Что такое солнечная электростанция. Как работают солнечные панели. Какие бывают типы солнечных электростанций. В чем преимущества солнечной энергетики. Как выбрать солнечную электростанцию для дома или дачи.
Что такое солнечная электростанция и как она работает
Солнечная электростанция — это комплекс оборудования, преобразующий энергию солнечного излучения в электрическую энергию. Основными компонентами солнечной электростанции являются:
- Солнечные панели (фотоэлектрические модули)
- Инвертор
- Аккумуляторные батареи
- Контроллер заряда
- Система крепления
Принцип работы солнечной электростанции заключается в следующем:
- Солнечные панели поглощают солнечный свет и преобразуют его в постоянный электрический ток
- Контроллер заряда регулирует подачу тока к аккумуляторам
- Аккумуляторы накапливают электроэнергию
- Инвертор преобразует постоянный ток в переменный, пригодный для питания бытовых приборов
Основные типы солнечных электростанций
1. Фотоэлектрические солнечные станции
Используют фотоэлектрический эффект для прямого преобразования солнечного света в электричество с помощью солнечных панелей. Это наиболее распространенный тип для частного и коммерческого использования.
2. Гелиотермальные (солнечные тепловые) электростанции
Концентрируют солнечное излучение с помощью зеркал для нагрева теплоносителя. Пар вращает турбины генераторов. Применяются в основном в промышленных масштабах.
Преимущества использования солнечных электростанций
Солнечные электростанции имеют ряд существенных преимуществ:
- Экологичность — не производят вредных выбросов
- Возобновляемый источник энергии
- Низкие эксплуатационные расходы
- Бесшумность работы
- Автономность энергоснабжения
- Длительный срок службы (25-30 лет)
Как выбрать солнечную электростанцию для дома или дачи
При выборе солнечной электростанции для частного использования следует учитывать несколько ключевых факторов:
- Энергопотребление объекта
- Географическое расположение и уровень инсоляции
- Доступная площадь для размещения панелей
- Бюджет
- Планируемый режим использования (автономный, резервный, сетевой)
Правильно подобранная солнечная электростанция позволит обеспечить надежное и экономичное энергоснабжение вашего дома или дачи.
Эффективность солнечных электростанций
Эффективность солнечных электростанций зависит от нескольких факторов:
- КПД солнечных панелей (обычно 15-22%)
- Угол наклона и ориентация панелей
- Уровень солнечной радиации в регионе
- Температура окружающей среды
- Качество инвертора и других компонентов
Как повысить эффективность солнечной электростанции? Некоторые способы:
- Использование трекеров для отслеживания положения солнца
- Применение двусторонних солнечных панелей
- Регулярная очистка поверхности панелей
- Установка систем охлаждения панелей
Перспективы развития солнечной энергетики
Солнечная энергетика является одним из наиболее быстрорастущих секторов возобновляемой энергетики. Ключевые тенденции развития отрасли:
- Повышение эффективности солнечных элементов
- Снижение стоимости производства
- Разработка новых типов солнечных панелей (перовскитные, тонкопленочные)
- Интеграция солнечных элементов в строительные материалы
- Развитие технологий хранения энергии
Эксперты прогнозируют, что к 2050 году солнечная энергетика может обеспечивать до 25-30% мирового энергопотребления.
Экономическая эффективность солнечных электростанций
Экономическая эффективность солнечных электростанций определяется несколькими факторами:
- Стоимость установки
- Тарифы на электроэнергию в регионе
- Уровень государственной поддержки (субсидии, льготы)
- Срок службы оборудования
Срок окупаемости солнечной электростанции для частного дома обычно составляет 5-10 лет. После этого периода владелец получает практически бесплатную электроэнергию.
Для оценки экономической эффективности используют показатель LCOE (нормированная стоимость электроэнергии). В последние годы LCOE солнечных электростанций значительно снизился и во многих регионах уже сопоставим или ниже стоимости электроэнергии из традиционных источников.
Солнечная электростанция «Дом — 1» ( Независимость+Экономия )
Солнечная электростанция «Дом — 1» ( Независимость+Экономия ) предназначена для использования совместно с городской сетью ( объект подключен к городской сети ), к примеру небольшие и средние объекты жилого, хозяйственного или промышленного назначения ( дома, офисы, склады, аэропорты, шахты, угольные разрезы, пасеки, животноводческие и сельскохозяйственные комплексы, строительные площадки, телекоммуникационные системы, вышки сотовой связи и т.д )
Солнечная электростанция «Дом — 1» ( Независимость+Экономия ) дает вам не только независимость от городских сетей, но и благодаря функциям подмешивания и продажи электроэнергии в сеть, позволяет экономить на счетах за электроэнергию и зарабатывать на продаже излишков. К примеру, если потребление объекта составляет 10 кВт*ч, а генерация СЭС 7 кВт*ч, то из центральной электросети возьмется всего 3 кВт*ч.
Функция продажи в сеть позволяет продавать излишки вырабатываемой солнечными батареями электроэнергии в сеть.
К примеру ваша солнечная электростанции вырабатывает 5 кВт, а текущее потребление 3 кВт, в этом случае 2 кВт вы можете продать электросетям. Для этого необходим двунаправленный счетчик учета и соответствующий договор с энергосбытовой компанией.
Данная солнечная электростанция и способна обеспечить производство электроэнергии до 19,2 кВт*ч/сутки. А так же ее накопление (в аккумуляторах ) и подачу напряжения 220 Вольт, мощностью до 3 кВт ( 6 кВт — кратковременно ), для стабильной работы освещения и бытового электрооборудования ( суммарная мощность всех электроприборов включенных одновременно, не должна превышать 3 кВт ). Емкость аккумуляторных батарей входящих в комплект составляет 4,8 кВт*ч ( 100Ач x 48В ), благодаря чему у вас всегда будете резерв электроэнергии для использования ее в ночное время, а так же в условиях плохой погоды.
При необходимости для увеличения резерва, количество аккумуляторов всегда может быть увеличено.
Аккумуляторы являются одним из самых дорогостоящих элементов солнечной электростанции, поэтому для увеличения срока службы, рекомендуется разряжать их не более чем на 50 -70% от их емкости ( за исключением LiFeP4 ) .
Реальная выработка солнечной электростанции зависит от множества факторов, поэтому для оптимального и сбалансированного подбора системы электроснабжения под Ваши нужды, необходимо обратиться к менеджерам нашей компании или заполнить и отправить заявку на расчет солнечной электростанции.
Назначение:
Готовое решение для снижения затрат на электроэнергию и обеспечения резервного питания объектов, подключенных к городской сети. Это надежный, экологически чистый и тихий вариант электроснабжения дома, офиса, склада, аэропорта, шахты, угольного разреза, пасеки, животноводческих и сельскохозяйственных комплексов, строительных площадок, телекоммуникационных систем, вышек сотовой связи и т.д
Типовой состав потребителей:
- освещение 100 Вт до 10 часов в сутки.
- телевизоры 100 Вт до 10 часов в сутки.
- ноутбуки, компьютеры и телефоны 100 Вт до 10 часов в сутки.
- холодильники 100 Вт до 24 часов в сутки.
- насос теплоснабжения 100 Вт до 24 часов в сутки.
- стиральная машинка 1000 Вт 1 час в сутки
- чайник 1500 Вт 1 час в сутки
Среднесуточное потребление 10 кВт*ч в сутки.
СОВМЕСТНО С ГОРОДСКОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТЬЮ:
| ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ: | |
|---|---|
| Тип | Солнечная электростанция «Дом — 1» (Независимость) |
| Максимальная мощность | 3 кВт |
| Максимальная выработка | до 19,2 кВт*ч/сутки |
| Выходное напряжение | 220 Вольт |
| 4 x 100Ач | |
| Тип АКБ | GEL, не обслуживаемый |
| Срок службы АКБ | 10 лет |
| Общая мощность солнечных батарей | 8 x 460 Вт |
| Тип солнечных батарей | монокристаллический |
| Срок службы солнечных батарей | 20 лет |
| Общий вес оборудования | 338 кг |
| Гарантия | 1 год |
Примечание: Все расчеты являются примерными, для правильного и сбалансированного подбора систем автономного электроснабжения под Ваши нужды, необходимо обратиться к менеджерам нашей компании или заполнить и отправить заявку на расчет солнечной электростанции.
Мощность:
Тип контроллера:Ф-ия подмешивания
Функция подмешивания позволяет смешивать энергию от солнечных батарей с электроэнергией от центральной ( городской ) электро-сети, для питания нагрузки. К примеру ваше потребление в текущий момент времени 4кВт*ч, а солнечные батареи вырабатывают всего 3 кВт*ч, в этом случае инвертор с функцией подмешивания пустит на нагрузку все что вырабатывает солнце ( в данном примере это 3 квт*ч ), а недостающие 1 кВт*ч возьмет от центральной электро-сети, не разряжая АКБ и тем самым продлевая срок их службы. А обычный инвертор ( без функции подмешивания ) в такой же ситуации полностью переключит питание нагрузки ( все 4 кВт*ч ) либо на сеть либо на аккумуляторы ( в зависимости от настроек ), а вырабатываемые солнцем 3 кВт*ч пустит на подзарядку АКБ.
:
Ф-ия продажи в сеть
Данная функция позволяет продавать излишки вырабатываемой солнечными батареями электроэнергии в сеть.
:
Производитель:
Гибридная солнечная электростанция Дача-3 мощностью 2кВт и выработкой 4,2кВт*ч/сутки
Солнечная электростанция «Дача-3» подходит для использования как совместно с центральной электросетью ( объект подключен к городской сети ), так и без городской сети ( то есть в условиях полного отсутствия электроэнергии от городской сети ), к примеру небольшие удаленные объекты жилого, хозяйственного или промышленного назначения (дачи, охотничьи домики, бытовки, вахты и т.д.)
Солнечная электростанция «Дача-3» дает вам независимость от городских сетей и способна обеспечить производство электроэнергии до 4 кВт*ч/сутки.
А так же ее накопление (в аккумуляторах ) и подачу напряжения 220 Вольт, мощностью до 2 кВт ( 4 кВт — кратковременно ), для стабильной работы освещения и бытового электрооборудования ( суммарная мощность всех электроприборов включенных одновременно, не должна превышать 2 кВт ). Емкость аккумуляторных батарей входящих в комплект составляет 4,8 кВт*ч ( 200Ач x 24В ), благодаря чему у вас всегда будете резерв электроэнергии для использования ее в ночное время, а так же в условиях плохой погоды.
При необходимости для увеличения резерва, количество аккумуляторов всегда может быть увеличено.
Аккумуляторы являются одним из самых дорогостоящих элементов солнечной электростанции, поэтому для увеличения срока службы, рекомендуется разряжать их не более чем на 50 -70% от их емкости ( за исключением LiFeP4 ) . Чем меньше глубина разряда, там больше срок службы аккумулятора. Точная зависимость срока службы от глубины разряда, температуры и прочих характеристик, представлена в описании аккумулятора.
Реальная выработка солнечной электростанции зависит от множества факторов, поэтому для оптимального и сбалансированного подбора системы электроснабжения под Ваши нужды, необходимо обратиться к менеджерам нашей компании или заполнить и отправить заявку на расчет солнечной электростанции.
Назначение:
Готовое решение для обеспечения электрической энергией объектов, не имеющих постоянного электроснабжения (не подключенных к электрической сети). Это надежный, экологический и тихий вариант электроснабжения строительных бытовок, дачных домов и других объектов.
Типовой состав потребителей:
СОВМЕСТНО С ГОРОДСКОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТЬЮ:
БЕЗ ГОРОДСКОЙ ЭЛЕКТИЧЕСКОЙ СЕТИ ( АВТОНОМНО ):
| ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ: | |
|---|---|
| Тип | Солнечная электростанция «Дача — 3» (Независимость) |
| Максимальная мощность | 2000 Вт |
| Максимальная выработка | до 4 кВт*ч/сутки |
| Выходное напряжение | 220 Вольт |
| Общая емкость АКБ | 2 x 200Ач |
| Тип АКБ | AGM, не обслуживаемый |
| Срок службы АКБ | 8 лет |
| Общая мощность солнечных батарей | 2 x 280 Вт |
| Тип солнечных батарей | поликристаллический |
| Срок службы солнечных батарей | 20 лет |
| Общий вес оборудования | 156 кг |
| Гарантия | 1 год |
Мощность:
Тип контроллера:
Ф-ия подмешивания
Функция подмешивания позволяет смешивать энергию от солнечных батарей с электроэнергией от центральной ( городской ) электро-сети, для питания нагрузки.
К примеру ваше потребление в текущий момент времени 4кВт*ч, а солнечные батареи вырабатывают всего 3 кВт*ч, в этом случае инвертор с функцией подмешивания пустит на нагрузку все что вырабатывает солнце ( в данном примере это 3 квт*ч ), а недостающие 1 кВт*ч возьмет от центральной электро-сети, не разряжая АКБ и тем самым продлевая срок их службы. А обычный инвертор ( без функции подмешивания ) в такой же ситуации полностью переключит питание нагрузки ( все 4 кВт*ч ) либо на сеть либо на аккумуляторы ( в зависимости от настроек ), а вырабатываемые солнцем 3 кВт*ч пустит на подзарядку АКБ.
:
Ф-ия продажи в сеть
Данная функция позволяет продавать излишки вырабатываемой солнечными батареями электроэнергии в сеть. К примеру ваша солнечная электростанции вырабатывает 5 кВт, а текущее потребление 3 кВт, в этом случае 2 кВт вы можете продать электросетям. Для этого необходим двунаправленный счетчик учета и соответствующий договор с энергосбытовой компанией.
:
Что такое солнечная электростанция? Как это работает и типы
Время чтения: 5 мин
На солнечной электростанции излучение солнечных лучей преобразуется в электричество для бытового или промышленного использования с использованием различных систем, таких как солнечные тепловые установки или фотоэлектрические электростанции.
Неограниченная, чистая и доступная даже в отдаленных районах солнечная энергия представляет собой прекрасную альтернативу традиционным источникам энергии, что имеет ключевое значение для продвижения к экологическому переходу, но какие типы технологий в настоящее время используются для ее производства? Преобразование энергии, поступающей от солнечных лучей, в электрическую осуществляется в солнечной электростанции с помощью различных систем в зависимости от ее типа.
Что такое солнечная электростанция?
Солнечная электростанция — это установка, которая преобразует солнечное излучение, состоящее из света, тепла и ультрафиолетового излучения, в электричество, пригодное для подачи в дома и на предприятия.
Процесс производства электроэнергии на солнечной электростанции полностью экологичен и не производит загрязняющих окружающую среду элементов, а также является одним из самых эффективных возобновляемых источников энергии, существующих в настоящее время.
Благодаря этим преимуществам солнечной энергии по сравнению с энергией, полученной из ископаемого топлива или невозобновляемых источников, солнечные электростанции представляют собой ключевой инструмент для разработки новой долгосрочной устойчивой модели производства, которая полностью экологична.
В зависимости от операционной системы существует два основных типа солнечных электростанций: солнечные тепловые электростанции и солнечные фотоэлектрические установки.
Типы солнечных электростанций и принципы их работы
Хотя солнечные тепловые и фотогальванические электростанции используют солнечную энергию для производства электроэнергии, процесс ее выработки в каждом случае отличается.
Ниже мы подробно объясним, как работают эти два типа объектов.
Солнечная тепловая установка — это установка, предназначенная для преобразования солнечной энергии в электричество посредством обычного термодинамического цикла. Однако, в отличие от тепловых электростанций, работающих на ископаемом топливе, солнечные тепловые электростанции используют полностью экологически чистый источник энергии, такой как солнечный свет. Технология, используемая для производства электроэнергии, немного отличается в зависимости от тип солнечной тепловой установки , о которой мы говорим, но ее операционная система аналогична.
Солнечная тепловая электростанция концентрирует солнечное излучение для нагрева жидкости с теплопроводными свойствами и повышения ее температуры до тех пор, пока она не превратится в пар. Затем он подается на турбину. Здесь тепловая энергия преобразуется в механическую энергию , которая передается на генератор переменного тока, где происходит ее окончательное преобразование в электричество.
После завершения термодинамического цикла пар возвращается в конденсатор, где он восстанавливает свое жидкое состояние, и процесс повторяется снова.
С точки зрения эффективности важно учитывать, что производительность солнечной тепловой установки зависит от количества солнечных часов и погодных условий. Поэтому эти электростанции также имеют накопительный бак, который позволяет сохранять полученную энергию, чтобы использовать ее при необходимости.
Существует два основных типа солнечных тепловых электростанций:
Центральная башенная солнечная тепловая электростанция
Эти объекты имеют башню из больших зеркал, называемых гелиостатами, способных изменять направление для захвата максимального солнечного излучения и концентрации его в определенной точке. Тепло передается теплопроводной жидкости, которая при повышении температуры превращается в пар и запускает термодинамический цикл.
Коллекторная солнечная тепловая электростанция
Солнечная тепловая электростанция этого типа улавливает солнечные лучи через концентрирующие или высокотемпературные коллекторы.
Коллекторы представляют собой вогнутые зеркала, установленные на конструкции, которая позволяет изменять их положение для увеличения интенсивности солнечного излучения, достигая температуры выше 250°C.
Работа солнечной фотоэлектрической установки основана на фотонах и световой энергии солнечных лучей. Типы солнечных панелей, используемых в этих типах объектов, также различны. В то время как солнечные тепловые установки используют коллекторы, фотоэлектрические электростанции используют панели, состоящие из фотоэлектрических солнечных элементов , изготовленных из кремния (монокристаллические или поликристаллические солнечные панели) или других материалов с фотоэлектрическими свойствами (аморфные солнечные панели).
Как работают эти солнечные батареи?
Благодаря материалам, из которых они сделаны, когда солнечные лучи попадают на них прямо, электроны, содержащиеся во внешних слоях фотогальванических элементов, поглощают излучение и генерируют электричество постоянного тока .
Чтобы построить солнечную фотоэлектрическую установку, эти солнечные элементы соединяются последовательно, чтобы интегрироваться в единый модуль, образуя фотоэлектрические панели.
Солнечные батареи, в свою очередь, соединены параллельно, образуя цепочки, соединенные с инвертором тока, где постоянный ток, поступающий от фотоэлектрических элементов, преобразуется в переменную энергию. Затем электроэнергия направляется в трансформатор, в котором ее напряжение и мощность регулируются таким образом, чтобы ее можно было транспортировать по линиям электросети к центрам потребления.
Для оптимизации своей работы фотоэлектрическая электростанция также имеет метеобашню, которая анализирует условия окружающей среды для определения интенсивности солнечного излучения и его краткосрочной эволюции, а также сообщает точное время заката. Таким образом, можно прогнозировать периоды нехватки света и запасать энергию, необходимую для обеспечения электроснабжения.
В дополнение к обычным солнечным электростанциям фотоэлектрические системы, установленные на крышах зданий, известных как солнечные сообщества, которые вырабатывают электроэнергию для собственного потребления и снижают затраты на энергию, или солнечные фермы, являются двумя прекрасными примерами солнечных фотоэлектрических электростанций.
У Repsol есть несколько фотоэлектрических проектов:
- Наш фотоэлектрический комплекс под названием Kappa в городе Мансанарес в Сьюдад-Реаль, который обеспечивает электроэнергией 71 000 домов.
- Valdesolar, расположенная в Бадахосе, наша крупнейшая фотоэлектрическая электростанция в Испании, способная обеспечить электроэнергией 140 000 домов.
- Sigma, Кадис, производственная мощность 204 МВт.
- Jicarilla 2, наша первая фотогальваническая установка в США, в штате Нью-Мексико, мощностью 65,2 МВт.
Вас также может заинтересовать
Солнечная энергия
Возобновляемая энергия солнца для наших домов
Жить в квартире? Эта новая солнечная технология может сократить ваши счета вдвое
Жилой дом в Уэльсе был оснащен «первой в мире» солнечной системой, которая соединяет все квартиры с одними и теми же панелями на крыше.
Жители Odet Court в Кардиффе могут сэкономить 50 % своих счетов за электроэнергию благодаря новой технологии, которая может удовлетворить до 75 % потребности в электроэнергии каждой квартиры.
Австралийский производитель Allume Energy утверждает, что его модель SolShare — единственная технология, которая позволяет использовать солнечную энергию из одной системы на крыше для нескольких домов в одном здании.
«В то время, когда расходы растут, повышение энергоэффективности домов не только поможет нам справиться с чрезвычайной климатической ситуацией, но и поможет семьям преодолеть кризис стоимости жизни», — говорит министр Уэльса по вопросам изменения климата Джули Джеймс.
Правительство Уэльса профинансировало новаторский проект с домовладельцем социального жилья Wales & West Housing в рамках общенациональной программы модернизации.
Джеймс описал его как «захватывающий первый в своем роде проект для Уэльса и именно тот тип мышления, который мы должны видеть в жилищном секторе», поскольку страна нацелена на Net Zero к 2050 году.
Жилые дома по всей Европе могут скоро выиграют от эко-инновации. Allume Energy отмечает , что 300 миллионов европейцев живут в малоэтажных и средних многоквартирных домах с площадью крыши для солнечных .
Народный аппетит на солнечные панели всплеск; Согласно последним данным агентства по стандартизации MCS, они установлены примерно в 1,2 миллиона домов в Великобритании.
Но необходимо больше, чтобы ускорить развертывание солнечной энергии и сделать зеленый источник энергии доступным для всех.
Генеральный директор Allume Energy по Европе Джек Тейлор надеется, что валлийский проект «послужит образцом для правительств и поставщиков социального жилья в Великобритании для [обновления] многоквартирных домов».
Одет Корт имеет 24 квартиры, поэтому без возможности их соединения застройщикам пришлось бы устанавливать 24 отдельных комплекта панелей, инверторов и аккумуляторы .
Помимо экономии денег на оборудовании, компания заявляет, что SolShare увеличила использование солнечной энергии более чем на 25 процентов. Новая система подходит как для проектов модернизации, так и для новых построек, поскольку не требует внесения изменений в существующую инфраструктуру снабжения и учета.
Как солнечная технология приносит пользу жителям?
Система на крыше может удовлетворить от 55 до 75 процентов потребности в электроэнергии каждой квартиры.
Основываясь на среднем потреблении от 18 000 кВтч до 2400 кВтч на квартиру с одной спальней, Allume Energy подсчитала, что это означает экономию на счетах за электроэнергию примерно на 50 процентов. Учитывая текущее среднее значение 9Стоимость электроэнергии 0115 в Великобритании составляет 34 пенса/кВтч, что означает экономию на каждой квартире от 390 до 530 фунтов стерлингов (от 438 до 595 евро) в год.
Это значительная часть кризиса стоимости жизни. Но есть еще одно структурное преимущество общей солнечной системы.
«Система SolShare кажется гораздо более справедливым решением, поскольку энергия, вырабатываемая зданием, может быть разделена поровну, чтобы помочь нашим жильцам снизить расходы на электроэнергию, а не возвращать ее в сеть», — говорит Джоанна Давуаль, исполнительный директор (активы) Wales & West Housing.
