Портативная солнечная электростанция: преимущества, недостатки и принцип работы

Как работает солнечная электростанция

Теплоэлектростанция на параболоцилиндрических концентраторах работает по иному принципу. На железную опору установлены параболоцилиндрические зеркала, сконцентрированные на максимальный прием солнечных лучей. В их фокусе расположена светопоглощающая трубка, в которой циркулирует масляный носитель, поступающий в теплообменник с водой. Жидкость быстро нагревается, превращаясь в пар, который вращает турбогенератор. Вакуумные СЭС используют энергию потоков воздуха, за счет разных температур.

Конструкция состоит:

  • Из высокой башни;
  • Встроенной турбиной с электрогенератором;
  • Участком земли, накрытым зеркалами.

Мощность увеличивается по мере нагревания потоков воздуха. Благодаря прогреву земли башня может вырабатывать энергию круглосуточно, что является важным преимуществом в сравнении с другими солнечными аналогами. Для солнечных генераторов основной частью конструкции являются батареи, состоящие из множества тонких пластин кремния, которые преобразовывают солнечные лучи в электроэнергию. Чтобы обеспечить достаточную мощность, необходимо устанавливать несколько батарей. Такие системы обычно применяют для домашнего хозяйства, освещения оранжерей и выставок.

Солнечная электростанция в работе

Модель Goal Zero Adventure Kit

Конструктивно, это складная солнечная батарея, отвечающая всем современным требованиям. Подходит для зарядки практически всех известных электронных гаджетов.

Комплект портативной батареи Goal Zero Adventure Kit включает в себя саму солнечную панель и накопитель заряда, он же инвертор. В верхнюю часть встроен контроллер, а в целом в модели отсутствуют какие-либо внешние блоки и дополнительные проводники. Батарея складывается втрое и приобретает компактные размеры.

Две батареи на монокристаллах установлены в прочном текстильном влагостойком чехле, внутри которого имеется сетчатое покрытие. Для крепления к вертикальным поверхностям края панели оборудованы специальными петлями. В Adventure Kit отсутствуют хрупкие пластиковые элементы, поэтому падения ему не страшны. Солнечная батарея для похода весит 362 грамма, а габариты в закрытом состоянии – 150х230х25 мм. В разложенном виде длина и ширина составляют 480х230 мм. Вверху прибора располагается несколько выходов: на 5 В, USB и 12 В для адаптера по типу прикуривателя.

Накопительный аккумулятор состоит из четырех никель-металлогидридных батарей размера АА. Весь комплект заряжается в течение 4-6 часов, что соответствует зарядке по USB от обычной сети. Мощность накопителя составляет 7 ватт, а рабочее напряжение – 12 вольт. Под нагрузкой на выходе образуется 14-14,5 В. Максимальная сила тока на разъеме USB – от 600 до 700 мА. Нижняя часть панели оборудована светодиодным индикаторным фонариком, способным непрерывно работать в течение 20 часов.

Зарядное устройство на солнечных батареях AcmePower AP-MF1918

Ещё одна туристическая модель универсального аккумулятора, заряжаемого от солнечных батарей. В походах он выступает не только в качестве зарядного устройства, но и как осветительный прибор. Он полностью совместим со всеми мобильными телефонами, смартфонами, плеерами, навигаторами и другой аналогичной электроникой. Рабочее напряжение составляет 5-6 вольт, зарядный ток – 0,8 А. Емкость аккумулятора составляет 1000 мА. Полная зарядка от солнечного света осуществляется примерно за 10 часов.

Светодиодная панель обеспечивает световой поток в 60 Лм в течение 5 часов при условии полной зарядки аккумулятора. Походная солнечная батарея оборудована встроенной защитой от перенапряжения, перезарядки и коротких замыканий.

В комплект портативной панели входит 5 переходников для подключения различных мобильных устройств. Вес прибора 77 граммов, размеры – 123х57х16 мм.

Видео описание

На видео показано, как выбрать инвертор для частного дома: На общую стоимость солнечных батарей для частного дома влияют и преобразователи. В зависимости от формы сигнала напряжения на выходе существует несколько видов их видов, которые различаются применением и стоимостью:

  • С синусоидальным сигналом. Создают ток высокого качества, что сказывается на их стоимости. От них работают крупные бытовые приборы: холодильники, котлы, кондиционеры.
  • Прямоугольным. К этим недорогим инверторам подключают осветительные приборы. Большинство домашних бытовых приборов с ними несовместимы.
  • Псевдосинусоидальным. Их преимуществом является возможность подключения практически всей домашней техники. Но качество сигнала снижено по сравнению с первым видом, поэтому они стоят дешевле.


Ребристая форма инвертору нужна для максимально эффективного охлаждения Источник superfb.site

Электрические солнечные батареи

Интерес к альтернативным источникам электроэнергии не утихает, а наоборот – растет. Причин тому много, начиная от высоких тарифов «на свет» и заканчивая банальным отсутствием возможности подключиться к электросети. Последняя проблема актуальна для владельцев загородных домов и дач – отсутствие электрификации делает длительное проживание невозможным. Что касается стоимости электроэнергии в России, то она постоянно растет.

Солнечная батарея – это альтернативный источник электроэнергии. И сегодня популярность таких источников растет, как растет и их эффективность. Если первые батареи не могли похвастаться высоким КПД преобразования энергии солнца в электроэнергию, то современные образцы отличаются довольно высокой мощностью и эффективностью – например, одна солнечная панель AXITEC AC-260P/156-60S при размерах 1640х992х40 мм обладает мощностью 240 Вт.

Солнечный модуль AXITEC AC-260P/156-60S

Отдав под установку солнечных батарей довольно большую площадь, можно в полном объеме обеспечить свое домовладение практически дармовой электроэнергией. Сегодня ими пользуются дачники, владельцы загородных домов, владельцы мобильных домов (трейлеров). Востребованы они и там, где нужно обеспечить энергией какие-то небольшие объекты – оборудование мониторинга уровня рек, метеостанции, осветительные лампы на загородных трассах.

Давайте посмотрим, каковы преимущества от использования солнечных батарей:

  • Независимость от поставщиков электроэнергии – внезапные отключения света теперь не страшны;
  • Экологическая чистота – солнечные батареи не загрязняют окружающую среду;
  • Полная бесшумность – в отличие от дизельных, бензиновых и газовых генераторов, батареи работают без каких-либо звуков;
  • Для установки оборудования не нужны какие-либо разрешения, лицензии и прочие документы.

Есть и недостатки – некоторых из них довольно серьезные:

Эти панели нуждаются в регулярной чистке от пыли и грязи.

  • Высокая стоимость оборудования – цены на готовые комплекты составляют от 20000 рублей и выше;
  • Необходимость в регулярном обновлении аккумуляторов (отдают энергию в ночное время) – со временем они теряют свой ресурс;
  • Падение эффективности системы в зимнее время – наблюдается недостаток света для работы оборудования на полную мощность;
  • Батареи нужно регулярно очищать – на них оседает пыль, что несколько снижает их эффективность. Зимой они будут залеплены снегом;
  • В некоторых регионах использование солнечных батарей затруднено из-за малого количества солнечных дней. К тому же, некоторые панели боятся сурового российского климата.

Недостатки есть, и некоторые из них довольно серьезные. Одна солнечная панель стоит от 7-8 тыс. рублей и выше, а для того чтобы выработать достаточное количество электроэнергии, понадобятся несколько таких батарей. Сюда же следует включить затраты на покупку аккумуляторов и преобразователей.

Стоимость солнечных батарей в комплектах для дома может достигать 500 тыс. рублей и даже выше – это довольно мощные электростанции, которые могут отдавать в нагрузку до 5 кВт электрической энергии.

Принцип работы солнечных батарей очень прост – они преобразуют солнечную энергию в электрическую за счет применяемых в их конструкции преобразователей. Максимальный показатель эффективности преобразования составляет около 40% (в идеальных условиях). На практике эффективность падает из-за постепенного старения фотоэлементов, снижения прозрачности стекол и оседающей на панелях грязи. Для достижения максимальной энергоэффективности они монтируются на южных скатах крыш (угол около 40-45 градусов).

Как работает солнечная электростанция

Теплоэлектростанция на параболоцилиндрических концентраторах работает по иному принципу. На железную опору установлены параболоцилиндрические зеркала, сконцентрированные на максимальный прием солнечных лучей. В их фокусе расположена светопоглощающая трубка, в которой циркулирует масляный носитель, поступающий в теплообменник с водой. Жидкость быстро нагревается, превращаясь в пар, который вращает турбогенератор. Вакуумные СЭС используют энергию потоков воздуха, за счет разных температур.

Конструкция состоит:

  • Из высокой башни;
  • Встроенной турбиной с электрогенератором;
  • Участком земли, накрытым зеркалами.

Мощность увеличивается по мере нагревания потоков воздуха. Благодаря прогреву земли башня может вырабатывать энергию круглосуточно, что является важным преимуществом в сравнении с другими солнечными аналогами. Для солнечных генераторов основной частью конструкции являются батареи, состоящие из множества тонких пластин кремния, которые преобразовывают солнечные лучи в электроэнергию. Чтобы обеспечить достаточную мощность, необходимо устанавливать несколько батарей. Такие системы обычно применяют для домашнего хозяйства, освещения оранжерей и выставок.

Почему стоит купить

Малогабаритные переносные солнечные электростанции для туристов и профессионального назначения — это полностью автономные системы, работа которых не требует дополнительных источников питания или расходных материалов. Практика применения четко выявила основные преимущества таких комплектов:

  • Минимальное время развертывания и перехода в рабочий режим.
  • Накопление запаса энергии для снабжения потребителей в ночное время.
  • Работа в автоматическом режиме и наличие цепей защиты подключаемой аппаратуры.
  • Не требует сложного и дорогостоящего обслуживания.
  • Небольшой вес и компактные габариты в сложенном состоянии.

Для установки и подключения аппаратуры не требуется специальная подготовка, с этой задачей справится даже ребенок. Именно поэтому мобильные электростанции на солнечных батареях получили применение не только в профессиональной сфере, но и в быту.

Развенчиваем мифы о портативных солнечных батареях

И напоследок несколько мифов, которые не имеют ничего общего с реальностью.

Существует мнение, что кристаллические панели по всем параметрам превосходят аморфные. В теории это так, однако на практике дела обстоят иначе: гибкие панели чаще демонстрируют лучшие показатели по сравнению с жесткими, поэтому, при выборе устройства в первую очередь нужно оценивать его параметры и уж потом тип элементов.

  • Многие думают, что аморфные панели практически мгновенно выгорают, теряя за год эксплуатации 10% производительности. Не слишком понятно, откуда взялся этот миф, но это неправда: как показывают проведенные эксперименты, падение производительности аморфных панелей с течением времени скромное: за четырнадцать лет на 4%.
  • Не существует никакой альтернативы портативным солнечным батареям для туриста. Сегодня многие наслышаны о возможности использовать энергию солнца, но при этом забывают об альтернативных вариантах, например, об использовании энергии ветра. При этом ветрогенератор тоже может быть портативным, правда довольно тяжелым, но для парусного катамарана сгодится. И в отличие от солнечных батарей ветрогенераторы способны работать даже ночью или при пасмурной погоде.

Потратьте немного времени на анализ рынка альтернативных источников питания, на сравнение предложений между собой, и непременно подберете вариант, который устроит по всем параметрам — батарею, способную обеспечить приемлемый уровень комфорта для туриста в путешествиях. 

Модель для походов Goal Zero Nomad 7

Данная переносная солнечная батарея отличается компактными размерами и небольшим весом. Это качественное изделие нового поколения, предназначенное для зарядки всех известных электронных мобильных галджетов с небольшим энергопотреблением и внешних аккумуляторов Powerbank.

Конструктивно батарея представляет собой складывающуюся книжку в прочном корпусе, защищенном от пыли и влаги. Вся система состоит из двух фотоэлектрических панелей на основе монокристаллов. Карман-чехол выполняет функцию подставки, благодаря чему панель может быть установлена на любой поверхности. Устройство оборудовано автоматическим перезапуском зарядки и индикатором интенсивности, поддерживающие постоянную готовность к использованию.

Портативная батарея оборудована стандартным разъемом USB и специальным выходом для подключения фирменного зарядного устройства. Возле этих выходов расположен сетчатый карман, закрывающийся на молнию, куда помещаются заряжаемые приборы.

Для более эффективной зарядки панель Goal Zero Nomad 7 устанавливается под прямым углом относительно солнечных лучей. После этого остается лишь подключить устройство, и начинается процесс зарядки. Фирменный аккумулятор заряжается примерно за 3-6 часов, мобильный телефон или плеер – за 1-3 часа, смартфон или навигатор – за 2-4 часа. Индикатор интенсивности показывает, насколько эффективно используется солнечная энергия.

Плюсы и минусы солнечных электростанций

Существенным ограничивающим фактором, мешающим повсеместному распространению подобного оборудования, является количество солнечных дней. Низкая годовая активность солнца снижает эффективность приборов, работающих на его энергии. В остальном электростанции этого типа не уступают по производительности аналогичным устройствам, работающим на углеводородном топливе.

К основным преимуществам солнечных электростанций можно отнести следующее:

  • стопроцентная экологическая безопасность;
  • использование неисчерпаемого энергоресурса;
  • отсутствие шума и выхлопов;
  • отсутствие необходимости в отдельном помещении и специальных условиях эксплуатации;
  • долговечность, производительность.

В настоящее время существуют две основные разновидности солнечных электростанций: мобильные и стационарные. Первый вид может использоваться для создания энергосетей в загородных домиках, получения электричества в полевых условиях, а также в качестве резервного источника энергии в городских квартирах. Стационарные электростанции монтируются на крыше с целью создания автономной энергосети для индивидуального или общего пользования.

Кроме зависимости от объема солнечной энергии и количества ясных дней в году, солнечные электростанции имеют такие недостатки как:

  • высокая стоимость;
  • хрупкость фотопанелей;
  • большой вес панелей, устанавливаемых на крыше;
  • необходимость создания аккумуляторных станций для работы электроприборов в ночное время;
  • малая площадь одной панели.

Если блок солнечной панели упадет при монтаже или эксплуатации, починить его практически невозможно. Единственно возможным вариантом для восстановления функциональности всей сети остается замена дорогостоящей панели. Для снабжения электричеством большого количества приборов потребуется равноценное количество солнечных панелей, способных удовлетворить общую потребность.

Недостатки солнечной электростанции

Мини электростанция способна обеспечить при условии ясной погоды бесперебойной зарядкой смартфон, планшет и любые электроприборы, имеющие низкое энергопотребление даже в зимнее время года.

Но почему же полки магазинов не пестрят переносными электростанциями, которые могут зарядить и напитать силами любой электроприбор? Во — первых из — за цены. За счет дорогого кремниевого покрытия и сложности достижения герметичности всей конструкции, являющейся главной при выборе жестких панелей. Стоимость зачастую перекрывает выгоду от покупки мобильных солнечных панелей.

Во — вторых – срок службы. Срок службы таких конструкций всего лишь не превышает 3-5 лет. И причиной этого является солнце, которое выжигает кремниевый слой и атмосферные осадки, портящие защитное стекло. За счет этого снижается КПД установки.

В — третьих – малая мощность по отношению к традиционным источникам электроэнергии. Портативная солнечная панель стоимостью около 30000 рублей способна прокормить электроприборы, потребление которых не превышает 300 Ватт. К таким приборам можно отнести насос воды или ноутбук, 4 лампочки по 60 Ватт, или музыкальный центр.

Обратите внимание: при приобретении мобильных солнечных панелей для стабильной работы оборудования необходимо учитывать запас мощности. Мощность подключаемых приборов должна быть минимум на 10-15% ниже выдаваемой

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.

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.

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.

Недостатки солнечных батарей

К сожалению, и этот практически неисчерпаемый источник энергии имеет определенные ограничения и недостатки:

  • Высокая стоимость оборудования – автономная солнечная электростанция даже небольшой мощности доступна далеко не каждому. Оборудование частного дома такими аккумуляторами стоит недешево, но помогает снизить расходы на оплату коммунальных услуг (электроэнергии).
  • Обустройство собственного жилища солнечными батареями потребует финансовых затрат.
  • Периодичность генерации — солнечная электростанция не способна обеспечить полноценную бесперебойную электрификацию частного дома.
  • Хранения энергии – в солнечной электростанции аккумуляторная батарея является самым дорогим элементом (даже батареи небольшого объема и панели на гелевой основе).
  • Низкий уровень загрязнения окружающей среды – солнечная энергия считается экологически чистой, однако производственный процесс батарей сопровождается выбросами трифторида азота, оксидов серы. Все это создает «парниковый эффект».
  • Использование в производстве редкоземельных элементов – тонкопленочные солнечные панели имеют в своем составе теллурид кадмия (CdTe).
  • Плотность мощности – это количество энергии, которое можно получить с 1 кв. метра энергоносителя. В среднем этот показатель составляет 150-170 Вт/м2. Это гораздо больше по сравнению с другими альтернативными источниками энергии. Однако несравнимо, ниже чем у традиционных (это касается атомной энергетики).

Типичный комплект мини-СЭС для туристов – состав, характеристики

Обычно комплект состоит из следующих элементов.

1. Солнечные панели. Для туристов выполняются в виде одной большой или нескольких меньших по габаритам соединенных батарей. Могут предусматривать крепление на подставке, быть встроенными в раскладывающийся пояс, вкладываться в чехол и т.д. В зависимости от размеров и веса перевозятся в/на автомобиле, укладываются в рюкзак или представляют собой подобие чемоданчика-дипломата. Характеризуются:

  • мощностью 5 – 300 ватт;
  • массой 1,0 – 30 кг;
  • КПД 16 – 24%;
  • ячейками на базе кристаллического или аморфного кремния, иногда редкоземельного теллурида кадмия (если изготавливаются в виде гибких пленок).

2. АКБ (Дельта, Лиотех, Восток и др). Встроенная аккумуляторная батарея для малых моделей, отдельная у более крупных и мощных комплектов.  Предназначается для накопления заряда с целью обеспечения туристов энергией в темное время суток или непогоду. Емкость обычно подбирается в 2-4 раза больше производительности модулей, поскольку энергия преимущественно нужна во время привалов. В целях увеличения компактности комплект солнечной батареи для туризма, как правило, содержит АКБ со встроенным контроллером заряда. 

Емкость может быть любой, но ориентироваться следует на вес, который позволит транспортировать аккумуляторы. Примерно соотношение емкости и массы – 100 А*ч на 30 кг.

3. Инвертор. Требуется для преобразования постоянного тока от генерирующих ячеек в переменный, который используют приборы-потребители. 

4. Набор кабелей и зарядное устройство. Последнее может встраиваться в корпус единого комплекта. Благодаря наличию различных типов выходов позволяют:

  • заряжать смартфоны, ноутбуки, MP-3 плейеры, цифровые видеокамеры, портативные телевизоры и прочую маломощную технику;
  • подключать звуковые колонки;
  • подавать питание на осветительные приборы (обычно несколько LED ламп входят в комплект поставки);
  • работать с несколькими устройствами одновременно.

Спектр использования самый широкий – пеший туризм, сплавы на лодках, автомобильные выезды на природу, кемпинги и прочие виды временных или постоянных лагерей.

Плюсы и минусы солнечных мини электростанций

Преимущества

  • Автономность. С такой портативной электростанцией вы независимы от линий электропередач. Это очень полезно, когда есть сбои в подаче электроэнергии, на природе и других подобных ситуациях;
  • Нет ущерба окружающей среде. Мобильные гелио электростанции не выделяют вредных веществ;
  • Эстетика. Многие фирмы-производители оформляют такие изделия стильно и оригинально;
  • Бесплатно. Энергия солнца совершенно бесплатна в отличие от традиционных источников энергии;
  • Длительный срок службы (до 30 лет);
  • Кроме того, гелио электростанции являются отличным дополнением к основным источникам энергоснабжения. Они легко встраиваются в существующие системы энергоснабжения.

Солнечный свет как альтернативный источник энергии

Наука не стоит на месте, и прогресс развивает направления, включающие в себя поиск альтернативных способов выработки электричества. К самым перспективным относят возобновляемые источники, одним из которых является солнечный свет.

Солнечный свет преобразуется в электроэнергию посредством прохождения фотонов света через специальный кремниевый полупроводник, и впоследствии энергия уже в виде электронов накапливается в аккумуляторах, откуда ее уже могут черпать наши устройства. Данные устройства могут быть как статичными, питающие целые дома, так и переносными. О них и пойдет речь.

Статья, посвящённая установке солнечных панелей, расположена здесь: https://teplo.guru/eko/ustanovka-solnechnyih-paneley.html

Комплектация оборудования

Перечень входящего в комплектацию оборудования зависит от выбранной вами модификации устройства. В стандартном исполнении аппаратура включает в себя:

  • 1 или 2 солнечных батареи с кабелем для подключения.
  • Модуль управления с встроенным контроллером, аккумулятором, преобразователем напряжения.
  • Выходы USB, стандартные розетки и разъемы прикуривателя для подключения обслуживаемой аппаратуры.

В дополнение мини солнечная электростанция может комплектоваться — светодиодными осветительными системами, FM-радиоприемником, MP3-плеером и другими устройствами, позволяющими обеспечить комфортные условия человеку в походных условиях.

Использование гелиоколлекторов в Европе и России

Лидером по использованию солнечных коллекторов в Европе является Германия, Австрия, Греция. Около 15% частного сектора установили гелиосистемы для нагрева воды или отопления дома. Коллекторы используют в школах, магазинах, больницах, на предприятиях.

В некоторых европейских странах при строительстве новых домов, установка гелиоколлектора обязательна.

В России солнечные коллекторы установил небольшой процент населения. В первую очередь это связано с недостатком информации о таком способе добычи энергии. Роль играет их стоимость, поэтому не каждый может купить такую установку.

Вывод

Одна из важнейших проблем связанная с экологией — это проблема с энергоресурсами, влияние на изменение климата. Поэтому использование гелиоустановок — это хороший способ не только экономии, но и вклад в защиту экологии планеты.

Контроллер заряда для солнечных батарей

У прямого подключения панели к аккумулятору есть недостатки:

  • Аккумулятор с номинальным напряжением 12 В будет заряжаться только при достижении напряжения на выходе фотоэлементов 14,4 В, что близко к максимальному. Это значит, что часть времени батареи заряжаться не будут.
  • Максимальное напряжение фотоэлементов – 18 В. При таком напряжении ток заряда аккумуляторов будет слишком большим, и они быстро выйдут из строя.

Для того чтобы избежать этих проблем необходима установка контроллера заряда. Самыми распространенными конструкциями являются ШИМ и МРРТ.

ШИМ-контроллер заряда

Работа ШИМ-контроллера (широтно-импульсная модуляция – англ. pulse-width modulation – PWM) поддерживает постоянное напряжение на выходе. Это обеспечивает максимальную степень заряда аккумулятора и его защиту от перегрева при зарядке.

МРРТ-контроллер заряда

МРРТ-контроллер (Maximum power point tracker – слежение за точкой максимальной мощности) обеспечивает такое значение выходного напряжения и тока, которое позволяет максимально использовать потенциал солнечной батареи вне зависимости от яркости солнечного света. При пониженной яркости света он поднимает выходное напряжение до уровня, необходимого для зарядки аккумуляторов.

Такая система есть во всех современных инверторах и контроллерах зарядки

Плюсы и минусы СЭС

Солнечные генераторы имеют массу достоинств. Главным из них является экологическая чистота для окружающей среды.

Плюсы солнечных электростанций:

  • Солнечная энергия постоянно возобновляется;
  • СЭС не причиняет вред окружающей среде;
  • Независимость от центральной подачи электричества;
  • Полная автономность системы;
  • Длительный срок эксплуатации;
  • Бесплатный энергетический ресурс.

Роль человека в получении электричества в данном случае сводится к нулю. Выработка энергии таким способом имеет и минусы. Покупка оборудования потребует серьезных вложений. Кроме этого необходимо приобрести аккумулятор, так как в ночное время СЭС не производит выработку электричества. Установка оборудования требует дополнительной площади. Она может осуществляться на земле, крыши дома, стене здания. К недостаткам можно отнести необходимость очищать отражающую поверхность от пыли и загрязнений, а также нагрев атмосферы над поверхностью оборудования. Мощность вырабатываемого тока напрямую зависит от погодных условий.

Если рационально подходить к вопросу установки солнечных батарей, необходимо учесть некоторые нюансы:

  • Проанализировать много ли солнечных дней в предполагаемом районе;
  • Уточнить возможность подключения к центральной сети;
  • Выяснить, как часто бывают перебои электричества;
  • Решить, приборы какой мощности будут использоваться в быту.

Достаточно много достоинств и недостатков у СЭС, однако природные ресурсы не вечны и станции на солнечной энергии смогут стать достойной заменой привычным ресурсам.

Выводы

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

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий