Солнечная электростанция – преимущества и особенности

{RANDOM_PARAGRAPH=100-400}

Плюсы и минусы солнечной энергетики

Человечество все дальше вглубь уходит по пути загрязнения собственной окружающей среды. Многие мировые умы заняты проблемой возобновляемых, не выбрасывающих в атмосферу вредных веществ источников энергетики. Данная тема весьма актуальна в 21 веке.

О положительных качествах солнечной энергетики, говорят почти повсюду. Применение альтернативных способов добычи электроэнергии, качественно может помочь нашей планете. Сохранить природные ресурсы, атмосферу, и не допустить скорого потепления климата,

это одна из главных обязанностей современного человека. Каковы же плюсы и минусы такой энергии, как солнечное излучение.

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.

Принцип действия

Он необычайно прост. Энергия, даруемая природой, преобразуется в электричество благодаря оптическим элементам. Последние обладают способностью концентрировать отраженные лучи в заполненных маслом или водой приемниках.

Под действием высокой температуры, жидкость или маслянистый теплоноситель нагреваются, благодаря чему запускается генератор, вырабатывающий электричество.

Другими словами, воздействующие на солнечные батареи лучи, а точнее на составляющие их кремневые частицы. Последние высвобождают электроны, огромное число которых способствует выработке электричества.

Если отражающие элементы снабжены механизмами, позволяющими следовать за движением солнца, эффективность их возрастает по сравнению с теми, которые таковых не имеют, отчего КПД их сводится к минимуму.

Максимальный сбор солнечной энергии обеспечивает конструкция с вогнутой отражающей поверхностью.

Многие солнечные конструкции оснащаются аккумуляторами, чтобы работа была бесперебойной

Рекомендуем:

: особенности, цена и где купить — ТОП-6 для отопительных котлов: виды, достоинства, цена загородного дома

Одной батареи солнечной недостаточно, чтобы получить нужное количество энергии, поэтому их монтируют блоками.

Устанавливается система блоков на крыше жилища, но предварительно оборудуют соответствующим образом площадку со специальными опорами.

Выработанная солнечной электростанцией для дачи энергия направляется в агрегат под названием «инвертор». Он установлен внутри помещения. Там из преобразованных электронов вырабатывается ток, который накапливается в аккумуляторе.

Как устроена сетевая солнечная электростанция

Готовый к использованию комплект сетевой СЭС включает в себя фотоэлектрические модули, инвертор, коннекторы, кабели и электрический щит, опционально – опорные конструкции для монтажа (на кровле или на земле).

Фотоэлектрические модули, именуемые в простой речи “солнечными батареями” – важнейшая часть системы, отвечающая за эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую. Технологий изготовления солнечных модулей несколько, но для регионов с относительно небольшим количеством солнечных дней (в число которых входит и средняя полоса России) предпочтительно использовать наиболее эффективные панели, к которым можно смело отнести гетероструктурные, позволяющие максимально использовать рассеянное освещение. КПД гетеростуктурных ФЭМ “Хевел”- один из самых высоких на сегодняшний день (до 22,3 % для двусторонних модулей (BiFi +20%)) – по этому показателю они превосходят модули, изготовленные по классическим кремниевым технологиям (моно- и поликристаллические). Кроме того, гетероструктурные модули отличаются более высокой устойчивостью к нагреву, в то время как у классических кристаллических потеря мощности при высокой температуре поверхности может достигать 25%. Гетероструктурная технология получила признание в странах Европы, но в России пока распространена мало – это связано в первую очередь со сложностью и высокой стоимостью организации производства. Компания ”Хевел” – пионер в этой области: специалисты “Хевел” смогли не только развернуть производство полного цикла на территории нашей страны, но и внести в технологию усовершенствование. Но что особенно важно – гетероструктурные модули “Хевел” разрабатывались и проходили испытания именно в российских условиях и адаптированы к ним гораздо лучше, чем любые другие.

Коннекторы МС4 соединяют фотоэлектрические модули в единую цепь. Количество коннекторов зависит от числа ФЭМ.

Инвертор преобразует постоянный ток в переменный. Инвертор, входящий в комплект сетевой электростанции от компании “Хевел”, имеет функцию удаленного управления и мониторинга, которая позволяет пользователю контролировать параметры системы и изменять их при необходимости.

Солнечный кабель. Для солнечных электростанций применяются специальные кабели наружной прокладки с медными жилами, двухслойной изоляцией и защитой от внешних воздействий: влаги, ультрафиолета, перепадов температуры.
Электрический щит принимает и распределяет электроэнергию внутри помещения. В распределительной панели устанавливаются предохранители и автоматические выключатели.

Опорные конструкции подбираются исходя типа кровли и угла ее наклона. Установить фотоэлектрические модули можно на кровлю любой конфигурации: плоскую, простую скатную, вальмовую, многощипцовую и пр. Опорные конструкции выбираются в зависимости от материала кровли, несущая способность стропил в большинстве случаев достаточна для установки ФЭМ, так как нагрузка распределяется равномерно. Оптимальный угол наклона для эффективной работы СЭС разнится в зависимости от региона и при необходимости корректируется с помощью опорных конструкций. Например, для Московской области оптимальным считается уклон 42-43 градуса, но при монтаже на крышу желательно использовать угол наклона самой крыши, чтобы избежать возникновения дополнительных нагрузок (в первую очередь ветровой).

Если на крыше есть мансардные окна, трубы или аэраторы, это не проблема: фотоэлектрические модули совершенно не обязательно устанавливать вплотную друг к другу.

Монтаж фотоэлектрических модулей

Как развита солнечная энергетика в России

К сожалению, в нашей стране пока во всю жгут уголь, газ и нефть, и наверняка Россия будет в числе последних, кто полностью перейдёт на альтернативную энергетику.

На сегодняшний день солнечная генерация составляет всего 0,03% энергобаланса РФ. Для сравнения в той же Германии этот показатель составляет более 20%. Частные предприниматели не заинтересованы во вложении средств в солнечную энергетику из-за долгой окупаемости и не такой уж высокой рентабельности, ведь газ у нас обходится гораздо дешевле.

В экономически развитых Московской и Ленинградской областях солнечная активность на низком уровне. Там строительство солнечных электростанций просто нецелесообразно. А вот южные регионы довольно перспективны.

Так одной из крупнейших в нашей стране является Орская СЭС. Она состоит из 100 тыс. модулей, выдающих суммарную мощность 25 МВт. Выработанное электричество подаётся в Единую энергетическую систему России (ЕЭС).

Самой мощной сегодня является СЭС Перово, расположенная в Республике Крым. Она выдаёт более 105 МВт, что на момент открытия станции было мировым рекордом. СЭС Перово состоит из 440 000 фотоэлектрических модулей и занимает площадь 259 футбольных полей.

Вообще в Крыму солнечная энергетика неплохо развита – там более десятка солнечных электростанций мощностью от 20 МВт. Правда, вся полученная электроэнергия уходит сугубо на нужды полуострова.

К 2020 году в России планируется построить 4 крупных СЭС, мощность которых позволит увеличить долю солнечной энергии до 1% от всего энергобаланса страны.

Таким образом, уже сегодня можно с уверенностью сказать, что солнечная энергетика способна в недалёкой перспективе выступить полноценной альтернативой традиционным способам получения электроэнергии. И даже в России эта отрасль хоть и медленно, но развивается.

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:

• Кислотные;
• Гелевые.

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.

{RANDOM_PARAGRAPH=401-800}
{RANDOM_SECTION=500-3000}