Солнечная электростанции: Солнечная электростанция: устройство, компоненты

Содержание

Космические солнечные электростанции — больше не фантастика

Конечно, сейчас это больше похоже на научную фантастику: гигантские солнечные электростанции, летящие в космосе, передают на Землю беспроводным способом огромное количество энергии, способное удовлетворить растущие потребности человечества. И долгое время эта концепция, впервые разработанная советским ученым Константином Циолковским в 1920-х годах, в основном вдохновляла только писателей-фантастов.

Однако, как показывает практика, хватает смелых идей, которые еще несколько десятилетий назад казались фантастикой, а теперь ученые добиваются огромных успехов в воплощении их в жизнь. Так, Европейское космическое агентство (ЕАК) осознало потенциал «космической энергии» и теперь готово профинансировать связанные с этим проекты, прогнозируя, что в будущем космические солнечные электростанции смогут поставлять «зеленую» энергию на Землю беспроводным способом — с помощью так называемого «луча энергии».

Производство энергии за пределами нашей планеты позволит частично решить одну из величайших проблем современности — изменение климата. Но, с учетом того, что в последние годы исследования в области возобновляемых источников энергии получили резкое развитие, позволив повысить эффективность получения «чистой» энергии и снизить ее стоимость за киловатт, возникает вопрос: а будет ли космическая солнечная электростанция выгоднее или хотя бы в чем-то лучше наземной? 


Возможный принцип работы солнечной электростанции, разработанный ЕАК.

Ответ — да. Одним из основных препятствий для развития возобновляемых источников энергии является тот факт, что они не могут добывать ее постоянно. Так, ветряные и солнечные электростанции производят энергию только тогда, когда дует ветер или светит солнце, из-за чего их выгодно размещать далеко не на все площади нашей планеты. Волновые электростанции способны работать практически всегда, но опять же их можно располагать только на берегах морей или океанов, а ведь множество людей живет в глубине материков.

Более того, нам нужно электричество круглосуточно, каждый день. Поэтому в конечном счете нам нужен способ хранения энергии в больших объемах, прежде чем мы сможем полностью перейти на возобновляемые источники.

Преимущества космоса

Возможный способ обойти эти проблемы — это генерировать солнечную энергию в космосе. В этом есть много преимуществ. Космическая солнечная электростанция может вращаться на орбите вокруг Солнца, будучи повернутой к нему 24 часа в сутки. К тому же атмосфера Земли поглощает и отражает часть солнечного света, да и ясная погода бывает не всегда, поэтому солнечные элементы над атмосферой будут получать больше солнечного света и производить больше энергии.


Крупнейшая солнечная электростанция Тэнгэр, расположена в Китае. Вырабатывает 1.5 ГВт энергии — сравнимо с большими АЭС.

Но все еще остается множество технических проблем, которые необходимо преодолеть, одна из важнейших — это сборка, запуск и развертывание таких больших конструкций, как электростанция. Например, чтобы запитать Республику Калмыкия, которая среди регионов РФ потребляет меньше всех энергии, потребуется солнечная электростанция на 600 МВт, которая займет около 20 квадратных километров — по площади это сравнимо с 2800 футбольными полями. Которые нужно запустить в космос. Поэтому использование легких материалов будет иметь решающее значение в решении этой проблемы, так как самыми большими расходами будут затраты на запуск готовых блоков для сборки электростанции на орбите.


Одно из предлагаемых решений — создать рой из тысяч стандартизированных спутников небольших размеров (например, кубсатов), которые относительно несложно выводить в космос сразу в больших количествах, где они соберутся вместе и сконфигурируются для создания единой большой солнечной электростанции. В 2017 году исследователи Калифорнийского технологического института разработали проект модульной электростанции, в которой солнечные батареи состоят из тысяч сверхлегких панелей. Они также продемонстрировали прототип одной такой панели, и ее вес составил всего 280 граммов на квадратный метр — это сравнимо с обычной картой, если ее расстелить на такой же площади.


Эта полноценная солнечная панель весит меньше 1.5 грамм при размерах 10 х 10 см.

Ученые из Ливерпульского университета пошли еще дальше и изучают новые производственные технологии для трехмерной печати сверхлегких солнечных панелей прямо на солнечных парусах. Солнечный парус — это складная, легкая и хорошо отражающая свет мембрана, способная использовать эффект давления солнечного ветра для ускорения космического корабля абсолютно без затрат топлива. Исследователи изучают, как встроить солнечные панели в конструкцию солнечного паруса для создания больших безтопливных солнечных электростанций.

Такие методы действительно могут позволить нам построить полноценные солнечные электростанции в космосе. И если запитка от них целых регионов на Земле — далекая фантастика, продолжение изучения связанных с этим технологий как минимум позволит инженерам создавать более эффективные солнечные панели для зондов и даже будущих станций на Луне или Марсе.


Спутник с солнечным парусом, в который интегрирована солнечная батарея, по сути сможет работать вечно без топлива.

Но остается еще одна серьезная проблема — полученную энергию нужно как-то вернуть на Землю, при этом желательно с наименьшими потерями. Разумеется, протянуть линию электропередач на орбиту не получится, поэтому план состоит в том, чтобы преобразовать электричество от солнечных элементов в электромагнитные волны, отправляя их вниз к принимающей антенне на поверхности Земли, где происходит обратное преобразование в электричество.

Грубо говоря, получается своеобразная «беспроводная зарядка для Земли» космических масштабов. И, как бы фантастически это не звучало, исследователи из Японского агентства аэрокосмических исследований уже разработали необходимые для этого конструкции и продемонстрировали орбитальную систему, которая способна передавать энергию с орбиты на Землю.

Разумеется, в этой области еще предстоит проделать большую работу, но все идет к тому, чтобы солнечные электростанции в космосе станут реальностью в ближайшие десятилетия. Так, исследователи из Китая разработали систему под названием Omega, которую они планируют ввести в эксплуатацию к 2050 году.

Эта система должна быть способна передавать 2 ГВт энергии в электросети на Земле с максимальным КПД, и это немалая цифра: этого хватит для запитки всего Севастополя.


Концепт космической солнечной электростанции Alpha, которую разрабатывает НАСА.

Во всем мире научное сообщество вкладывает время и усилия в разработку солнечных электростанций в космосе. И, вполне возможно, наступит время, когда над нашими головами будут летать спутники, которые будут раздавать нам не только интернет, но и энергию.


iGuides в Telegram — t.me/igmedia
iGuides в Яндекс.Дзен — zen.yandex.ru/iguides.ru

Солнечная электростанция, интернет в деревне и самоизоляция — Техника на vc.ru

{«id»:139226,»url»:»https:\/\/vc. ru\/tech\/139226-solnechnaya-elektrostanciya-internet-v-derevne-i-samoizolyaciya»,»title»:»\u0421\u043e\u043b\u043d\u0435\u0447\u043d\u0430\u044f \u044d\u043b\u0435\u043a\u0442\u0440\u043e\u0441\u0442\u0430\u043d\u0446\u0438\u044f, \u0438\u043d\u0442\u0435\u0440\u043d\u0435\u0442 \u0432 \u0434\u0435\u0440\u0435\u0432\u043d\u0435 \u0438 \u0441\u0430\u043c\u043e\u0438\u0437\u043e\u043b\u044f\u0446\u0438\u044f»,»services»:{«facebook»:{«url»:»https:\/\/www.facebook.com\/sharer\/sharer.php?u=https:\/\/vc.ru\/tech\/139226-solnechnaya-elektrostanciya-internet-v-derevne-i-samoizolyaciya»,»short_name»:»FB»,»title»:»Facebook»,»width»:600,»height»:450},»vkontakte»:{«url»:»https:\/\/vk.com\/share.php?url=https:\/\/vc.ru\/tech\/139226-solnechnaya-elektrostanciya-internet-v-derevne-i-samoizolyaciya&title=\u0421\u043e\u043b\u043d\u0435\u0447\u043d\u0430\u044f \u044d\u043b\u0435\u043a\u0442\u0440\u043e\u0441\u0442\u0430\u043d\u0446\u0438\u044f, \u0438\u043d\u0442\u0435\u0440\u043d\u0435\u0442 \u0432 \u0434\u0435\u0440\u0435\u0432\u043d\u0435 \u0438 \u0441\u0430\u043c\u043e\u0438\u0437\u043e\u043b\u044f\u0446\u0438\u044f»,»short_name»:»VK»,»title»:»\u0412\u041a\u043e\u043d\u0442\u0430\u043a\u0442\u0435″,»width»:600,»height»:450},»twitter»:{«url»:»https:\/\/twitter.
com\/intent\/tweet?url=https:\/\/vc.ru\/tech\/139226-solnechnaya-elektrostanciya-internet-v-derevne-i-samoizolyaciya&text=\u0421\u043e\u043b\u043d\u0435\u0447\u043d\u0430\u044f \u044d\u043b\u0435\u043a\u0442\u0440\u043e\u0441\u0442\u0430\u043d\u0446\u0438\u044f, \u0438\u043d\u0442\u0435\u0440\u043d\u0435\u0442 \u0432 \u0434\u0435\u0440\u0435\u0432\u043d\u0435 \u0438 \u0441\u0430\u043c\u043e\u0438\u0437\u043e\u043b\u044f\u0446\u0438\u044f»,»short_name»:»TW»,»title»:»Twitter»,»width»:600,»height»:450},»telegram»:{«url»:»tg:\/\/msg_url?url=https:\/\/vc.ru\/tech\/139226-solnechnaya-elektrostanciya-internet-v-derevne-i-samoizolyaciya&text=\u0421\u043e\u043b\u043d\u0435\u0447\u043d\u0430\u044f \u044d\u043b\u0435\u043a\u0442\u0440\u043e\u0441\u0442\u0430\u043d\u0446\u0438\u044f, \u0438\u043d\u0442\u0435\u0440\u043d\u0435\u0442 \u0432 \u0434\u0435\u0440\u0435\u0432\u043d\u0435 \u0438 \u0441\u0430\u043c\u043e\u0438\u0437\u043e\u043b\u044f\u0446\u0438\u044f»,»short_name»:»TG»,»title»:&quot

Автономная солнечная электростанция для Дома

Ваша собственная автономная энергосистема

Автономная солнечная электростанция от NEOSUN – это готовая и легко масштабируемая система мощностью от 5кВт до 30кВт, гарантирующая стабильное энергоснабжение 365 дней в году, именно в том месте, где Вы хотите иметь свой дом и независимо от наличия городской электросети.

Когда живешь далеко от городской сети (или работа этой сети не стабильна), особенно важно уделить внимание выбору системы хранения энергии.

Продвинутые литий-ионные аккумуляторы NEOSUN Home ESS в привлекательном белом корпусе, разработаны специально для установки в домашних условиях. Передовые технологии и встроенная в каждый модуль батареи BMS, обеспечивают срок службы аккумуляторов в 20 лет и более. Это гарантирует бесперебойное энергоснабжение во время аварийных отключений энергии, стихийных бедствий и даже Зомби апокалипсиса.

Особенности:

Современные Li-ion Аккумуляторы

Интегрированная в каждый модуль BMS, обеспечивает глубину разряда батареи в 90% (DoD) и срок службы более 6000 циклов. Это означает более 20 лет беспрерывной работы аккумуляторов.

Привлекательный дизайн

Система легко масштабируется в соответствии с конкретными потребностями и позволяет работать параллельно до 6 аккумуляторных блоков, что обеспечивает максимальную мощность от 5кВт до 30 кВт.

Работает 24 часа 365 дней в году

NEOSUN Home ESS — это полностью автоматизированная система, которая легко устанавливается и совершенно не требует обслуживания, что гарантирует независимое и бесперебойное энергоснабжение.

Умная система управления

Интеллектуальная система автоматически определяет оптимальный источник питания (внешняя или городская сеть, солнечная батарея или аккумуляторы), чтобы максимально использовать солнечную энергию.

Подходит ли для России солнечная энергетика?

Часто приходится слышать, что солнечная энергетика не подходит для России. Мол, холодно, пасмурно, солнца мало. То ли дело Болгария, Италия, Испания…

Фактор холода отбросим сразу. Для кремниевых фотоэлементов, чем холоднее — тем лучше. При понижении температуры напряжение солнечных элементов возрастает, повышая выходную мощность электростанции. Поэтому «мороз и солнце» — «день чудесный» для фотоэлектрических преобразователей. Разумеется, угол наклона солнечных модулей при перемещении от экватора к полюсам надо увеличивать, чтобы собирать больше солнечной энергии (и меньше снега) на единицу площади.

Разберёмся с инсоляцией. Уровень солнечной радиации в разных регионах нашей планеты хорошо изучен. Опубликованы соответствующие карты и атласы. Есть, например, замечательный Global Solar Atlas (Глобальный Солнечный Атлас), с помощью которого можно узнать уровень солнечной радиации практически в любой точке планеты и «прикинуть», какую выработку даст солнечная электростанция. Это отличный инструмент для быстрой предварительной оценки потенциала фотоэлектрической генерации в регионе.

Одним из лидеров развития солнечной энергетики в мире является Германия, до 2015 года она даже занимала первое место по установленной мощности солнечных электростанций. При этом в ФРГ средний КИУМ (коэффициент использования установленной мощности) фотоэлектрической генерации составляет примерно 10%. То есть выработка солнечных электростанций за год соответствует всего десяти процентам их номинальной (паспортной) мощности.

Россия располагает огромными площадями, многократно большими, чем площадь ФРГ, на которых расчетная выработка солнечных электростанций превышает средние немецкие показатели. Уже в таких городах как Тула, Воронеж, Самара, Челябинск, Омск, Новосибирск, Красноярск профессионально спроектированная солнечная электростанция с правильным углом наклона модулей и качественным оборудованием выдаст примерно 1150 киловатт-часов на один киловатт мощности (КИУМ ~ 12,5%). В Краснодаре или Сочи мы получим уже примерно 1300 кВт*ч на 1 кВт (КИУМ ~ 14,8%), что сопоставимо с Болгарией, севером Италии, Францией.

Всё это расчетные величины, теория, скажет въедливый читатель. Тогда давайте посмотрим на практику работы действующей, настоящей промышленной солнечной электростанции в России.

Мне удалось задать несколько вопросов Михаилу Олеговичу Неврюзину, главному инженеру СЭС «Заводская» компании «Солар Системс». Эта станция расположена неподалёку от Астрахани и имеет установленную мощность 15 МВт (мегаватт) — нормальный средний размер объекта промышленной солнечной генерации по европейским меркам.

«Заводская» начала работать год назад, 01 сентября 2017 года.

1) Фактический КИУМ за прошедший год (без двух недель) составил 15,96%, что соответствует расчетно-плановому показателю (16%).

Для сравнения, во Франции, где большинство солнечных электростанций расположено в южных регионах этой страны, КИУМ солнечной энергетики ниже 15%. В 2016 г он был равен 14,3%, в 2015 г — 14,7%. Уже этот единичный факт опровергает домыслы по поводу непригодности солнечной энергетики для России по климатическим соображениям. К слову, Франция, в которой около 75% электроэнергии вырабатывают атомные электростанции (это уникальный по мировым меркам показатель), недавно приняла решение ускорить развитие фотоэлектрической генерации. Теперь здесь ежегодно проводятся конкурсные отборы в солнечной энергетике объемом 2,45 ГВт.

2) Как станция «чувствовала» себя зимой, как пережила снегопады? Были ли проблемы с резким снижением выработки зимой по причине снеговой нагрузки?

За прошедшую зиму в районе размещения СЭС «Заводская» (напомню, это Астраханская область) было четыре серьёзных снегопада. Однако слой снега ни разу не задержался на поверхности модулей дольше, чем до 12 часов дня. До двенадцати он продержался только один раз, как правило панели очищаются самостоятельно буквально за 30 минут после восхода солнца (угол наклона модулей — 27 градусов). Чистка солнечных панелей от снега сотрудниками не проводилась ни разу. Таким образом, прошедшей зимой снег не оказал практически никакого влияния на выработку электростанции. Более того, главный инженер подчеркнул, что снег замечательно очищает поверхность модулей от пыли и загрязнений, они становятся «как новые».

Чистка от снега пространства между рядами модулей зимой также не производилась, поскольку высота снежного покрова никак не влияла на генерацию.

Таким образом, практика показывает, что снеговая нагрузка не является препятствием для развития солнечной энергетики в России. Разумеется, Астраханская область — не самый снежный край в РФ. Ну так и надо строить фотоэлектрические станции в первую очередь в подобных солнечных регионах.

3) Сезонность выработки

Выработка самого солнечного месяца (в текущем году это был май) превысила выработку самого темного месяца (декабрь) в 5,4 раза. Это естественная особенность солнечной энергетики.

Примерный график выработки выглядит следующим образом:

Отмечу, что в России есть регионы, в которых сезонные различия выработки сглажены, выражены не столь резко. Например, на юге Приморского края (Владивосток, Находка) годовое производство солнечной электростанции может составить ~1460 кВт*ч на киловатт установленной мощности (КИУМ> 16,5%). При этом климатическая особенность региона такова, что зимы здесь солнечные, а лето, напротив, отличается частой облачностью. Поэтому различие между самым богатым на выработку летним месяцем и самым бедным зимним будет не настолько большим, как в астраханском случае.

4) Что можно сказать о надежности? Как оценивается качество проектирования, оборудования и монтажа по итогам первого года эксплуатации? Были ли случаи отказа оборудования? Была ли замена модулей? По каким причинам?

За прошедший год не было зафиксировано ни одного отказа оборудования. Опыт эксплуатации подтвердил правильность и надежность выбранных проектных решений, а также высокое качество строительно-монтажных работ.

За год был заменён один единственный солнечный модуль (из 56 тысяч установленных на объекте), который был поврежден (треснуло стекло), предположительно, от падения тяжелого предмета с высоты. Дело в том, что рядом с электростанцией находится мусорный полигон (свалка), который облюбовали вороны. Компания даже приобрела устройство для отпугивания птиц, аналогичное используемым в аэропортах. Теперь пернатые облетают солнечную электростанцию стороной.

Выводы.

Российская Федерация обладает богатым солнечным потенциалом, который существенно превышает потенциал европейских стран.

В российских условиях солнечная электростанция, при условии качественного проектирования и строительства, работает высокоэффективно и надёжно.

Солнечная энергия — как преобразуют в электрическую, практическое применение

Здесь вы узнаете:

Солнечная энергия — восполнимый и бесплатный ресурс, который в последние годы особенно активно осваивается. Существуют солнечные электростанции, гелиотермальные электростанции и небольшие бытовые солнечные батареи.

Что такое солнечная энергия

Солнце – это звезда, внутри которой, в непрерывном режиме, происходят термоядерные реакции. Результатом происходящих процессов, с поверхности солнца выделяется колоссальное количество энергии, часть которой нагревает атмосферу нашей планеты.

Солнечная энергия — это источник жизни на планете Земля. Наша планета, и все живые организмы, существующие на ней, получает энергию солнца в виде солнечного света и тепла.

Солнечная энергия является источником возобновляемой и экологически чистой энергии.

Как можно оценить величину солнечной энергии

Специалисты используют для оценки такую величину, как солнечная постоянная. Она равна 1367 ватт. Именно столько энергии солнца приходится на квадратный метр планеты. В атмосфере теряется примерно четверть. Максимальное значение на экваторе – 1020 ватт на квадратный метр. С учётом дня и ночи, изменения угла падения лучей, эту величину следует уменьшить ещё в три раза.

Распределение солнечного излучения на карте планеты

Версии об источниках солнечной энергии высказывались самые разные. На данный момент специалисты утверждают, что энергии высвобождается в результате превращения четырёх атомов h3 в ядро He. Процесс протекает с выделением существенного количества энергии. Для сравнения представьте, что энергия превращения 1 грамма h3 сопоставима с той, что выделяется при сжигании 15 тонн углеводородов.

Преобразование солнечной энергии в электричество

Фотоэлектрические (PV) панели и концентрация солнечной энергии (CSP) объектов захвата солнечного света могут превратить его в полезную электроэнергию. Крыши PV панели делают солнечную энергию жизнеспособной практически в каждой части Соединенных Штатов. В солнечных местах, таких как Лос-Анджелес или Феникс, система 5 киловатт производит в среднем 7000 до 8000 киловатт-часов в год, что примерно эквивалентно использованию электроэнергии типичного домохозяйства США.

В 2015 году почти 800 000 фотоэлектрических систем были установлены на крышах домов по всей территории Соединенных Штатов. Крупномасштабные PV проекты используют фотоэлектрические панели для преобразования солнечного света в электричество. Эти проекты часто имеют выходы в диапазоне сотен мегаватт, а это миллионы солнечных панелей, установленных на большой площади земли.

Фотовольтарика

В этом случае электрический ток появляется вследствие фотовольтарического эффекта. Принцип такой: солнечный свет попадает на фотоэлемент, электроны поглощают энергию фотонов (частиц света) и приходят в движение. В итоге мы получаем электрическое напряжение.

Именно такой процесс происходит в солнечных панелях, основу которых составляют элементы, преобразующие солнечное излучение в электричество.

Сама конструкция фотовольтарических панелей достаточно гибкая и может иметь разные размеры. Поэтому в использовании они очень практичны. К тому же панели имеют высокие эксплуатационные свойства: устойчивы к воздействию осадков и перепадам температур.

А вот как устроен отдельный модуль солнечной панели:

Гелиотермальная энергетика

Тут подход немного другой, т.к. солнечное излучение используется для нагревания сосуда с жидкостью. Благодаря этому она превращается в пар, который вращает турбину, что приводит в выработке электричества.

По такому же принципу работают тепловые электростанции, только жидкость нагревается посредством сжигания угля.

Самый наглядный пример использования данной технологии – это станция Иванпа Солар в пустыне Мохаве. Она является крупнейшей в мире солнечной гелиотермальной электростанцией.

Работает она с 2014 года и не использует никакого топлива для производства электричества – только экологически чистая солнечная энергия.

Котёл с водой располагается в башнях, которые Вы можете видеть в центре конструкции. Вокруг расположено поле из зеркал, направляющих солнечные лучи на вершину башни. При этом компьютер постоянно поворачивает эти зеркала в зависимости от расположения солнца.


Солнечный свет концентрируется на башне

Под воздействием концентрированной солнечной энергии вода в башне нагревается и становится паром. Так возникает давление, и пар начинает вращать турбину, вследствие чего выделяется электричество. Мощность этой станции – 392 мегаватт, что вполне можно сопоставить со средней ТЭЦ в Москве.

Интересно, что подобные станции могут работать и ночью. Это возможно благодаря помещению части разогретого пара в хранилище и постепенном его использовании для вращения турбины.

Солнечные аэростатные электростанции

Это оригинальное решение хоть и не получило широкого применения, но всё же имеет место быть.

Сама установка состоит из 4 основных частей:

  • Аэростат – располагается в небе, собирая солнечное излучение. Внутрь шара поступает вода, которая быстро нагревается, становясь паром.
  • Паропровод – по нему пар под давлением спускается к турбине, заставляя её вращаться.
  • Турбина – под воздействием потока пара она вращается, вырабатывая электрическую энергию.
  • Конденсатор и насос – пар, прошедший через турбину, конденсируется в воду и поднимается в аэростат с помощью насоса, где снова разогревается до парообразного состояния.

Плюсы и минусы солнечных электростанций

Достоинства:

  • Солнечная энергия является возобновляемым источником энергии. При этом сама по себе она общедоступная и бесплатная.
  • Солнечные установки достаточно безопасны в использовании.
  • Подобные электростанции являются полностью автономными.
  • Они отличаются экономностью и быстрой окупаемостью. Основные затраты происходят только лишь на необходимое оборудование и в дальнейшем требуют минимальных вложений.
  • Еще одна отличительная черта – это стабильность в работе. На подобных станциях практически не бывает скачков напряжения.
  • Они не прихотливы в обслуживании и достаточно просты в использовании.
  • Также для оборудования СЭС характерный долгий эксплуатационный период.

Недостатки:

  • Как источник энергии солнечной системы очень чувствительны к климату, погодным условиям и времени суток. Подобная электростанция не будет эффективно и продуктивно работать ночью или в пасмурный день.
  • Более низкая продуктивность в широтах с яркой сменой сезонов. Максимально эффективны в местности, где количество солнечных дней в году наиболее близко к 100%.
  • Очень высокая и малодоступная стоимость оборудования для солнечных установок.
  • Потребность в проведении периодических очисток от загрязнений панелей и поверхностей. Иначе меньшее количество радиации поглощается и падает продуктивность.
  • Значительное повышение температуры воздуха в пределах электростанции.
  • Потребность в использовании местности с огромной площадью.
  • Дальнейшие трудности в процессе утилизации составляющих станции, в особенности фотоэлементов, после окончания срока их эксплуатации.

Как и в любой производственной сфере, в переработке и преобразовании солнечной энергии есть свои сильные и слабые стороны. Очень важно, чтобы преимущества перекрывали недостатки, в таком случае работа будет оправдана.

Сейчас большинство разработок в данной отрасли направлены на оптимизацию и улучшение функционирования и использования уже существующих методов и на разработку новых, более безопасных и продуктивных.

Проблемы использования солнечной энергии

Применение солнечной энергии имеет и некоторые проблемы. Основными из них являются отсутствие Солнца в ночное время и возможность возникновения облачности, осадков и прочих неблагоприятных погодных условий. Есть и еще важная и существенная проблема — низкая эффективность оборудования, в сочетании с высокой ценой. Эта проблема считается разрешимой, многие ученые и инженеры постоянно работают над ее решением.

Использование солнечной энергии в быту

Говоря о том, что солнечная энергия помогает экономить на применении традиционных ресурсов, стоит заметить, что подобное преимущество станет действительно полезным людям, обладающим своими частными участками. Собственный дом дает возможность установить оборудование для преобразования энергии, которое сможет удовлетворять, даже если и не полностью, хотя бы часть энергетических потребностей. Это поможет значительно снизить потребление централизованного энергоснабжения и уменьшить расходы.

Солнечная энергия – это отличный источник для таких процессов:

  • Пассивный обогрев и охлаждение дома. Не следует забывать о том, что Солнце и так греет все, что существует на Земле, и ваш дом не исключение. Поэтому можно усилить благотворное воздействие, внеся на этапе строительства определенные поправки, и использовав специальные техники. Таким образом, вы получите дом с гораздо более комфортной теплорегуляцией без особых вложений.
  • Нагрев воды с помощью солнечной энергии. Применение энергии солнечных лучей для подогрева воды – это самый простой и дешевый способ, доступный человеку. Подобное оснащение можно купить по адекватным ценам. При этом они смогут окупить себя достаточно быстро, ощутимо снизив расходы на централизованное энергоснабжение.
  • Освещение улиц. Это самый простой и дешевый способ использования солнечной энергии. Специальные устройства, которые поглощают за день солнечную радиацию, а в темное время суток освещают участки, очень популярны среди владельцев частных домов и сейчас.

Использование солнечной энергии в химическом производстве

Солнечная энергия может применяться в различных химических процессах. Например:

  • Израильский Weizmann Institute of Science в 2005 году испытал технологию получения не окисленного цинка в солнечной башне. Оксид цинка в присутствии древесного угля нагревался зеркалами до температуры 1200 °С на вершине солнечной башни. В результате процесса получался чистый цинк. Далее цинк можно герметично упаковать и транспортировать к местам производства электроэнергии. На месте цинк помещается в воду, в результате химической реакции получается водород и оксид цинка. Оксид цинка можно ещё раз поместить в солнечную башню и получить чистый цинк. Технология прошла испытания в солнечной башне канадского Institute for the Energies and Applied Research.
  • Швейцарская компания Clean Hydrogen Producers (CHP) разработала технологию производства водорода из воды при помощи параболических солнечных концентраторов. Площадь зеркал установки составляет 93 м². В фокусе концентратора температура достигает 2200°С. Вода начинает разделяться на водород и кислород при температуре более 1700 °С. За световой день 6,5 часов (6,5 кВт·ч/кв.м.) установка CHP может разделять на водород и кислород 94,9 литров воды. Производство водорода составит 3800 кг в год (около 10,4 кг в день).

Водород может использоваться для производства электроэнергии, или в качестве топлива на транспорте.

Электротранспорт на солнечных батареях

Постепенно идёт внедрение солнечных батарей на автомобильном транспорте. Образцы, которые целиком работают от солнечных батарей, пока ещё существуют только в виде концепт-каров. Использование их в массовом масштабе на данный момент невозможно.

В них гелиопанели устанавливаются на поверхность кузова и заряжают аккумуляторы. Те, в свою очередь, обеспечивают питание электромотора. Использование батарей в серийных моделях ограничивается тем, что их используют для питания отдельных узлов автомобиля. Подробнее читайте в статье «Солнечная энергия в автомобилестроении». 

Перспективы развития

Энергия Солнца на Земле неиссякаема. Это дает основания прочить постоянное развитие и продвижение технологий получения и переработки солнечной энергии, появление более эффективной аппаратуры, увеличение доли солнечной энергии в общем потреблении человечества. Статистика показывает, что за последние 10 лет в этом направлении сделан гигантский скачок, поэтому будущее у гелиоэнергетики во всех смыслах слова блестящее.

Сетевые солнечные электростанции

Автономные солнечные электростанции в России применяются довольно широко, в основном теми, кому не посчастливилось быть подключенными к общественным электросетям. В общем виде устройство автономной СЭС довольно простое: солнечные батареи через контроллер заряда подключаются а аккумулятору. Далее можно использовать либо постоянное напряжение, либо получить переменное при помощи инвертора. 

Рис.1 

                                     

Если солнечной энергии недостаточно, аккумуляторы нужно подзарядить генератором. Несмотря на очевидные плюсы, «бесплатная солнечная энергия» достается довольно дорого. Корень зла кроется в аккумуляторах, которые зачастую являются самой дорогой частью системы. Мало того, срок их жизни не столь велик, как этого хотелось бы, то есть через несколько лет потребуется замена и дополнительные расходы. 

Казалось бы, тем, кто подключен к сети вся эта «дорогая солнечная энергия» вообще не нужна. Не совсем так. Среди Россиян растет число желающих экономить за счет солнечных батарей. Сразу стоит заметить, экономия будет иметь место лишь в том случае, если это сетевые солнечные электростанции, то есть без аккумуляторов. Устройство сетевой СЭС еще проще, чем у автономной: солнечные панели подключаются к сетевому инвертору, а сетевой инвертор, собственно, к сети. 

Рис.2

                             

Если светит солнце, энергия передается напрямую потребителям с минимальными потерями, таким образом, потребление энергии из сети снижается, равно как и затраты. Срок эксплуатации оборудования в данном случае значительно превосходит срок окупаемости, а первоначальные вложения не столь велики.

Есть у данной схемы существенные недостатки:

  • Сетевые инвертора не работают без опорного напряжения. Иными словами, если отключили сеть, напряжения не будет, даже если светит солнце. В некотором смысле это плата за отсутствие АКБ.
  • Выработка должна быть согласована с потреблением. Максимум энергии будет вырабатываться в летний период в дневное время и, с точки зрения экономии, было бы очень неплохо эту энергию потреблять, иначе энергия уйдет в сеть и ее потребит Ваш сосед, и в этом заключается проблема. 
  • Дело в том, что в России нет «зеленого тарифа» и  «продавать» энергию в сеть простым гражданам не разрешается. Дозволяется этим заниматься лишь юр. лицам, но по невыгодной цене.  

Удачный пример сетевой системы – общественное или жилое здание с кондиционерами. Пик потребления, равно как и пик выработки случается летом в дневное время.

Также среди пользователей популярны гибридные СЭС, совмещающие в себе функции сетевой и автономной системы. Схема гибридной СЭС отличается от схемы автономной лишь тем, что в ней фигурирует не обычный батарейный инвертор, а гибридный преобразователь, имеющий сетевой вход и способный «подмешивать» солнечную энергию к сетевой. 

Рис.3

                 

С потребительской точки зрения данная схема крайне выгодна. Обеспечивается и резерв за счет АКБ и экономия за счет выработки солнечных батарей. Тем не менее, есть существенный недостаток – низкий КПД. Чтобы дойти до потребителя, напряжение сначала преобразовывается в низкое постоянное, а потом в переменное, при каждом преобразовании часть энергии теряется. Данный недостаток существенен лишь в системах большой мощности.

Чтобы избавиться от нежелательных потерь, следует применять схемы с совместной работой преобразователя напряжения (обычного либо гибридного) и сетевого инвертора.

Рис.4

                   

В данном случае инвертор является источником опорного напряжения для сетевого инвертора. «солнечная энергия» без лишних преобразований передается потребителям, либо ее излишки идут на заряд АКБ. Стоит отметить, что это не единственная возможная схема подключения оборудования. Производители инверторов предлагают различные схемы в зависимости от возможностей того или иного оборудования.

Читать другие статьи..

Типы, модели, цена и комплектация 2021

перейти к содержанию

МЕНЮ

  • हिन्दी
  • Солнечная энергия
    • Солнечная энергетическая система
      • Что такое солнечная энергия?
      • Солнечная система для дома
      • Коммерческая солнечная система
    • Солнечный водяной насос
      • 1 солнечный водяной насос
      • 2 солнечный водяной насос
      • 3 солнечный водяной насос
      • 5 солнечный водяной насос
      • 7.5-сильный солнечный водяной насос
      • 10-сильный солнечный водяной насос
    • Солнечный водонагреватель
      • Солнечный водонагреватель на 100 литров
      • Солнечный водонагреватель на 150 литров
      • Солнечный водонагреватель на 200 литров
      • Солнечный водонагреватель на 250 литров
      • Солнечный водонагреватель на 300 литров
      • Солнечный водонагреватель на 500 литров
    • Солнечный кондиционер
      • 1 тонна солнечной энергии переменного тока
      • 1,5 тонны солнечной энергии переменного тока
    • солнечные фонари
      • Солнечный уличный фонарь
      • Солнечное домашнее освещение
    • Панель солнечных батарей
      • Типы солнечных панелей
        • Монокристаллическая солнечная панель
        • Поликристаллическая солнечная панель
        • Mono vs.Poly Solar Panel
      • Солнечная панель 50 Вт
      • Солнечная панель 100 Вт
      • Солнечная панель 150 Вт
      • Солнечная панель 200 Вт
      • Солнечная панель 250 Вт
      • Солнечная панель 300 Вт
      • Солнечная панель 350 Вт
    • Солнечный инвертор
    • Солнечная батарея
    • Контроллер заряда от солнечной батареи
  • Солнечная система
    • Типы Солнечной системы
      • Солнечная система в сети
      • Вне сети Солнечная система
      • Гибридная солнечная система
    • Цена солнечной системы 1 кВт
    • Цена солнечной системы 2 кВт
    • Цена солнечной системы 3 кВт
    • Цена солнечной системы 5 кВт
    • Цена солнечной системы 10 кВт
    • Цена солнечной системы 15 кВт
    • Цена солнечной системы 20 кВт
    • Цена солнечной системы 25 кВт
    • Цена солнечной системы 30 кВт
    • Цена солнечной системы 40 кВт
    • Цена солнечной системы 50 кВт
    • Солнечная электростанция 1 МВт
  • Марка солнечной энергии
    • Tata Solar
      • Цена солнечной панели Tata
      • Цена солнечной системы Tata
    • UTL Solar
      • Солнечная панель UTL
      • Солнечный инвертор UTL
      • Солнечная батарея UTL
      • Солнечная система UTL Off Grid
      • UTL On Grid Solar System
      • UTL Hybrid Solar System
      • UTL Online Solar PCU
      • Контроллер заряда солнечной энергии
    • Havells Solar
      • Цена солнечной панели Havells
      • Цена солнечного инвертора Havells
      • Цена солнечной системы Havells
    • Luminous Solar
      • Цена светящейся солнечной батареи
      • Цена светового солнечного инвертора
      • Цена световой солнечной батареи
    • Patanjali Solar
      • Цена солнечной панели Патанджали
      • Цена солнечной батареи Патанджали
      • Солнечный водяной насос Патанджали
    • Microtek Solar
      • Цена солнечного инвертора Microtek
      • Цена солнечной панели Microtek
      • Цена солнечной батареи Microtek
      • Цена солнечной системы Microtek
    • Exide Solar
      • Цена солнечной батареи Exide
      • Цена солнечной панели Exide
      • Цена солнечного инвертора Exide
    • Waaree Solar
    • Vikram Solar
    • Adani Solar
    • Lubi Solar
      • Цена солнечной панели Lubi
      • Цена солнечного насоса Lubi
    • Цена солнечной батареи за ватт
  • Продукт
    • Солнечный водяной насос
    • Солнечный водонагреватель
    • Солнечный кондиционер
    • Солнечный домашний свет
    • Солнечный уличный фонарь
    • Диапазон солнечных батарей
      • Цена панели солнечных батарей 10 Вт-50 Вт
      • Цена панели солнечных батарей 75 Вт-100 Вт
      • 150 Вт-200 Вт Цена панели солнечных батарей
      • 250 Вт-335 Вт Цена панели солнечных батарей
  • Другое
    • Набор для чистки солнечных панелей
    • Конструкция солнечной панели
    • ACDB DCDB Box
    • Руководство по установке солнечных батарей
    • Субсидия на солнечную панель
    • Карьера в солнечной энергии

Солнечные тепловые электростанции

Одним из наиболее перспективных возобновляемых источников электроэнергии будущего являются солнечные тепловые электростанции.Солнечные тепловые электростанции обычно используют концентрированный солнечный свет, получаемый через различные конфигурации зеркал, для фокусировки солнечной энергии для получения высокотемпературного тепла. Затем тепловая энергия передается жидкости или газу, которые используются в типичном цикле электростанции для преобразования тепловой энергии в механическую, а затем в электрическую. Две основные части солнечной тепловой электростанции — это компонент, который собирает солнечную энергию и преобразует ее в тепло, и компонент, который затем преобразует тепловую энергию в электричество.Одним из основных преимуществ солнечной тепловой энергии является то, что она включает в себя теплового посредника, поэтому ископаемое топливо можно легко интегрировать в систему в качестве альтернативного источника топлива, если солнце не дает достаточно энергии, в отличие от фотоэлектрических солнечных панелей. В некоторых случаях тепло, производимое солнечной энергией, может поступать в теплоаккумулятор на периоды слабого или полного отсутствия солнечного света, что дополнительно снижает среднюю стоимость производимой электроэнергии. Три наиболее часто используемых конструкции солнечных тепловых электростанций — это конструкция с параболическим желобом, конструкция с силовой башней и система параболическая тарелка / двигатель.


Обзор

Параболический желоб — это вид солнечной тепловой энергии. Электростанции с параболическим желобом используют концентрированный солнечный свет вместо ископаемого топлива. Они обеспечивают тепловую энергию, необходимую для работы обычных электростанций. В этих установках используется большое количество параболических желобных коллекторов, которые отслеживают солнце в течение дня и концентрируют солнечное излучение на приемной трубке, расположенной в фокусе зеркал параболической формы. Жидкий теплоноситель проходит через ресивер и нагревается до температур, необходимых для генерации пара и приведения в действие обычной паровой электростанции с циклом Ренкина.

Строительство и дизайн

Параболический желоб выполнен в виде длинного параболического зеркала, которое обычно покрыто серебром или полированным алюминием. У него есть трубка Дьюара по всей длине в фокусе зеркала. Солнечный свет отражается от зеркал и концентрируется на трубке Дьюара. На рисунке ниже показано, как солнечный свет попадает в параболический желоб и отражается от него.

Рисунок 1: Схема параболического отражателя [4]

Интенсивность солнечного света можно умножить на коэффициент концентрации 30-80.Чтобы достичь такой концентрации, желоб постоянно отслеживает солнце по одной оси в течение дня. Чтобы получить максимальное количество солнечного света, падающего на поглотитель, коэффициент отражения параболического отражателя должен быть как можно более высоким. Вот почему используются отражатели из алюминия или серебра. Серебро имеет более высокий коэффициент отражения, но его труднее защитить от коррозионного воздействия окружающей среды. Также важно содержать отражатели в чистоте, поскольку грязь ухудшает отражение света от параболы.

Приемник желобного концентратора (трубки Дьюара) обычно представляет собой металлический поглотитель, окруженный стеклянной трубкой. Поглотитель покрыт селективной поверхностью, которая имеет высокий коэффициент поглощения падающего света в видимом диапазоне и низкий коэффициент излучения в инфракрасном диапазоне. Стекло изолирует трубу от воздействия ветра и значительно снижает конвективные и кондуктивные потери тепла. Стекло также является радиационным барьером для инфракрасного света, поэтому оно снижает потери тепла из-за излучения. Жидкий теплоноситель (обычно масло) проходит через трубку, поглощая концентрированный солнечный свет.Затем жидкий теплоноситель используется для нагрева пара в стандартном турбогенераторе.

КПД

Пиковая оптическая эффективность параболического желоба находится в диапазоне 70-80%. Поскольку тепловые потери из приемника относительно малы и лишь умеренно увеличиваются при повышении рабочих температур, в пиковых условиях можно ожидать, что желоб будет доставить 60 +% излучения, падающего на коллектор, даже с учетом тепловых потерь в солнечном поле. трубопровод.

Возобновляемая энергия

Существующие коммерческие предприятия, использующие параболические желоба, являются гибридами; ископаемое топливо используется в ночное время, но количество используемого ископаемого топлива ограничивается максимум 27% производства электроэнергии, что позволяет отнести завод к возобновляемым источникам энергии.Поскольку они являются гибридами и включают в себя охлаждающие станции, конденсаторы, аккумуляторы и другие вещи, помимо реальных солнечных коллекторов, мощность, вырабатываемая на квадратный метр пространства, очень сильно колеблется.

Поскольку этот возобновляемый источник энергии непостоянен по своей природе, методы хранения энергии были изучены, например, технология хранения с одним резервуаром (термоклин) для крупных солнечных тепловых электростанций. При подходе к резервуару с термоклином используется смесь кварцевого песка и кварцитовой породы для вытеснения значительной части объема резервуара.Затем он заполняется жидким теплоносителем, расплавом нитратной соли.

Рисунок 2: Массив параболических желобов [2]

Рисунок 3: Эскиз коллектора с параболическим желобом [5]


Как это работает

Башня солнечной энергии — это система, в которой используется множество солнечных отражателей, называемых гелиостатами, для отражения солнечной энергии на центральную башню. Энергия солнца работает на нагрев жидкости, такой как вода, воздух, жидкие металлы или расплавленные соли, которые циркулируют через башню.Эту горячую жидкость можно использовать для вращения турбины для выработки электроэнергии. Для увеличения коэффициента производительности (процента суточной работы градирни) горячая жидкость сохраняет свою энергию в резервуаре для горячей соли. Резервуар для горячей соли — это большой резервуар, содержащий расплавленную соль. Расплавленные соли используются из-за их способности накапливать тепловую энергию, а также из-за того, что они являются жидкими при стандартных атмосферных давлении и температуре. Тепло в баке с горячей солью используется в качестве источника тепла для выработки электроэнергии через турбину.Сохраненное тепло позволяет башне вырабатывать электричество до 80% в день (19,2 часа).

Рисунок 4: График всех 3 форм энергии, использованной или накопленной в течение дня [6]

Гелиостаты

Зеркала, отражающие солнечную энергию, сделаны из двух листов стекла. Стекло того же качества, которое используется в большинстве окон. Между листами стекла тонкая пленка серебра. В каждом гелиостате используется всего около одной унции серебра. Каждый гелиостат установлен на столбе и вращается и переворачивается вверх и вниз с помощью небольшого двигателя.Компьютер управляет каждым двигателем, чтобы гарантировать, что каждый гелиостат отражает солнечную энергию в нужное место на башне.

Рисунок 5: Схема, отображающая размер и ориентацию гелиостата [7]

Технические характеристики

Технические данные приведены для башни Power Tower Национального центра испытаний солнечной энергии (существуют более крупные системы).

  • Высота башни: обычно 200 футов
  • Тепловая энергия, сосредоточенная на башне: 5 МВт
  • Электрическая мощность: 1.5 МВт
  • Пиковый поток: 260 Вт / см²
  • Количество гелиостатов: 222
  • Площадь земли: 8 соток-гелиостатики, 1 акр прочие компоненты
  • Стоимость: <21 миллион долларов
  • Пиковая температура: 4000 ºF
  • Температура рабочей жидкости: 1000–1500 ºF

Рис. 6: Изображение Национального испытательного центра солнечной энергии [6]

Другое применение

Помимо выработки электроэнергии, солнечная башня может использоваться для исследовательских целей. Тепловые характеристики компонентов и материалов можно измерить, поместив их в градирню.Испытания того, как можно проводить аэродинамические тепловые воздействия на радар. Можно смоделировать ядерную тепловую вспышку. Кроме того, свет мачты можно использовать для астрономических наблюдений и калибровки спутников

Проблемы

Мачты обычно размещаются в очень солнечных местах, чтобы они могли вырабатывать максимально возможное количество энергии каждый день. Электростанции оказывают незначительное воздействие на окружающую среду; они требуют использования ископаемого топлива только в качестве резерва при пиках спроса на электроэнергию и энергоснабжении в ночное время.Площадь участка в 9 акров меньше, чем у многих других электростанций. Гелиостат слишком высок, чтобы животные не могли причинить им вред; однако птицы могут пострадать, если они пролетят между вышкой и гелиостатами. Гелиостаты полностью автоматизированы. Однако скопившаяся пыль может существенно снизить их способность отражать солнце. Дождь действительно полезен тем, что счищает пыль с гелиостатов. Град может разбить стекло на гелиостатах; однако он должен быть более 1 дюйма в диаметре.


Блок параболических тарелок / концентратор

Третий и последний тип солнечной тепловой системы — это параболическая параболическая конструкция с двигателем. Системы параболической тарелки / двигателя используют массив параболических зеркал в форме тарелки для отражения и концентрации поступающей солнечной инсоляции, напрямую попадающей на массив тарелок, обратно на единственный приемник, расположенный в фокусной точке тарелки, как показано на рисунке 7. Солнечная энергия Взятый на большой массив параболических зеркал концентрируется в большом количестве тепловой энергии, сосредоточенной на очень маленькой области, приемнике.Двигатели используются для того, чтобы весь массив параболических зеркал мог непрерывно отслеживать солнце по двум осям, так что входящее солнечное излучение всегда попадает на зеркала под оптимальным углом для отражения и концентрации большей части солнечного света на приемнике.

Рисунок 7: Массив параболических зеркал и приемник [11].

Параболические зеркала, используемые в основной матрице, изготовлены из стекла с нанесенной на него отражающей поверхностью из алюминия или серебра. Основные преимущества использования стеклянных зеркал в том, что они относительно недороги, их довольно легко чистить и они отражают примерно 92% падающего на них солнечного света.Зеркала имеют параболическую форму, потому что идеальной формой для концентрации солнечного света является параболоид вращения.

Ресивер / тепловой двигатель

После того, как массив зеркал фокусирует солнечный свет, концентрированный солнечный свет нагревает рабочую жидкость внутри приемника до температуры около 750 ° C. Нагретая высокотемпературная рабочая жидкость затем используется в цикле теплового двигателя Стирлинга или Брайтона для выработки механической энергии за счет кинетической энергии вращения, а затем электричества для использования в коммунальных сетях с помощью электрического генератора.Пример цикла Брайтона, используемого для выработки электроэнергии для электростанции с параболической тарелкой, показан на рисунке 8. В этом цикле концентрированный солнечный свет, сфокусированный на солнечной жидкости, нагревает сжатую рабочую жидкость цикла, воздух, полностью заменяя или понижая количество топлива, необходимое для нагрева воздуха в камере сгорания для выработки электроэнергии. Как и во всех циклах Брайтона, горячий сжатый воздух затем расширяется через турбину для производства кинетической энергии вращения, которая преобразуется в электричество с помощью генератора переменного тока.Рекуператор также используется для улавливания отработанного тепла турбины для предварительного нагрева сжатого воздуха и повышения эффективности цикла.

Рисунок 8: Схема электростанции параболической тарелки / цикла Брайтона [9].

Цикл Стирлинга будет генерировать механическую энергию аналогичным образом за счет использования тепла от концентрированного солнечного света для перемещения поршней с целью получения кинетической энергии вращения, как двигатель внутреннего сгорания в автомобиле. Вращение коленчатого вала двигателя можно было использовать для приведения в действие электрогенератора и производства электроэнергии.В настоящее время двигатели Стирлинга более широко используются, чем циклы Брайтона в системах тарелка / двигатель, но проведенный анализ приложений тарелки / Брайтона предсказывает потенциально возможный тепловой или электрический КПД более 30%.

Эффективность и преимущества

Если рассматривать все три основные солнечные теплоэлектрические технологии, параболическая тарелка / система двигателя имеют самый высокий КПД в преобразовании солнечной энергии в электричество с достигнутым КПД 29,4%. Высокая оптическая эффективность и низкие потери при запуске помогают сделать системы тарелки / двигателя очень эффективными, что дает им возможность в конечном итоге стать одним из наименее дорогих видов возобновляемой энергии.По сравнению с солнечными электростанциями или электростанциями с параболическим желобом, системы параболической тарелки / двигателя обычно предназначены для небольших, дорогостоящих приложений, например, для удаленных потребностей в электроэнергии, требующих всего 5-25 кВт выработки электроэнергии, обеспечиваемой одной тарелкой или небольшой ферма из нескольких систем параболических тарелок, соединенных вместе, чтобы обеспечить питание небольшой сети конечных приложений. Пример системы параболической тарелки, обеспечивающей питание деревни, состоящей из четырех блоков тарелки / двигателя мощностью 25 кВт, показан на рисунке 9.

Рисунок 9: Схема системы «Блюдо / Двигатель» на 100 кВт мощности для деревни [9].

Основным преимуществом систем параболической тарелки / двигателя является то, что они обладают гибридной способностью, поскольку цикл Брайтона может получать тепло либо от концентрации солнечной энергии от параболической тарелки, либо от камеры сгорания в рамках цикла Брайтона, сжигающего ископаемое топливо. , например, природный газ. В зависимости от наличия солнечного света система параболической тарелки / двигателя имеет очень высокую надежность в качестве источника энергии, поскольку она может производить энергию с использованием двух типов топлива, почти напрямую устраняя необходимость во втором полном отдельном цикле для выработки энергии.

Проблемы

В отличие от систем с параболическими желобами или опор, параболические тарелки не способны обеспечить крупномасштабные потребности в электроэнергии и предназначены для малой выработки электроэнергии в диапазоне киловатт вместо мегаватт мощности, производимой двумя другими системами. Другой серьезной проблемой является риск развития высоких технологий для систем тарелка / двигатель. Необходимо будет разработать недорогую концентраторную систему, чтобы концентрировать солнечный свет с высокой эффективностью с низкой стоимостью, и по крайней мере один коммерчески жизнеспособный двигатель должен быть разработан системой тарелка / двигатель с высокой эффективностью.В настоящее время системы параболической тарелки / двигателя не используются для коммерческого производства электроэнергии и используются только для небольших удаленных проектов, исследований и демонстрации технологии. Система параболической тарелки / двигателя также может иметь высокие эксплуатационные расходы и затраты на техническое обслуживание, так как движущиеся части необходимы для двухосного слежения за тарелкой, а в цикле Брайтона для выработки электроэнергии необходимы турбина и компрессор.


В таблице 1 ниже показано сравнение трех основных типов солнечных тепловых электростанций.И градирни, и системы параболического желоба используются для крупных проектов энергоснабжения, подключенных к сети, в масштабе от десятков до сотен мегаватт, в то время как системы параболических тарелок используются в гораздо меньших масштабах для небольших деревень или удаленных приложений в масштабе десятки киловатт. Установки с параболическими желобами на сегодняшний день являются наиболее часто используемыми системами для производства электроэнергии и наиболее технологически развитой солнечной технологией. Однако они имеют ограниченный запас тепла и самую низкую эффективность среди трех типов солнечных тепловых станций.Вышки с электроприводом имеют достаточно развитую технологию, низкую стоимость, эффективное хранение тепла и средний уровень эффективности. Системы параболической тарелки / двигателя обладают наивысшим КПД, но существующие системы — это в основном только прототипы, они сопряжены с высоким риском развития технологий, а для хранения энергии требуются батареи.

Таблица 1: Характеристики солнечных тепловых электроэнергетических систем. [10]


Список литературы

[1] http://www.solarthermalsystem.com/

[2] Даффи, Джон; Уильямс Бекман (1991).Солнечная инженерия тепловых процессов, второе издание (на английском языке), Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc ..

[3] Patel., Mukund (1999). Системы ветровой и солнечной энергии. Бока-Ратон Лондон Нью-Йорк Вашингтон, округ Колумбия: CRC Press. ISBN 0-8493-1605-7.

[4] http://www.industrialsolartech.com

[5] http://www.solargenix.com/pdf/CSPDOEJUNE2003.pdf

[6] http://www.sandia.gov/Renewable_Energy/solarthermal/nsttf.html

[7] http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/6616651.stm

[8] http://www.inhabitat.com/2007/05/21/sevilles-so

[9] http://www.solarpaces.org/CSP_Technology/docs/solar_dish.pdf

[10] http://www.hcs.harvard.edu/~hejc/papers/Solar%20Jan07/solar_thermal_overview.pdf

[11] http://www.arizonaenergy.org/images/SolarDishSystems.pdf


Wiki-страница создана:

Бетани Боуман
Уэсли Ноттс
Кори Свуп

Технические требования для подключения солнечных электростанций к электрическим сетям

1.Введение

Доля возобновляемых ресурсов для производства электроэнергии во всем мире увеличивается, чтобы удовлетворить растущий спрос. Текущие планы расширения производства в различных странах предполагают увеличение доли возобновляемых источников энергии в структуре производства электроэнергии. К 2020 году коммунальные предприятия поставили цель достичь доли возобновляемых источников энергии в 20% от общей энергии, необходимой для производства электроэнергии. По прогнозам других коммунальных предприятий, к 2050 году их доля достигнет примерно 50%. Энергия ветра и солнечная энергия являются наиболее многообещающими ресурсами и доказали свою эффективность в реальных приложениях за счет снижения конкурентоспособных затрат на производимую электроэнергию.Растущая доля возобновляемых источников энергии, подлежащих интеграции в электроэнергетические системы, привела к техническим проблемам, таким как требования к качеству электроэнергии, ограничения мощности, меры безопасности, безопасность, системы защиты, процесс синхронизации, снижение инерции системы и т. Д.

Органы регулирования электроэнергетики и электроэнергетические компании издали необходимые правила для подключения источников возобновляемой энергии к электрическим сетям на уровнях распределения и передачи в соответствии с мощностью источника.Общий обзор кодов подключения к сети для интеграции фотоэлектрических (ФЭ) электростанций в сети представлен в [1]. В нем представлен полезный обзор сетевых норм, правил и технических требований для подключения фотоэлектрических систем к сетям низкого и среднего напряжения, включая вопросы качества электроэнергии и защиты от изолированности. Интересное руководство, касающееся требований к фотоэлектрическим соединениям [2], было разработано и выпущено Межгосударственным советом по возобновляемым источникам энергии, Центр солнечной энергии Северной Каролины, США.В руководстве описаны все шаги, необходимые для подключения малой системы возобновляемых источников энергии к электрической сети, включая технические, договорные вопросы, вопросы тарифов и измерений. Коды подключения фотоэлектрических модулей к электросети среднего напряжения в Германии обсуждаются в [3]. Сравнение процессов подключения фотоэлектрических систем в Германии и Калифорнии исследуется в [4]. Стандарты, разработанные Институтом инженерии и технологий (IET) под названием «Свод правил для солнечных фотоэлектрических систем, подключенных к сети», доступны в [5].В Южной Африке Национальный орган регулирования энергетики утвердил «Кодекс подключения к сети для возобновляемых электростанций, подключенных к системе передачи электроэнергии или системе распределения», как подробно описано в [6]. Как правило, коммунальные предприятия по всему миру либо изменяют свои сетевые коды, чтобы включить технические требования для интеграции возобновляемых источников энергии в сети, либо выпускают отдельные, но дополнительные коды для возобновляемых ресурсов.

В этой главе описаны технические характеристики и критерии проектирования, технические условия и параметры оборудования для успешного подключения и эксплуатации средних и крупных солнечных энергетических систем к электрическим сетям в Египте.Цель состоит в том, чтобы предоставить основную информацию и справочную информацию о технических характеристиках и критериях проектирования в дополнение к техническим условиям и параметрам оборудования, которые необходимы для подключения солнечных электростанций к электрическим сетям. Подключение и успешная эксплуатация солнечной электростанции должны соответствовать требованиям Кодекса подключения к сети солнечной энергии (SEGCC) [7], а в то же время производитель солнечной энергии должен соответствовать требованиям Кодекса распределения электроэнергии (EDC) [8 ] / Сетевой кодекс (GC) [9], в зависимости от случая подключения распределительной сети среднего напряжения / сети передачи высокого напряжения.

SEGCC определяет особые требования для подключения как средних солнечных электростанций (MSSP), так и крупных солнечных электростанций (LSSP) к распределительным сетям или к сети передачи в зависимости от мощности солнечной электростанции. Диапазон мощности МСПО составляет от 500 кВт до менее 20 МВт. Диапазон LSSP больше или равен 20 МВт. MSSP могут быть подключены либо к распределительным сетям среднего напряжения, либо к сетям передачи высокого напряжения. Однако LSSP обычно подключаются к сетям передачи высокого или сверхвысокого напряжения.Успешная интеграция MSSP должна соответствовать техническим требованиям как SEGCC, так и EDC при подключении к распределительным сетям (или GC при подключении к уровню сети передачи). Точно так же подключение LSSP к передающим сетям высокого / сверхвысокого напряжения должно удовлетворять техническим требованиям как SEGCC, так и GC. Технические требования и термины, изложенные в этих кодексах, должны быть четко понятными, чтобы правильно применять правила и процедуры этих кодексов.

EDC состоит из правил и процедур технического регулирования для контроля технических и юридических отношений между лицензированным оператором распределительной системы (DSO) и всеми пользователями распределительной сети. GC определяет правила и процедуры для контроля технических и юридических отношений между оператором системы передачи (TSO) и пользователями сети передачи. Целью кодексов является определение обязательств и ответственности каждого партнера, т.е.е., TSO, DSO и все пользователи, а именно производители электроэнергии, потребители с оптовой нагрузкой, абоненты СН / НН и т. д. Это приведет к поддержанию оптимальной работы энергосистемы, повышению безопасности системы и более высокой надежности.

Предусмотренные технические спецификации подключения MSSP и LSSP к распределительным сетям или к сети передачи содержат допустимые пределы колебаний напряжения и частоты в дополнение к критериям оценки качества электроэнергии, таким как пределы фазового дисбаланса, пределы общих и индивидуальных гармонических искажений , а также пределы интенсивности мерцания.Эксплуатационные ограничения и возможности солнечных электростанций будут объяснены и обсуждены в этой главе.

Здесь важно упомянуть, что технические требования для подключения маломасштабных фотоэлектрических систем (ssPV) к низковольтным распределительным сетям указаны в коде подключения ssPV [10]. Несмотря на то, что код ssPV считается всеми дополнительными документами, которые включают обязательные требования для абонента LV, стремящегося установить систему ssPV, абонент также должен соответствовать техническим требованиям EDC.Для получения более подробной информации заинтересованные читатели могут обратиться к [11] для изучения технических основ подключения систем SSPV к распределительным сетям низкого напряжения в Египте.

Остальная часть главы структурирована следующим образом: в разделе 2 кратко обсуждаются основные системы солнечной энергии; В разделе 3 представлены правила подключения солнечных электростанций к электрическим сетям в Египте; В Разделе 4 описаны технические требования и критерии для подключения средних и крупных солнечных парков к распределительным сетям среднего напряжения или к сетям передачи высокого / сверхвысокого напряжения; В Разделе 5 кратко рассматриваются термины и критерии качества электроэнергии, упоминаемые в SEGCC; В Разделе 6 представлены сравнения некоторых правил кодов подключения к фотоэлектрической сети трех стран, а именно Великобритании, Германии и Египта; Раздел 7 резюмирует основные выводы и рекомендации; В Приложении в конце главы перечислены основные стандарты технических спецификаций МЭК для кодов подключения к сети солнечных парков.

2. Солнечная энергия: краткое введение

Солнечная энергия — это лучистый свет и тепло Солнца, которые используются с помощью солнечного нагрева, фотоэлектрических (PV), концентрированной солнечной энергии (CSP), солнечной архитектуры и искусственного фотосинтеза. Солнечная энергия — это преобразование энергии солнечного света в электричество либо напрямую с использованием фотоэлектрических модулей, либо косвенно с использованием CSP, либо их комбинацией. Диаметр Солнца составляет 1,3914 млн км, а мощность излучаемой электромагнитной энергии составляет 3,8 × 1020 МВт.Таблица 1 показывает годовые ресурсы возобновляемых источников энергии (ВЭ) и потребление людьми. На рис. 1 показана мировая годовая солнечная инсоляция [12].

Годовые ресурсы ВИЭ и человеческое использование энергии (ЭДж)
Солнечная энергия 3,850,000
Ветровая энергия 2250 90 904ca энергия ветра (потенциал биомассы) 200
Использование первичной энергии (в 2016 году) Около 557
Производство электроэнергии (в 2016 году) Около 89

Таблица 1.

Ежегодные возобновляемые источники энергии и использование энергии людьми.

Экзаджоуль (ЭДж) = 10 18 , Дж = 278 ТВтч.

Рисунок 1.

Годовая солнечная инсоляция во всем мире [12].

Как показано на Рисунке 1, Египет — одна из стран с самой высокой солнечной инсоляцией. На рис. 2 показано среднее прямое солнечное излучение в кВтч / м 2 / день в различных регионах Египта [11]. Можно отметить, что южные регионы имеют более высокую солнечную радиацию, чем северные прибрежные районы.Область с наибольшей солнечной радиацией (> 9,0 кВтч / м 2 / день) показана на рисунке желтым цветом.

Рисунок 2.

Атлас Солнца Египта [13].

На Рисунке 3 показана существующая солнечная фотоэлектрическая электростанция мощностью 1500 МВт, расположенная в пустыне Тенггер в Китае. До сих пор он считался крупнейшим фотоэлектрическим парком в мире. В настоящее время Египет строит солнечную электростанцию ​​мощностью 1800/2000 МВт в Бенбане недалеко от Асуана [13]. Он будет включать 40 фотоэлектрических станций мощностью около 50 МВт каждая.На Рисунке 4 показан вид с воздуха на часть солнечного парка Benban PV [14]. После завершения Benban станет крупнейшей в мире фотоэлектрической электростанцией без накопителя энергии.

Рис. 3.

Солнечная электростанция в пустыне Тенгер мощностью 1500 МВт в Китае.

Рис. 4.

Вид с воздуха на строящуюся фотоэлектрическую электростанцию ​​Benban в Египте [14].

Недавняя фотоэлектрическая система высокой концентрации разрабатывается IBM и Air Light Energy Solutions с использованием параболической тарелки для концентрации солнечного света до 2000 раз на новой солнечной фотоэлектрической системе с тройным переходом.Каждый небольшой (1 × 1 см) чип может преобразовать 50 Вт при эффективности преобразования 80%, используя процесс жидкостного охлаждения. На рис. 5 показана концепция этой новой фотоэлектрической технологии, в которой используется система слежения за солнцем.

Рис. 5.

Фотоэлектрическая система с высокой концентрацией [15]. Изображение: www.airlightenergy.com/

На рисунке 6 показан существующий крупнейший в мире завод CSP (Иванпа), расположенный в Калифорнии, в пустыне Невада в США. Установленная мощность этой электростанции CSP составляет 392 МВт [16]. Завод введен в эксплуатацию в 2014 году.Другие более крупные заводы CSP в настоящее время разрабатываются в разных странах. Например, солнечная электростанция в Марокко Уарзазат [17] будет вырабатывать около 580 МВт электроэнергии по завершении в 2020 году. Кроме того, власти Дубая одобрили проект CSP для выработки 1000 МВт к 2020 году и повышения до 5000 МВт к 2030 году.

Рис. 6.

Иванпа: крупнейшее в мире предприятие по производству технологического оборудования [16].

На рис. 7 показаны крупнейшие в мире системы производства солнечной энергии с параболическим желобом, расположенные в пустыне Мохаве в Калифорнии, США.Его мощность составляет 354 МВт и включает 1600 акров. Строился поэтапно (1984–1990 гг.). Средний коэффициент использования этой солнечной электростанции составляет около 21%.

Рис. 7.

Самая большая концентрированная солнечная система с параболическим желобом.

Концепция солнечной электростанции с восходящим потоком воздуха (или солнечного дымохода) [18] показана на рисунке 8. Солнечный дымоход состоит из четырех основных частей, а именно: коллектора воздуха, высокой башни, ветряных турбин и электрогенератора. . Коллектор подвешен над землей на высоте 2–20 м вокруг башни.Солнечное излучение, падающее на коллектор, нагревает воздух под коллектором и делает его более горячим, чем наружный воздух. Нагретый воздух втягивается через башню, проходя через ветряную турбину, установленную в нижней части основания башни. Движение воздуха вращает турбину и связанный с ней электрический генератор.

Рисунок 8.

Концепция солнечного дымохода.

По сравнению с фотоэлектрическими системами, солнечный дымоход имеет то преимущество, что он может работать 24 часа в сутки даже после захода солнца, тем самым преодолевая непостоянство солнечной энергии.Доступный теплый воздух под коллектором может непрерывно работать ветряной турбиной и электрическим генератором в ночное время.

На рисунках 9 и 10 показано развитие глобального производства солнечной энергии на фотоэлектрических и концентрированных солнечных электростанциях, соответственно, до 2035 года [19].

Рисунок 9.

Глобальное производство энергии с помощью фотоэлектрических систем [19].

Рис. 10.

Глобальное производство энергии на станциях CSP [19].

3. Коды подключения солнечных электростанций к сети в Египте

Два кода были выпущены в Египте для подключения солнечных электростанций к электросетям:

  • Первый код — это код ssPV, который устанавливает особые требования для подключения малых от фотоэлектрических систем (мощностью <500 кВт) до низковольтных распределительных сетей [10].

  • Второй — это Кодекс подключения к сети солнечной энергии (SEGCC), который устанавливает технические требования для подключения средних (с мощностью от 500 кВт до менее 20 МВт) и крупных (с мощностью больше или равной 20 МВт). МВт) солнечные электростанции в распределительные сети среднего напряжения или в передающую сеть.

Сетевой кодекс (GC) в Египте [9] определяет уровни сверхвысокого напряжения (EHV) выше 132 кВ, высокого напряжения (HV) от 33 кВ до 132 кВ и среднего напряжения (MV ) от 11 кВ до 22 кВ.Коды подключения к сети солнечных электростанций связаны со следующими кодами:

  1. Кодекс распределения электроэнергии (EDC) [8], который устанавливает правила и процедуры для регулирования отношений между распределительными коммунальными предприятиями и пользователями распределительных сетей.

  2. Код египетской системы передачи, широко известный как «Сетевой код» [9]. Он устанавливает технические и правовые отношения между оператором системы передачи и пользователями сети передачи.Пользователями являются компании, производящие электроэнергию, компании распределительных систем и оптовые потребители, которые получают питание напрямую из передающей сети и т. Д.

В дополнение к вышеуказанным кодам существует «Код подключения к сети ветряных электростанций» [20], который озабоченность правилами и процедурами подключения систем преобразования энергии ветра к передающей сети. Вышеупомянутые пять кодов показаны на рисунке 11. Например, код подключения ветряной электростанции и сетевой код — это два дополнительных кода, которые должны выполняться для подключения ветровой электростанции к системе передачи.

Рисунок 11.

Ассоциация различных кодов в Египте.

Кодекс солнечной энергии и Сетевой кодекс — это два дополнительных технических документа, которые должны соблюдаться при подключении солнечной электростанции к сети. Целью кодекса подключения к сети солнечной энергии является определение технических требований для подключения новых или модифицированных источников солнечной энергии к сети, чтобы гарантировать безопасность и качество сети.

Кодекс подключения к сети солнечной энергии определяет особые требования для подключения солнечных электростанций к распределительным сетям среднего или сверхвысокого напряжения.Технические требования включают допустимые пределы колебаний напряжения и частоты в дополнение к ограничениям качества электроэнергии, таким как пределы дисбаланса фаз, пределы гармонических искажений и пределы интенсивности мерцания. Кодекс определяет также эксплуатационные пределы солнечных электростанций, которые должны быть интегрированы в сеть, требования к мощности электростанции, системы управления активной и реактивной мощностью, меры безопасности, настройки защиты, синхронизация и т. Д. Кодекс подключения солнечной энергии должен применяться ко всем средним- масштабные и крупномасштабные солнечные электростанции (фотоэлектрические парки или солнечные тепловые электростанции), которые должны быть подключены к сети передачи.Для подключения малых фотоэлектрических систем мощностью <500 кВт к распределительным сетям низкого напряжения мы отсылаем читателя к коду маломасштабных фотоэлектрических систем (ssPV) [10].

4. Требования к подключению к сети солнечной энергии

4.1 Точка общего подключения

«Точка общего подключения (PCC)» — это точка, в которой солнечная электростанция подключена к сети. Иногда ее называют «точкой подключения к сети (GCP)». PCC обычно является точкой подключения к высоковольтным клеммам повышающего трансформатора генератора; он обычно расположен на стороне сети разъединителя между солнечной электростанцией и сетью.Обычно код подключения к сети солнечной энергии определяет следующие технические требования в PCC.

4.2 Диапазон напряжения

Подключенная к сети солнечная электростанция должна быть способна выдавать свою фактическую активную мощность, когда напряжение в точке общего соединения остается в пределах диапазонов, указанных в таблице 2. Если требуется оператором системы передачи солнечная установка также должна быть способна автоматически отключаться от сети при заданном напряжении.

Диапазон напряжения (pu) Время работы
0.85–1,10 Без ограничений
1,10–1,15 30 мин.

Таблица 2.

Диапазон напряжения на PCC.

4.3 Диапазон частот

В случае отклонения частоты сети от допустимого значения, солнечная электростанция должна выполнять следующие действия:

  1. Если частота <50 Гц, солнечная установка должна продолжать активную инжекцию мощность до тех пор, пока частота не упадет ниже 47,5 Гц.

  2. Для превышения частоты от 50 до 50.2 Гц солнечная электростанция должна поддерживать 100% активной мощности.

  3. Если частота> 50,2 Гц, солнечная электростанция должна выдавать активную мощность до 51,5 Гц.

4.4 Запуск солнечных электростанций

Солнечная электростанция должна подключаться к электросети только в том случае, если частота и напряжение на PCC находятся в пределах, указанных в Таблице 3 или иным образом, указанных в Соглашении о подключении ( CA) между оператором системы передачи и владельцем солнечной электростанции.

Частота 48,0 Гц ≤ f ≤ 51,0 Гц
Напряжение 0,90 u ≤ U ≤ 1,10 о.е.

Таблица 3.

Пределы напряжения и частоты при пуске план солнечной станции.

Во время пуска солнечной электростанции скорость увеличения активной мощности не должна превышать 10% (от номинальной активной мощности станции) в минуту.

4.5 Требования к качеству электроэнергии

Солнечные электростанции, подключенные к электросети, должны стремиться поддерживать качество формы волны напряжения на PCC.Солнечные электростанции должны соответствовать требованиям, указанным в Разделе 5.3 Кодекса эффективности Сетевого кодекса и / или соответствующей части Кодекса распределения электроэнергии.

4.6 Гармонические искажения

Максимальные уровни гармонических искажений в PCC, которые относятся к солнечной электростанции, должны соответствовать положениям стандарта IEEE 519-1992, как указано в Разделе 5.3.7 Кодекса производительности и / или соответствующем разделе в Кодексе распределения электроэнергии.

Хорошо известно, что линейная нагрузка, такая как лампы накаливания или нагреватели, потребляет электрический ток от источника, пропорциональный приложенному напряжению, в то время как нелинейная нагрузка, такая как привод с регулируемой скоростью, потребляет токи, отличные от волны напряжения. Ток нелинейной нагрузки состоит из нечетных гармоник (третьей, пятой, седьмой и т. Д.). Эффект искажения третьей гармонической составляющей показан на рисунке 12. Компоненты гармонических токов будут взаимодействовать с токами источника, вызывая гармоники напряжения.Гармонические составляющие напряжения накладываются на основную составляющую напряжения, что приводит к искажению формы волны напряжения. Математически это можно описать формулой Фурье Eq. (1):

Рисунок 12.

Влияние третьей гармоники.

футов = αo + ∑n = 1∞αncosnωot + ∑n = 1∞bnsinnωotE1

, где

α0 = 1T∫0Tftdt + DCcomponentE2

αn = 2T∫0TftcosnωotdtE3

гармоник

напряжение (THDv) и ток (THDi) определяются следующим образом:

THDν = V22 + V32 + V42 + V52 +.… V1E5

THDi = i22 + i32 + i42 + i52 +… I1E6

Поток гармонических токов в электрическом оборудовании может вызвать такие проблемы, как нагрев оборудования, перегрузка нейтральной линии, неправильное срабатывание выключателей, усиление скин-эффекта и т. Д. Следовательно, электрические нормы устанавливают соответствующие ограничения на общие и отдельные гармоники в сетях. Кодекс подключения к сети солнечной энергии определяет пределы индивидуальных и общих гармонических искажений форм сигналов напряжения и тока на PCC, как указано в таблицах 4–7 в соответствии со стандартом IEEE 519-1992.В обновленной версии этого стандарта (IEEE Standard 519-2014) добавлены две новые строки, как указано в таблицах 4 и 7. Мы рекомендуем использовать обновленную версию стандарта.

Уровень напряжения Уровень гармонических искажений напряжения (%)
Нечетная гармоника

Проект солнечной электростанции — как построить солнечную электростанцию ​​за 10 шагов

солнечных электростанций выросли как грибы в разных частях мира, поскольку глобальный спрос на солнечную энергию увеличился более чем на 150% в 2010 году.Солнечные электростанции, построенные на земле, отличаются от тех, что устанавливаются на крышах домов, поскольку они требуют прохождения технико-экономического обоснования, экологической оценки, подключения к сети, размещения и т. Д., Что типично для крупного промышленного проекта. Время, необходимое для создания солнечной электростанции. Проект электростанции также представляет собой нечто большее, чем просто солнечную установку на крыше жилого дома. Солнечные фермы в основном строятся в странах, где есть программы субсидирования, такие как налоговые льготы, льготные тарифы и т. панели, солнечные инверторы и опыт установки становятся более доступными.С другой стороны, правила и разрешения на строительство солнечной электростанции или солнечной фермы различаются от страны к стране и от региона к региону в зависимости от федеральных законов и законов штата. Для большой солнечной электростанции, такой как Aqua Caliente, существует ряд разрешительных шагов. которые необходимо пройти до того, как можно будет построить станцию. Для небольших электростанций в диапазоне 5 МВт требования меньше. В целом, чем меньше размер солнечной установки, тем меньше требуемых нормативов. Вот необходимые шаги в строительстве солнечной электростанции

1) Идентификация места — Определение подходящего места для строительства солнечной электростанции.Обратите внимание, что Район не должен быть сильно засажен деревьями и иметь легкий доступ к дорогам и электросети.

2) Предварительный финансовый анализ — Предварительное финансовое обоснование с такими исходными данными, как стоимость земли, солнечная инсоляция, возможность соединения с оператором энергосистемы

3) Аренда или покупка земли — После того, как этап 2 пройден, начинается приобретение земли через аренду или владение.

4) Базовый технический проект / выбор технологии — Технический план подготовлен вместе с выбором технологии и поставщиков солнечного оборудования

5) Разрешение — На этом этапе необходимо выполнить различные разрешительные процедуры.Это характерно для области и может быть довольно громоздким. в США получение разрешения связано с очень высокими затратами, составляющими почти 15-20% стоимости солнечного проекта.

6) Соглашение о покупке электроэнергии — Необходимо подписать соглашение о покупке электроэнергии (PPA) с энергокомпанией, которая будет покупать электроэнергию

7) Выбор EPC — Выбирается системный интегратор или подрядчик по солнечной энергии.

8) Необходимо финансирование проекта по солнечной энергии.Примечание. Солнечные электростанции требуют больших начальных инвестиций при очень низких затратах на эксплуатацию и техническое обслуживание. Как правило, 60-80% проекта финансируется за счет долга.

9) Тестирование и подключение к электросети — После того, как солнечные электростанции построены, необходимо провести тестирование электростанции, прежде чем она будет подключена к электросети

10) Выполняется O&M — Солнечная установка имеет срок службы 25-30 лет и требует минимального обслуживания и мониторинга. Солнечные инверторы необходимо заменять через 10-15 лет.В случае выхода из строя солнечного модуля его необходимо заменить, так как это ухудшает производительность других солнечных панелей.

Обратите внимание, что описанные выше шаги являются базовой процедурой для проекта солнечной энергии. В дальнейшем ее можно уточнить в другие шаги.

Сводка

Примечание. Для строительства солнечной электростанции требуются навыки управления проектами, типичные для промышленного проекта с некоторыми уникальными характеристиками. Вышеупомянутые шаги представляют собой упрощенную процедуру построения солнечной электростанции.На самом деле процесс требует более детализации и твердых навыков выполнения. Солнечная электростанция может быть построена за 3 месяца до 2 лет в зависимости от опыта и необходимых разрешений. Обратите внимание, что строительство солнечной тепловой электростанции занимает гораздо больше времени, как правило, от 3-5 до лет.

Google+

Portable and Whole House Powered 2020

По мере развития технологий доступ к зеленой и возобновляемой энергии, такой как солнечная энергия, быстро набирает популярность. Это связано с тем, что зеленая энергия более надежна и чище, чем большинство других доступных источников энергии.Это делает его экологически чистым и позволяет сэкономить деньги. Обычно солнечный генератор преобразует солнечную энергию, захваченную солнечными панелями, в электрическую энергию, а затем сохраняет ее в батарее. Сохраненная мощность позже может быть использована через инвертор.

Решение о покупке портативного солнечного генератора — дело благородное. Однако выбор лучшего солнечного генератора для автофургона — это никогда не прогулка по парку. Это потому, что на рынке вы найдете различные разновидности портативных солнечных генераторов.Чтобы выбрать лучшее, вам нужно будет определить свои потребности в энергии.

Поскольку вы имеете в виду диапазон цен, подумайте о выборе солнечного генератора с функциями, которые делают его более эффективным, а не более дорогим.

Не заставляя вас ждать, вот обзоры солнечных генераторов, которые вы можете использовать, чтобы найти надежный солнечный генератор.

Сравните наши 7 лучших солнечных генераторов 2020 года

№1. Портативная электростанция Goal Zero Yeti 400

Goal Zero — один из самых популярных брендов, производящих портативные солнечные панели, генераторы и аксессуары.Портативная литиевая электростанция Yeti 400 — один из мощных и надежных солнечных генераторов.

Он оснащен свинцово-кислотным аккумулятором на 396 Втч, который может одновременно питать до семи устройств по 33 Ач при 12 Вольт. Более того, его универсальный набор выходных мощностей, таких как переменный ток, 12 В и USB, делает его более удобным. Он оснащен информативным ЖК-дисплеем, который позволяет вам узнать входную и выходную мощность, оценить время работы и правильно расположить панели.

Goal Zero имеет оригинальную интегрированную конструкцию, которая обеспечивает последовательное соединение с другими свинцово-кислотными аккумуляторами емкостью 33 Ач для обеспечения длительного срока службы.Таким образом, вам не нужно беспокоиться о частой подзарядке. Это делает Goal Zero 400 безупречным альтернативным источником энергии для людей, которые не хотят иметь дело с дымом, шумом и проблемами обслуживания бензинового генератора.

Лучшие характеристики

  • Возможность подключения к другим свинцово-кислотным аккумуляторам
  • Легко перезаряжаемый — 5 часов
  • Портативный
  • 396 Втч
  • Прочная конструкция

.

Плюсы Минусы
  • Удобно с большей выходной мощностью, такой как AC, USB и 12 В
  • Может использоваться с другими свинцово-кислотными аккумуляторами
  • Удобство переноски
  • Быстро изнашивается, несмотря на правильную зарядку и хранение
  • Низкий уровень заряда аккумулятора, его 33 Ач не могут обеспечить питание устройства, требующего 3.3 ампера более 10 часов
  • Батарея недолговечна, перестает держать заряд через 7 месяцев


Вопросы и ответы клиентов

В: Есть ли у вас кабель для зарядки Yeti 400 от сетевой розетки и автомобильного прикуривателя?

A: Он поставляется только с настенным зарядным устройством, но вы можете приобрести шнур для зажигалки по более низкой цене отдельно.

В: Могу ли я использовать солнечную панель мощностью 180 или 200 Вт для зарядки этой батареи?

A: Yeti 400 может потреблять не более 120 Вт.Избыточная мощность панели будет потрачена зря.

В: Сколько зарядов до замены батареи?

A: Батарея такая же, как у автомобиля, 5-8 лет.

Приговор

Несмотря на то, что Goal Zero очень удобен с различными выходами и входами, он в первую очередь предназначен для питания небольших домашних устройств и бытовой техники. Его можно увеличить вдвое, подключив дополнительные совместимые батареи для создания системы емкостью до 100 Ач. Этот портативный солнечный генератор идеально подходит для людей, которым нужна небольшая бытовая электроника.

№ 2. Kalisaya KP401 KaliPAK 384-ваттная портативная система солнечного генератора

KaliPAK 401 — один из легких, но мощных солнечных генераторов от Kalisaya. Эта модель улучшит качество автономного питания благодаря надежной солнечной панели и аккумулятору, позволяющим заряжать iPhone до 64 раз.

Он поставляется с мини-комплектом Powerkit, который включает настенное зарядное устройство постоянного или переменного тока, адаптер для автомобильного прикуривателя, а также солнечную панель мощностью 40 Вт.Литий-ионные элементы высокой емкости класса A рассчитаны на длительный срок службы. Кроме того, он оснащен удаленной системой, которая позволяет контролировать и управлять через приложение для смартфона Android и iOS.

Он также совместим со всеми аксессуарами Kalisaya, сохраняя при этом свою универсальность в одном удобном для переноски устройстве.

Лучшие характеристики

  • Облегченный
  • 4X солнечные панели
  • Разъем для гирляндной цепи
  • Водонепроницаемый

.

Плюсы Минусы
  • Легкий и удобный для переноски — вес 13 фунтов
  • Простота установки даже в экстренных случаях
  • Универсальность с различными портами вывода
  • 84 Вт часов недостаточно для дополнительных принадлежностей
  • Встроенный аккумулятор, поэтому заменить его невозможно


Вопросы и ответы клиентов

Q: Если бы он был полностью заряжен, сколько времени он мог бы питать 60-ваттный ноутбук?

A: 384 ватт-час, разделенные на 60.Таким образом, он может питать ноутбук около 6 часов

В: Имеется ли адаптер сетевой розетки для питания домашних устройств при отключении электричества?

A: Нет.

В: Можно ли заменить батарею пользователем?

A: Батарея встроенная.

Приговор

В KaliPAK 40 все портативно. Все аксессуары можно разместить в одном комплекте и легко носить с собой. Солнечный генератор легкий, компактный, но очень мощный, чтобы удовлетворить потребности ваших устройств в зарядке даже зимой.

№ 3. Goal Zero Yeti 1400 Литиевая портативная электростанция

Goal Zero Yeti 1400 Lithium — это электростанция сверхвысокой мощности с батарейным питанием. Он обеспечивает портативное питание по требованию простым нажатием кнопки. Литиевая электростанция мощностью 1425 Втч способна одновременно питать до 10 устройств. Устройства можно подключать к гибким мощным выходам USB, переменного тока, USB-C, 12 В и USB-PD.

Благодаря генератору сверхвысокой емкости, работающему от батарей, он может управлять вашими мощными устройствами, такими как отстойники, холодильники и электроинструменты.Он весит менее 44 фунтов, поэтому портативный; Вы можете взять его с собой на вечеринку в кемпинге и бесшумно запускать телевизоры и звуковые системы.

Вы можете по-новому определить свои возможности с помощью умного и простого в использовании приложения Goal Yeti. Это приложение также может позволить вам безупречно контролировать и управлять этим солнечным генератором с помощью вашего WiFi-роутера, чтобы получить незабываемые впечатления. Вы можете проверить уровень заряда батареи, выходную мощность, потребляемую мощность, а также включить / выключить порты на ладони.

Литиевый аккумулятор

Goal Zero Yeti 1400 защищен водонепроницаемым корпусом, защищающим его от попадания воды, что делает его долговечным.Кроме того, он оснащен технологически продвинутой системой охлаждения для регулирования температуры.

Лучшие характеристики

  • Водонепроницаемый
  • Goal Zero Yeti App с возможностью подключения к Wi-Fi
  • Мощность 1425 Вт / ч

.

Плюсы Минусы
  • Легко перезаряжаемый
  • Источник питания сверхвысокой мощности
  • Простота настройки — поставляется с руководством пользователя
  • Нет блока расширения батареи, поэтому можно соединить цепью
  • При перегрузке розеток необходимо сбросить


Вопросы и ответы клиентов

В: Можно ли быстрее зарядить это устройство, подключив его к цепи 30A или 50A?

A: Он не будет заряжаться быстрее, так как он потребляет только 60 Вт независимо от мощности цепи

В: Можно ли подключить солнечные панели на 24 В к 1400?

A: его можно подключать, если они соединены параллельно

В: В комплект входит автомобильное зарядное устройство или только AC?

A: В комплект не входит автомобильное зарядное устройство на 12 В, только переменный ток.Можно купить 12В отдельно

Приговор

Это отличный продукт от Yeti, который может питать как маленькие, так и большие устройства в вашем доме. Он также портативен, что позволяет легко транспортировать его, чтобы служить вам, пока еды хватит во время вашего кемпинга. Его легко настроить, поэтому его можно рекомендовать тем, кто отправляется в длительные походы.

№ 4. Suaoki Portable солнечный генератор

Модель Suaoki — лучший солнечный генератор, который имеет отличную стоимость и прост в настройке.Он имеет три способа зарядки, что позволяет легко заряжать его на улице с помощью солнечной панели Suaoki 60 Вт или любой совместимой солнечной панели, у вас дома с вилками переменного тока или в машине с входом постоянного тока.

Этот портативный солнечный генератор с аккумулятором емкостью 444 Втч представляет собой небольшую электростанцию. Он весит чуть более 12 фунтов и может обеспечить вас электроэнергией в кемпингах, на ферме, на рыбалке и охоте, а также на ваших рабочих местах.

Лучшие характеристики

  • Цифровой ЖК-дисплей
  • Порты USB мощностью до 300 Вт
  • Система управления батареями для предотвращения перегрузки по току, перенапряжения и перегрева
  • Трехсторонняя зарядка

.

Плюсы Минусы
  • Легкий, 12,35 фунта, поэтому портативный
  • Инвертор 110 В для эффективной защиты от перегрузок
  • ЖК-дисплей для отображения хода зарядки и выдачи
  • Невозможно заряжать и использовать одновременно
  • Завышена стоимость мощности


Вопросы и ответы клиентов

Q: Можно ли использовать розетку 12 В для зарядки одновременно?

A: Вы можете заряжать его и заряжать другие электронные устройства от гнезда для сигарет одновременно.Однако для продления срока службы батареи не заряжайте во время зарядки других устройств.

Q: Сколько времени потребуется для зарядки прикуривателя?

A: Зарядка может занять 5-6 часов.

В: Состоит ли он из какого-либо контроллера заряда от солнечной батареи для защиты аккумулятора от перезарядки от солнечной энергии и эффективного заряда от солнечной энергии?

A: не состоит из контроллера заряда солнечной батареи; однако для этой цели он поставляется с системой управления батареями.

Приговор

Не использовать во время зарядки портативного солнечного генератора Suaoki невыгодно, но это впечатляет. Его легко установить, он легкий и имеет ручку, позволяющую легко переносить его в любое место, где вы хотите разбить лагерь.

№ 5. Wagan (EL2547) Solar e Power Cube 1500 Plus

Портативный солнечный генератор Solar e Power Cube Plus компании Wagan Tech — безусловно, идеальный портативный источник энергии. Он оснащен универсальным возобновляемым портативным солнечным генератором, который готов, как только он вынимается из упаковочной коробки.Он исключительно удобен в использовании и не требует подключения.

Он чрезвычайно адаптируем и удобен, поскольку для увеличения мощности можно подключить дополнительные солнечные панели и батареи. Для этого у него есть еще два терминала для расширения солнечной энергии, если это необходимо. Он также обеспечивает мгновенный доступ к источнику переменного тока.

Лучшие характеристики

  • Инвертор мощности 1500 Вт
  • Две розетки 115 В переменного тока
  • Автономный блок
  • 20A Солнечный контроллер
  • Аккумулятор 100 Ач

.

Плюсы Минусы
  • Простота использования, так как не требуются соединения
  • Содержит два терминала для расширения солнечной панели
  • Двухлетняя гарантия
  • Довольно тяжелый — 155 фунтов
  • Пластиковый корпус не прочный


Вопросы и ответы клиентов

В: Могу ли я использовать это устройство для одновременного подключения стиральной машины, сушилки, холодильника и микроволновой печи в аварийной ситуации?

A: Нет, он работает только на 1500 Вт

В: Водонепроницаемость?

A: это не

В: Можно ли расширить?

A: Да, Wagan поставляется с инструкцией по использованию и подключению дополнительных солнечных батарей

Приговор

Когда дело доходит до портативных солнечных генераторов, это устройство может похвастаться удобством и портативностью благодаря колесам повышенной проходимости и сверхпрочной ручке.Он также прост в эксплуатации, поскольку он представляет собой единое целое и может раскатываться с любой стороны.

№ 6. PAXCESS 100-ваттная портативная генераторная электростанция

Портативная 100-ваттная генераторная электростанция PAXCESS — это удобный, универсальный и большой блок питания, предназначенный для экстренных ситуаций, кемпинга, путешествий, а также в тех случаях, когда вам нужна срочная электроэнергия. Он оснащен адаптируемыми выходами, которые могут заряжать до 18 устройств, таких как небольшие ноутбуки и телефоны, среди других устройств.

Легко заряжать от розетки переменного тока дома максимум за 8 часов, от солнечной панели до 8 часов в зависимости от размера и условий солнечной батареи или до 13 часов от розетки 12 В. При весе всего 3,3 фунта его можно легко переносить, потому что он идеально помещается на заднем сиденье.

Лучшие характеристики

  • Трехсторонняя система зарядки
  • Предупреждающий светодиодный фонарик
  • 18 розеток
  • Система управления батареями

.

Плюсы Минусы
  • Простота использования и переноски, вес 3,3 фунта
  • Многоцелевой
  • BMS для предотвращения перезарядки и перегрева
  • Не долговечен из-за низкого качества
  • Долго не держит заряд — 100Wh

Вопросы и ответы клиентов

Q: Требуется ли дополнительное оборудование для работы от солнечной энергии?

A: Да, в комплекте нет солнечной панели

Q: В комплекте идет или надо покупать отдельно?

A: Нет корпуса

Q: Что такое кратковременный скачок напряжения?

A: выдерживает 150 импульсных ватт в течение 2 секунд

Приговор

PAXCESS 100 Вт — лучший солнечный генератор, который нельзя пропустить в долгую поездку на выходных.Несмотря на то, что он не является водонепроницаемым, он относительно небольшой и легкий, обладает большой мощностью и работает очень тихо. Он может быть источником питания для многих электронных устройств, таких как смартфоны, ноутбуки и планшеты.

№ 7. Peppermint Energy Forty2 Max Универсальный портативный солнечный генератор

Peppermint Energy Forty2 — лучший портативный солнечный генератор за свои деньги. Это универсальная система со встроенными элементами для тяжелых условий эксплуатации.Все его компоненты находятся в одном чемодане. Его лучшая в отрасли батарея емкостью 2000 ватт-часов может работать до шести месяцев.

Обладая мощностью 2000 Вт импульсной мощности и 1000 Вт непрерывной энергии синусоидальной волны, этот портативный солнечный генератор может питать ваши важные приборы во время перебоев в подаче электроэнергии, такие как ноутбук, телевизор и холодильник. Фактически, он может соперничать с мощностью генератора, работающего на топливе.

Лучшие характеристики

  • Встроенные солнечные панели
  • Нет настройки
  • 2000 Ватт-часов

.

Плюсы Минусы
  • Источник питания с длительным сроком службы 2000 Вт / ч
  • Ультра-качественный дизайн
  • Автономный, настройка не требуется
  • Нет руководства
  • Только от солнца

Вопросы и ответы клиентов

В: Будет ли это устройство заряжать мои устройства в холодные зимние дни, если на улице нет солнца?

A: Forty2 Max предназначен для работы как в холодные, так и в жаркие дни

В: Можно ли заменять батареи?

A: Батарейки прослужат много лет при нормальной работе, после чего они могут быть заменены на заводе новейшей версией.

В: Является ли инвертор чистой синусоидой?

A: Стандартный инвертор — модифицированный синусоидальный

Q: Можно ли заряжать 100% только на солнце?

A: Да, можно. Фактически, он предназначен для работы от солнца.

Приговор

При весе 85 фунтов и без колес он может быть немного тяжелым для переноски во время кемпинга. Тем не менее, Peppermint Energy Forty2 Max — наиболее практичный генератор с многолетним сроком службы без признаков выцветания.Он автономен, качество, которое позволяет носить его с собой, как портфель, поскольку в нем нет отдельных солнечных батарей. Это лучший солнечный генератор для жилого дома.

Заключение

Инициатива по покупке лучшего портативного солнечного генератора для дома или кемпинга — важное, но непростое мероприятие. При наличии на рынке множества торговых марок и опций и противоречивых функций, которыми они обладают, трудно принять обоснованное решение о продукте, который вы хотели бы иметь.Однако приведенные выше обзоры солнечных генераторов могут облегчить вашу покупку. Ознакомьтесь с ними и выберите продукт, который лучше всего соответствует вашим потребностям.

Руководство покупателя портативных солнечных генераторов

Когда свет гаснет, портативный генератор может удовлетворить жизненно важные потребности домашнего хозяйства в энергии. Модель с газовым двигателем — вариант, но он громкий, грязный, и когда у вас заканчивается бензин, вам не повезло.

Солнечные генераторы используют энергию солнца для производства электричества. Они чистые, простые в использовании и не требуют использования ископаемого топлива.Если вы рассматриваете один в качестве резервного источника питания, но находите эту технологию устрашающей, продолжайте читать, чтобы узнать больше о том, как они работают и как выбрать лучший портативный солнечный генератор для себя и своей семьи.

Как работают солнечные генераторы?

Технология солнечных генераторов не нова, но идея размещения компактных компонентов в портативном устройстве является новой. Эти модели аналогичны по конструкции большим системам, но достаточно малы, чтобы брать их с собой в дорогу или просто иметь под рукой на случай чрезвычайных ситуаций, когда дорогой резервный источник питания не подходит.

Каждый солнечный генератор имеет следующие основные компоненты:

  • Солнечные панели, преобразующие солнечный свет в электричество
  • Аккумулятор для хранения энергии
  • Контроллер заряда для управления током в батарею
  • Инвертор, преобразующий энергию аккумулятора в ток, необходимый для питания бытовых приборов.

Как выбрать лучший солнечный генератор для дома или RV

Чтобы сделать лучший выбор, нужно больше, чем просто сравнение цен и чтение обзоров солнечных генераторов.Поскольку у

потребности у всех разные, это все равно, что сравнивать яблоки с апельсинами. Первый шаг к выбору лучшего портативного солнечного генератора — это определить, сколько энергии вам нужно для работы важных для вас устройств в случае отключения электричества.

Средний американский дом потребляет около 25 000 ватт энергии ежедневно или 1000 ватт каждый час. Большинство солнечных генераторов могут производить от 900 до 5000 ватт электроэнергии в час, что делает их способными управлять всем, от морозильной камеры до бассейна, но в отличие от газовых генераторов, которые производят стабильную подачу электроэнергии, пока бак полон, солнечная энергия генераторы не могут производить энергию так быстро.Они работают на энергии, хранящейся в батареях, которые необходимо перезаряжать между использованиями.

Ключ к выбору лучшего генератора — это выяснить, сколько энергии вам нужно, что вы можете себе позволить и какие функции являются наиболее важными.

На что обращать внимание на солнечный генератор

Солнечные системы для всего дома с несколькими панелями на крыше и большими аккумуляторными батареями позволяют без проблем работать в доме. Панели для начала собирают больше энергии, и, поскольку некоторые из многих батарей разряжены, другие заряжаются, обеспечивая постоянный источник питания, который может обеспечить все, что нужно домашнему хозяйству — по цене.

Ни один портативный генератор не может реально накапливать достаточно электроэнергии для работы всех приборов в вашем доме, но портативные солнечные генераторы для работы в дороге или в чрезвычайных ситуациях недороги, их легко хранить и они могут удовлетворить по крайней мере ваши самые основные потребности.

Какой размер солнечного генератора мне нужен?

Солнечные генераторы имеют два критических значения мощности — непрерывную мощность и импульсную мощность. Непрерывная мощность — это мощность, которую генератор может стабильно производить. Чтобы выяснить, сколько ватт непрерывной энергии необходимо вашему генератору для удовлетворения ваших потребностей, добавьте общее количество ватт в час, которое используют ваши основные устройства, и умножьте его на количество часов или долей часов, которые вам нужно использовать ежедневно .Рассмотрим несколько примеров, используя диаграмму среднего потребления энергии устройствами.

Полноразмерный холодильник потребляет около 500 Вт энергии в день. Если ваш генератор вырабатывает 1000 ватт ежедневно, поддержание холодного состояния обойдется вам в половину вашего резервного источника питания за 24 часа. Кофеварка ежедневно потребляет примерно 1500 Вт мощности, но для использования в течение десяти минут (1/6 часа) каждое утро потребуются жалкие 10 Вт.

Номинальная мощность импульсного перенапряжения, однако, отражает то, как ваш генератор может справиться с высоким начальным всплеском мощности, необходимым для запуска электродвигателей.Всплеск длится менее секунды, но если тот же холодильник, который использует 500 Вт непрерывной мощности, требует для запуска 2000 Вт мощности, вам понадобится солнечный генератор с номинальной мощностью всплеска не менее 2000 Вт, чтобы перезапустить его при отключении. .

На самом деле, большинству портативных солнечных генераторов будет сложно работать с такими мощными приборами, как кондиционеры, колодезные насосы и сушилки для одежды, но, управляя потребностями в электроэнергии и используя компактные, энергоэффективные устройства, их достаточно для питания основных устройств без топлива.

Что следует учитывать при выборе солнечной системы

Панели солнечных батарей

Производство энергии солнечными панелями также измеряется в ваттах. Рейтинг ватт на панели, умноженный на количество часов пребывания на солнце, которое она получает ежедневно, дает вам общее количество ватт, которое она может производить каждый день. Например, 100-ваттная солнечная панель, которая получает 6 часов солнечного света, вырабатывает 600 ватт энергии в этот день, но с солнцем никогда не бывает так просто. Ежедневные и сезонные изменения солнечного света значительны, и даже лучшие солнечные панели вырабатывают лишь ограниченную мощность в пасмурные дни.

Есть три типа обычных солнечных панелей, и их эффективность определяет, сколько ватт они производят для своего размера.

1. Монокристаллические панели являются наиболее распространенными. Изготовленные из пластин монокристаллического кремния, они несколько более эффективны, чем их поликристаллические аналоги, но немного дороже.

2. Поликристаллические солнечные элементы изготовлены из расплавленных фрагментов кремния. Поскольку электроны менее свободно перемещаются между фрагментами, эти панели имеют хороший, но немного менее эффективный рейтинг.Для большинства систем разница между моно- и поликристаллическими панелями статистически не значима.

3. Тонкие пленки или панели из аморфных кристаллов используют относительно новую технологию. Они легкие, тонкие, гибкие, дешевые и долговечные, но вдвое менее эффективны, чем монокристаллические панели, и требуют вдвое большей площади для производства того же количества энергии, что делает их менее полезными для небольших портативных генераторов.

Емкость аккумулятора и номинальная мощность

Емкость — это общее количество электричества, которое может хранить солнечная батарея, но оно не отражает, сколько энергии она может обеспечить в данный момент.Для этого вам нужно будет проверить номинальную мощность аккумулятора.

Как правило, аккумулятор с большой емкостью и малой мощностью будет вырабатывать меньше электроэнергии, но в течение более длительного периода, и наоборот.

Помните , что солнечные генераторы работают на накопленной энергии. В системе может быть достаточно панелей, чтобы вырабатывать тысячу ватт энергии, но если батарея хранит только 500 ватт, это максимальная мощность, которая у вас будет без увеличения емкости.

Важно отметить , что только лучшие портативные солнечные генераторы имеют батареи, которые можно одновременно заряжать во время использования.Это называется непрерывной зарядкой, и если у вас нет нескольких аккумуляторов для покрытия ваших потребностей в электроэнергии в течение нескольких дней, это важная функция.

Если вашей батарее требуется менее восьми часов для зарядки, средний портативный генератор с возможностью подзарядки непрерывным током должен обеспечивать стабильную мощность, восполняя себя только за счет солнечной энергии. Без функции непрерывной подзарядки у вас не будет электричества столько, сколько потребуется для зарядки аккумулятора.

Большинство компонентов портативных генераторов имеют такие размеры, чтобы максимизировать мощность каждого ради эффективности.Расширение одного компонента обычно означает, что вам придется обновить другие, но важная часть состоит в том, что лучшие системы могут быть расширены для удовлетворения меняющихся потребностей.

Тип батареи

Батареи

бывают разных стилей, но самые распространенные — свинцово-кислотные и литий-ионные.

Свинцово-кислотные батареи , как и в автомобилях, являются наиболее распространенными и наименее дорогими. Они имеют более короткий срок службы, но являются экономичным выбором для домашнего использования. В некоторых стилях используется специальный гель, чтобы продлить срок их службы и повысить безопасность, но мощность аналогична.Аккумуляторы глубокого разряда, которые могут выдерживать повторяющиеся сильные разряды, служат дольше и в большинстве условий стоят дополнительных затрат.

Литий-ионные батареи , которые используются в большинстве аккумуляторных инструментов, легки, компактны и имеют более длительный срок службы, чем свинцово-кислотные батареи. Они становятся все более популярными в портативных солнечных генераторах из-за своего размера и веса, несмотря на более высокую цену.

Номинал инвертора мощности

Инверторы

Power преобразуют постоянный электрический ток (DC), который выходит из ваших солнечных панелей, в переменный ток (AC), который нужен вашим приборам.Это тот же тип электричества, который подается из розетки.

Инверторы

имеют номинальную мощность в ваттах, чтобы показать максимальную мощность, с которой они могут работать, и всегда должно быть не меньше максимального количества энергии, которое может генерировать система.
Чистые синусоидальные инверторы дороги, но более эффективны и вызывают меньший износ некоторых устройств, включая микроволновые печи, телевизоры и аппараты CPAP, но при удвоенной стоимости модифицированных синусоидальных инверторов могут быть неэффективными для периодического использования.

Контроллеры заряда

Контроллер заряда регулирует ток от солнечных батарей, чтобы батареи не перезарядились.

Самые простые контроллеры просто разрывают соединение между батареей и панелью при достижении максимального напряжения. Они надежны, но не особенно эффективны. Модели, в которых используется трехступенчатое отслеживание точки максимальной мощности (MPPT), более эффективно обрабатывают ток и могут выжать из вашей системы больше энергии.

Для оптимальной производительности ищите контроллеры, которые являются водонепроницаемыми и оснащены светодиодным дисплеем, на котором отображается основная информация об эффективности вашей системы. По мере того, как вы узнаете больше о солнечной энергии, это поможет вам максимально эффективно использовать свой генератор.

Вес

Вес портативного солнечного генератора колеблется от 20 до 200 фунтов и зависит в основном от панелей и батареи. Вес панели трудно значительно изменить без выбора легких рам и других компонентов, которые снижают долговечность, а литий-ионные батареи намного легче свинцово-кислотных, но стоят дорого.

Ключ к мобильности чаще всего лежит в способе распределения веса, а не в отдельных компонентах.Детали, уложенные слоями в прочный ящик на колесиках, легче управлять, чем отдельные части. Солнечные панели, которые складываются, как чемоданы, уменьшают массу, что упрощает обращение с ними при том же весе.

Если ваша система будет оставаться достаточно стационарной, вес всегда важен, но не является проблемой. Если вы будете перемещать его ежедневно, легкие системы сохранят вашу спину и уменьшат риск повреждения во время движения.

Функции удобства

Генератор не должен быть трудным или трудоемким в использовании.Если вы хотите создать настоящий солнечный генератор, работающий по принципу plug-and-play, обратите внимание на следующие удобные функции:

  • Несколько розеток переменного тока
  • Встроенные порты USB и выход 12 В
  • Энергоэффективные аксессуары для максимальной экономии энергии
  • Расширяемость системы и адаптеры, упрощающие подключение нескольких панелей и батарей
  • Сменные батареи
  • Светодиодные панели с подсветкой, позволяющие контролировать работу вашей системы в темноте.
  • Панели с ручками и рамками для облегчения перемещения

Чего следует избегать при выборе генератора на солнечной энергии

Ранние портативные солнечные генераторы производились в основном с запатентованными компонентами, которые не позволяли расширять или модернизировать систему с помощью готовых компонентов.Даже сегодня в некоторых системах используются батареи, которые невозможно заменить, и если какая-либо деталь будет повреждена, вам придется покупать замену непосредственно у производителя — не совсем то, что большинство людей хотят от аварийного оборудования. Проприетарные системы могут быть отличным вариантом, но всегда следует четко взвешивать их риск и преимущества.

Избегайте следующих вещей при покупке портативного солнечного генератора:

  • Неполные комплекты, требующие приобретения дорогостоящих дополнительных компонентов
  • Собственные системы, для которых больше не производятся запасные части
  • Электронные компоненты, которые не являются полностью водонепроницаемыми
  • Генераторы с минимальными гарантиями или произведенные компаниями без солидного присутствия в отрасли

Наши последние мысли:

Выбор лучшего солнечного генератора не только удобен при отключении электричества, но и может спасти вашу жизнь.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *