЭС в уменьшении электропотребления из центральной сети и как следствие снижение расходов на электроэнергию.

Плюсы и минусы

Сетевые солнечные электростанции используются для снижения потребляемой электроэнергии от центральной сети общего пользования.

Привлекают такие СЭС низкой ценой, что вытекает из простоты конструкции. Они состоят из фотоэлектрических модулей, которые улавливают свет, и инвертора, который позволяет постоянный ток преобразовать в переменный, необходимый для работы приборов. Конструкция простая, неприхотливая и надежная.

Главный минус сетевых электростанций – невозможность автономной работы. Один из главных параметров при выборе – это надежность всех компонентов в составе солнечной электростанции. Помните, что расчетный срок службы, приобретаемой вами СЭС , 25-30 лет. В течение такого длительного срока без поломок, неожиданного выхода из строя и возникновения необходимости замены компонентов системы способно проработать только, действительно, качественное оборудование. Совет специалистов – не экономьте на качестве при выборе компонентов СЭС . Самое дешевое на рынке оборудование – обычно и самое ненадежное, или может иметь урезанный функционал. Особенно важно, выбрать качественные солнечные панели ( ФЭМ ) и надежный сетевой инвертор. Наиболее долговечными и производительными солнечными панелями считаются сейчас монокристаллические и гетероструктурные ФЭМ . КПД таких солнечных панелей составляет 17-23%, у них самые низкие показатели деградации (падения производительности со временем).

Гетероструктурные, к тому же, имеют самые лучшие показатели производительности при облачной или пасмурной погоде. Гетероструктурные модули входят в комплект «Базовый» от Мосэнергосбыт.

Фотоэлектрический модуль HVL 290, который предлагается в данном комплекте, изготовлен отечественным производителем «Хевел» с использованием гетероструктурных технологий. Эти модули отличаются низкими показателями деградации и длительной гарантией на сохранение мощности – 25 лет.

Автономные электростанции на солнечных модулях

Такие СЭС нужны для обеспечения электричеством домов, которые по каким-либо причинам не могут быть подключены к центральной сети. Они могут выступать как самостоятельные источники энергии, так и использоваться совместно с электрогенераторами.

Ток, вырабатываемый солнечной электростанцией в светлое время суток поступает на приборы и заряжает аккумуляторную батарею. В условиях недостаточной освещённости или в темное время суток расходуется заряд аккумулятора.

Схема подключения автономной системы

Наличие АКБ значительно повышает стоимость автономных солнечных электростанций, однако, при значительном удалении и отсутствии возможности подключения к центральной электросети установка такой станции может быть единственной возможностью для электрификации вашего дома.

Помимо постоянного снабжения электричеством домов, которые не подключены к общей сети, такие электростанции могут помочь сократить время работы генераторов (при их наличии), продлить амортизационный ресурс, увеличить сроки между обязательными техническими обслуживаниями ( ТО ) и снизить расход топлива.

Плюсы и минусы

Помимо высокой цены, недостатком является и необходимость периодической замены аккумуляторных батарей. Частота смены аккумулятора зависит от интенсивности использования и режима работы, соблюдения рекомендаций производителя по глубине предельного разряда и по температурным режимам в ходе эксплуатации. При выборе солнечных электростанций нужно обратить внимание на такие характеристики, как:

• тип батареи;
• ёмкость батареи;
• количество циклов заряда/разряда;
• рекомендованные температуры внешней среды, оптимальные для работы аккумуляторной батареи, и возможность их соблюдения владельцем на практике.

Сетевые солнечные электростанции

Автономные солнечные электростанции

Гибридные/универсальные солнечные электростанции

Резервное электроснабжение на базе АКБ с функцией ИБП

Свинцово-кислотные аккумуляторы – для тех, кто ищет баланс между ценой и качеством. Такие батареи больше всего подходят для работы в буферных режимах, как резервный источник электроэнергии, но могут эксплуатироваться и в цикличном режиме (ежедневный заряд и разряд). Частота замены таких аккумуляторов в системе автономной СЭС при использовании в буферном режиме – один раз в 6-10 лет, в цикличном – один раз в 2-2,5 года.

В автономной солнечной электростанции из комплекта «Расширенный» от Мосэнергосбыт используются аккумуляторные батареи со связанным в геле электролитом. Максимальный срок службы такой батареи 10 лет, оптимальная температура окружающей среды для эксплуатации +15-20 °C.

Стоит заметить, что гелевые АКБ являются необслуживаемыми и не выделяют в процессе своей работы никаких газов, что очень важно для безопасной эксплуатации аккумуляторов в жилых помещениях.

Гибридные СЭС

Они совмещают в себе преимущества сетевых и автономных солнечных электростанций. Работают и от сети (для экономии электричества) и, при отсутствии питания от центральной сети электроснабжения, могут продолжать работать от аккумуляторной батареи. К примеру, в неблагоприятных условиях (пиковая нагрузка или отключение электроэнергии) устройство работает автономно; ночью питается от электросети, а днём питает дом и заряжает аккумуляторную батарею. При использовании дифференцированного тарифа (многотарифного счетчика) удобно заряжать батарею от сети ночью по более низкому тарифу, а днём расходовать запас, не используя энергию более дорогостоящей дневной зоны.

Схема подключения гибридной системы

Плюсы и минусы

Гибридные системы совмещают в себе функционал двух предыдущих типов солнечных станций: сетевой и автономной СЭС . При наличии электричества в центральной сети гибридные СЭС в дневное время способны замещать потребление из центральной сети, питая электроприборы во внутренней сети вашего дома от солнечных панелей и заряжая аккумуляторные батареи. При авариях на линиях центральной сети или в ночное время гибридная СЭС способна продолжить электроснабжение вашего дома в автономном режиме от аккумуляторов.

Гибридные инверторы также повышают качество электроэнергии во внутренней сети вашего дома, устраняя скачки и перепады напряжения от центральной сети.

Наиболее продуктивными в вашем доме они будут при наличии следующих факторов:

• частые аварийные отключения сетевого электричества;
• нестабильное напряжение сети общего пользования;
• приверженность владельца СЭС тренду на экологичность.

Из-за расширенной функциональности и сложности инвертора, наличия аккумуляторов и необходимости их периодической замены гибридные солнечные электростанции по стоимости выше, чем сетевые СЭС .

Отличным примером гибридной СЭС является комплект «Базовый» от Мосэнергосбыт с номинальной мощностью по ФЭМ 2,9 кВт на базе многофункционального гибридного инвертора EasySolar-II 48/3000/35-32 МРРТ 250/70 GX со встроенным зарядным устройством для аккумуляторов.

Преимуществом данного комплекта является инвертор с дисплеем на котором отображаются параметры батареи, самого MPPT -инвертора и контроллера солнечного заряда. Эти параметры можно считать с помощью смартфона, или любого другого устройства с Wi-Fi. Помимо этого, с Wi-Fi устройства можно осуществлять управление настройками и изменять параметры работы системы.

Дополнительно можно подсоединить к системе более удобный и информативный цветной дисплей с расширенными функциями управления.

При покупке СЭС проконсультируйтесь с местной энергосбытовой компанией относительно возможности продажи излишков получаемой от СЭС энергии. Владелец солнечной электростанции с 2019 года имеет право на заключение договора и продажу электроэнергии гарантирующему поставщику, если его солнечная электростанция может быть классифицирована как объект микрогенерации.

Солнечная электростанция: устройство, компоненты Комментировать

Вы уже наверное неоднократно слышали про солнечную энергетику, что эта отрасль развивается с каждым годом всё быстрее и быстрее, что с каждым годом устанавливается всё больше и больше солнечных панелей. Некоторые думаю, что если уставить на крышу просто солнечную панель, то уже можно получать электроэнергию для питания бытовых приборов. Однако это не так. Солнечная электростанция устроена чуточку сложнее и состоит из нескольких компонентов.

В этой статье мы расскажем что же такое солнечная электростанция (СЭ), из чего она состоит, какие бывают варианты и сколько приблизительно стоят.
Для примера рассмотрим солнечную электростанцию для частного дома, т.к. это наиболее частное ее применение среди жителей России.

Из чего состоит солнечная электростанция

Наиболее типичная солнечная электростанция состоит из 4-х основных компонентов:

1. Солнечная панель
2. Контроллер заряда
3. Аккумулятор
4. Инвертор

Ниже приведён схематический рисунок солнечной электростанции с указанием того, как соединяются между собой все компоненты системы.

Соединительное и защитное оборудование пока во внимание не принимаем, они них мы расскажем в отдельной статье.
Теперь подробнее рассмотрим каждый из компонентов солнечной электростанции.

1. Солнечные панели

Солнечные панели или еще их называют солнечными батареями – это, наверное, самый ключевой компонент солнечной электростанции. Основная задача солнечных панелей – это преобразование солнечной энергии в электрическую.

Номинальная мощность

Сама солнечная панель состоит из ячеек кристаллического кремния, ещё эти ячейки называют солнечными элементами. Количеством таких солнечных элементов определяется номинальная мощность солнечной панели. Количество солнечных элементов в солнечной панели иногда бывает указано в названии, например, Delta BST 450-72HC – это солнечная панель мощностью 450Вт, которая состоит из 72 ячеек HalfCut

Так, солнечные панели бывают мощность 100Вт, 150Вт, 200Вт, 250Вт, 300Вт. Есть и другие номиналы, но это самые популярные. Так вот, солнечная панель мощностью 300Вт, здесь 300Вт – это максимальная мощность, которую может выдать солнечная панель. В идеальном случае, за один час выработка такой солнечной панели составит 300Вт*ч.

Ниже показаны несколько вариантов солнечных панелей, кликнув на каждый из них, можно детально посмотреть на характеристики и на фотографии в высоком разрешении:

Солнечная панель TopRay Solar 100ВТ (12В) поликристалл

Солнечная панель TopRay Solar 100ВТ (12В) поликристалл

• Номинальная мощность – 100Вт
• Тип – поликристалл
• Размеры: 1006 x 664 x 35 мм
• Гарантия – 10 лет

Солнечная панель Восток ФСМ 150Вт (12В) PERC M10 монокристалл

– 16%

Солнечная панель Восток ФСМ 150Вт (12В) PERC M10 монокристалл

• Номинальная мощность – 150Вт
• Тип – монокристалл
• Размеры: 1250 x 580 x 30 мм
• Гарантия – 1 год

Солнечная панель Восток ФСМ 100Вт (12В) PERC M3 монокристалл

– 19%

Солнечная панель Восток ФСМ 100Вт (12В) PERC M3 монокристалл

• Номинальная мощность – 100Вт
• Тип – монокристалл
• Размеры: 770 x 670 x 30 мм
• Гарантия – 1 год

Солнечная панель Delta BST 500Вт Half Cell монокристалл

Солнечная панель Delta BST 500Вт Half Cell монокристалл

• Номинальная мощность – 500Вт
• Тип – монокристалл
• Размеры: 2094 x 1134 x 35 мм
• Гарантия – 10 лет

Выработка электроэнергии

Выработка электроэнергии солнечной панелью сильно зависит от внешних факторов. По факту, заявленную номинальную мощность панель может обеспечить только в идеальных условиях, летом, когда солнце в зените и когда солнечные лучи падают на поверхность солнечной панели под прямым углом. Также выработка электроэнергии зависит от интенсивности самого солнечного излучения. В России пик интенсивности солнечного излучения приходится на июнь-июль. При неблагоприятных погодных условия, например, облачность, дождь или просто пасмурная погода, выработка электроэнергии снижается. Меньше солнца – меньше выработка.

Для примера, ниже показан график выработки электроэнергии четырьмя поликристаллическими солнечными панелями мощностью по 250Вт. Видно, что пик выработки приходится на период май-июль, в эти месяцы в сутки будет сгенерировано до 5кВт*час энергии. Минимум приходится на период ноябрь-январь. В зимние месяцы выработка вообще может снижаться в 10-15 раз по сравнению с летним периодом. Если на солнечные панели ляжет слой снега, то выработка будет вообще нулевой.

График приведён из расчета расположения солнечных панелей в Казани с углом наклона ~50° c ориентацией на юг.

Помимо мощности, солнечные панели еще отличаются номинальным рабочим напряжением. Бывает только 2 варианта номинального напряжения, 12 вольт и 24 вольта. Понять какое номинальное напряжение можно опять же по названию: Восток ФСМ 150-12 M10 – это монокристаллическая солнечная панель мощностью 150Вт с номинальный напряжением 12В выполненная по технологии M10, а Delta BST 360-24M PERC– это монокристаллическая панель мощностью 360Вт с номинальный напряжением 24В выполненная по технологии PERC. Либо можно воспользоваться правилом мощности:

• до 200Вт – 12 вольт
• от 200Вт (включительно) – 24 вольта

Номинальное напряжение солнечных панелей необходимо знать для правильного подбора остальных компонентов системы.

Монокристалл, поликристалл

Как было написано выше, ячейки солнечной панели изготовлены из кристаллического кремния, только сам кремний тоже бывает разного типа:

• Монокристаллический кремний. Наивысшая эффективность (КПД), стоят немного дороже.
• Поликристаллический поликристаллический. Эффективность меньше (обычно на 1-2%) чем у монокристалла, но стоят дешевле.

Есть мнение, что поликристаллические солнечные панели лучше подходят для климата с частной пасмурно или облачной погодой, якобы они лучше поглощаю рассеянный свет, но явно это не замечено. Если такой эффект есть, то он совсем незначительный.

Соединение солнечных панелей

Для увеличения мощности солнечные панели соединяют в массив, например, 4 солнечные панели номинальной мощностью 250Вт могут выдать суммарную мощность 1кВт. При этом, солнечные панели можно соединить между собой 3 различными способами:

• Параллельное соединение. При этом типе соединения номинальное напряжение 4-х соединённых солнечных панелей останется 24 вольта, ток увеличится в 4 раза.
• Последовательное соединение. Здесь наоборот, номинальное напряжение увеличится в 4 раза и составит 96 вольт, а значение тока останется на уровне, соответствующей одной панели.
• Параллельно-последовательное соединение. Если параллельно соединить две пары последовательное соединённых солнечных панелей до номинальное напряжение составит 48 вольт, а ток увеличится в 2 раза.

Какой тип соединения нужно использовать в том или ином случае, главным образом зависит от периферийного оборудования, а именно контроллера заряда, инвертора и планируемого количества аккумуляторов.

На этом про солнечные панели пока всё, далее переходим к контроллерам заряда.

2. Контроллер заряда

Контроллера заряда – это промежуточное, но очень важное звено между солнечными панелями и аккумуляторами, он по своей сути управляет потоком энергии от первого ко второму, т.е. управляет процессом заряда аккумулятора, защищает от его перезаряда и закипания.

Чтобы лучше понять для чего необходим контроллер заряда, давайте рассмотрим очень простую солнечную электростанцию состоящую из одной монокристаллической солнечной панели мощностью 150Вт, одного контроллера заряда и одного аккумулятора.

Панель мощностью 150Вт, как было написано выше, её номинальное напряжение составляет 12 вольт, но у неё есть еще такой важный параметр как рабочее напряжение и оно составляет Vmp~17.6В, а также напряжение холостого хода Voc=21.7В, такое напряжение выдаёт солнечная батарея без подключенной нагрузки, т.е. без какого-либо потребителя. Если вы попробуете подключиться вольтметром к клеммам + и – солнечной панели, то как раз получите напряжение ~21.7В. Все эти параметры указываются на специальной наклейке на обратной стороне солнечной панели.

Фотография обратной стороны солнечной панели

Можно ли обойтись без контроллера заряда?

Что произойдёт, если солнечную панель подключить напрямую к аккумулятору? Это просто в очень короткий срок выведет аккумулятор полностью из строя, т.к. допустимое напряжение на клеммах аккумулятора не должно превышать ~14В, а солнечная панель, как вы уже знаете, выдаст большее на несколько вольт значение.

Если аккумулятор был разряжен, то он конечно же зарядится, но далее пойдет процесс перезаряда (не путать с повторным зарядом, здесь речь идёт заряде сверх нормы) с последующим его закипанием. Контроллер заряда как раз всё это предотвращает, поддерживает требуемый уровень напряжения на клеммах аккумулятора, отключает заряд, если аккумулятор уже заряжен, предотвращает разряд аккумулятора в тёмное время суток, т.к. если нет выработки, от солнечные панели сами могут стать потребителем. Всё это в купе продлевает срок службы аккумулятора.

Типы контроллеров

Контроллеры заряда бывают двух типов, MPPT и ШИМ.

• MPPT ( сокр. от англ. Maximum Power Point Tracking) (эМППТ) слежение за точкой максимальной мощности.
• ШИМ (Широтно-импульсная модуляция, на анл. PWM Puls Width Modulation).

Первые эффективнее, но стоят дороже. ШИМ контроллеры обычно устанавливаются на маломощных солнечных электростанциях, с небольшим количеством солнечных панелей.

3. Аккумуляторы

Аккумуляторы позволяют накапливать электрическую энергию, вырабатываемую солнечными панелями и использовать её после захода солнца.

Стартерные или автомобильные

Часто встречаются варианты, когда владельцы солнечных электростанций в своих системах используют обычные автомобильные стартерные свинцово-кислотные аккумуляторы. Мы не советуем это делать, поскольку такие аккумуляторы не предназначены для использования в системах резервного или автономного электроснабжения. Основная задача таких аккумуляторов – это выдать большой пусковой ток для запуска двигателя, затем восполнить потраченный заряд от генератора. Такие аккумуляторы не предназначены для эксплуатации в режиме полного разряда. Буквально через несколько таких циклов они могут полностью выйти из строя и единственно что с ними можно будет сделать – это сдать на утилизацию.

Глубокого разряда

Наиболее оптимальные аккумуляторы для использования в солнечной энергетике – аккумуляторы глубокого разряда. Почти у каждого брендового производителя есть специальная серия таких аккумуляторов, чаще всего они изготовлены по технологии
AGM и/или GEL.

На что способны такие аккумуляторы:

• Цикличная работа в режиме глубокого разряда/разряда
• Малый ток саморазряда
• Широкий рабочий диапазон температур
• Полностью герметичные, нет выделений паров кислоты
• Срок службы до 12 лет в буферном режиме

Ёмкость аккумуляторов

Кроме технологии изготовления, аккумуляторы также отличаются ёмкостью, чем больше ёмкостью, тем больше количество энергии в нём запасено. Например, если рассмотреть аккумулятор ёмкостью 100А*ч, то запасенная полезная мощность в нём составляет ~800Вт, это означает, есть к системе подключена нагрузка, например, с потреблением 150Вт*ч, то аккумулятор сможет проработать около 5 часов.

Наиболее часто используемый аккумулятор в солнечных электростанциях для дома – это аккумулятор ёмкостью 200А*ч. Запасённая мощность в нем ~1.5кВт. Кстати, весит такой аккумулятор около 60 килограмм.

Соединение аккумуляторов

Для создания системы с большим резервом автономности необходимо увеличивать количество аккумуляторов. Соединение аккумуляторов можно реализовать по тому же принципу, что и солнечные панели. Какой именно тип соединения использоваться зависит от номинального напряжения контролера заряда и инвертора. Так, если контроллер на 24В, то аккумуляторы (2 шт.) нужно соединять последовательно, чтобы также получить 24В. Если контроллер на 12В, а имеется два аккумулятора, то их нужно соединять параллельно.

С соединением и эксплуатацией аккумуляторов много нюансов, нам часто задают такие вопросы как, можно увеличить ёмкость системы просто докупив еще один аккумулятор, можно ли соединять аккумуляторы разной ёмкости, для чего нужно использовать балансиры заряда и пр. Об всём этом мы расскажем в отдельных статьях.

4. Инвертор

Инвертор – это устройство, которое преобразует постоянное (DC, сокр. от англ. Direct Current) напряжение аккумуляторных батарей в привычное нам переменное (AC, сокр. от англ. Alternating Current ) напряжение ~220В с частотой 50Гц. Без инвертора можно будет пользоваться только постоянным напряжением 12В, у контроллера заряда есть специальные клеммы для этого, но если нужно подключать бытовые электро-приборы, то без инвертора не обойтись.

Инверторы, применяемые в солнечной энергетике, можно разделить на 3 вида:

• Автономные инверторы. Такой тип инверторов клеммами подключается к аккумулятору. На одной из сторон корпуса имеется разъем под вилку, для подключения нагрузка. Такой тип инвертор можно использовать вовсе без солнечных панелей, т.к. они оснащены входом ~220В, т.е. они умеют делать не только DC/AC преобразование, но работать в обратном направлении, а именно заряжать аккумулятор от сети 220В. Такой тип инверторов должен работать в паре с контроллером заряда.
• Гибридные инверторы. Это по сути 2 прибора в 1 корпусе: контроллера заряда и инвертор. т.е. нет необходимости в отдельном контроллере заряда к в случае с автономным инвертором. Солнечные панели подключаются напрямую к инвертору, а именно к встроенному контроллеру. У данного типа солнечных инверторов также есть возможность работы с входящим напряжением 220В.
• Сетевые инверторы. Похожи на гибридный инвертор, также есть встроенный контроллер заряда, только работает такой инвертор без аккумуляторов, вся вырабатываемая солнечными панелями электроэнергия преобразуется в 220В и подаётся на нагрузку, т.е. потребители. Неизрасходованная электрическая энергия через двунаправленный счётчик электроэнергии подаётся во внешнюю (магистральную) электрическую сеть по зелёному тарифу (прим., в России зелёный тариф не действует). Такой тип инверторов наиболее популярен в Европе и США.

Ниже, как раз, приведены карточки товара автономного инвертора СибВольт, гибридного инвертор SILA и сетевого инвертора Sofar. Каждый из них с номинальной мощность 3000Вт. Кликнув на фотографию можно посмотреть детальные технические характеристики, описание и фотографии.

Теперь у вас есть некоторые представление о солнечной электростанции, из каких компонентов состоит, какие характеристики бываю и на что нужно обращать внимание.

Примеры солнечных электростанций

Чтобы вы могли прикинуть сколько может стоить солнечная электростанция, ниже представлены готовые комплекты для дачи, для дома, а также сетевая электростанция. Кликнув на фотографию, откроется карточка товара с подробными описанием.

Подбор индивидуального комплекта

Если вы хотите подобрать для себя солнечную электростанцию, но не знаете с чего начать или не знаете какое оборудование подобрать по вы можете пройне небольшой опрос, по результатом которого мы подберём для вас оптимальный комплект оборудования

А если вы из Казани и хотите купить солнечную электростанцию, то для вас всё еще проще – можете приехать к нам в офис, посмотреть “в живую” на оборудование и подобрать оптимальный для себя комплект. Как до нас добрать вы можете посмотреть на нашей странице контактов.

Добавить комментарий Отменить ответ

Добро пожаловать в блог

Вы попали в блог компании REENERGO. Здесь мы стараемся регулярно публиковать полезные и интересные новости и статьи из области альтернативной энергетики.