Солнечная электростанция — это комплекс современных высокотехнологичных устройств, ее основная цель — улавливать солнечный свет и преобразовывать его в электричество. В «минимальной комплектации» электростанция состоит из солнечных панелей и инвертора, который преобразует постоянный ток, вырабатываемый солнечной панелью, в переменный, подходящий для питания электроприборов.
Сетевая солнечная электростанция — это система, предназначенная для преобразования солнечной энергии в электрическую, которая затем подается в имеющуюся электрическую сеть. Основным элементом этой системы являются солнечные панели, которые улавливают солнечные лучи и преобразуют их в постоянный ток. Электричество от солнечных панелей передается на инвертор — устройство, которое преобразует постоянный ток в переменный, стандартный для электросетей, что позволяет использовать полученную энергию для питания различных электроприёмников.
Сетевая солнечная электростанция подключена к «городской» электрической сети, что дает возможность не только использовать выработанную электроэнергию, но и продавать избыточную энергию обратно в сеть. Это означает, что в солнечные дни, когда выработка электроэнергии превышает потребление, владельцы могут получать компенсацию за избыточную электроэнергию, которая подается в сеть. Специальный прибор учёта электроэнергии отслеживает, сколько энергии вырабатывается и сколько потребляется, что позволяет владельцам контролировать свои расходы на электроэнергию.
К примеру, если потребление объекта составляет 15 кВт⋅ч, а генерация СЭС 10 кВт⋅ч, то из «городской» электросети потребление составит всего 5 кВт⋅ч. Если потребление составляет 2 кВт⋅ч, то в инверторе есть возможность настройки ограничения мощности генерации, или же образовавшийся «излишек» 8 кВт⋅ч можно продавать в «городскую» электросеть.
Для продажи электроэнергии в сеть необходимо в сетевой организации получить технические условия на технологическое присоединение объекта микрогенерации и заключить договор электроснабжения (или дополнение к существующему) с гарантирующим поставщиком электроэнергии. Подробнее об этом мы расказали на странице Микрогенерация, «зелёный тариф».
Как работает автономная солнечная электростанция (СЭС):
Вся система состоит из четырех ключевых компонентов. У каждого своя строгая инженерная задача:
- Солнечные панели (фотоэлектрические модули). Это генераторы постоянного тока. Кремниевые пластины внутри панелей улавливают кванты света (фотоны) и за счет фотоэффекта преобразуют их в направленное движение электронов. Панели работают всегда, когда есть свет, — даже в пасмурную погоду, просто с гораздо меньшей эффективностью.
- Контроллер заряда. Это главный диспетчер. Напряжение с панелей постоянно скачет в зависимости от яркости солнца. Контроллер стабилизирует этот ток и направляет его на зарядку аккумуляторов. Его важнейшая функция — не допустить перезаряда или глубокого разряда батарей, что мгновенно вывело бы их из строя.
- Аккумуляторная батарея (АКБ). Буфер и хранилище энергии. Солнце светит днем, а пик потребления на даче часто приходится на вечер и ночь. Аккумуляторы запасают дневную энергию, чтобы отдавать её, когда на дворе темно.
- Инвертор. Преобразователь и «переводчик». Солнечные панели и аккумуляторы выдают низковольтный постоянный ток (DC). Но ваш холодильник, телевизор и насос рассчитаны на переменный ток (AC) с напряжением 220 В и синусоидальной формой частотой 50 Гц. Инвертор берет постоянный ток и трансформирует его в привычный стандарт домашней розетки.
Почему это идеальный выбор для загородного дома и дачи?
Главный плюс — свобода. Вы устраиваете собственную генерацию. Система работает бесшумно, в отличие от прожорливых и пахнущих бензином генераторов.
Обратная сторона — необходимость расчета. Солнечная станция выдает ровно столько, сколько могут сгенерировать панели и вместить её аккумуляторный блок. Нельзя просто так взять и подключить к бюджетной СЭС сварочный аппарат или мощный обогреватель — инвертор уйдет в защиту по перегрузке, либо аккумуляторы сядут за полчаса. Автономность требует точного баланса между вашим потреблением и мощностью оборудования.
Автономная СЭС — это долгосрочная инвестиция в комфорт. Она превращает ваш дом в независимый объект, который берет энергию напрямую у природы и подчиняется только вашим правилам.
Как рассчитать электростанцию?
На нашем сайте размещены пара калькуляторов.
Один из них, калькулятор солнечной энергии, предназначен для точного, профессионального расчёта выработки электроэнергии солнечными панелями. Вся его математика рассчитывается на серверах национального института возобновляемой энергии США (NREL) и основывается на долговременных наблюдениях за инсоляцией буквально каждого квадратного километра земной поверхности. К сожалению, в современной геополитической ситуации доступ к нему сильно затруднён, но для желающих и умеющих всё же возможен…
Второй, калькулятор расчёта мощности автономной солнечной электростанции, написан нами, доступен для всех обладающих минимальными навыками работы с компьютерной и бытовой техникой. Вычислительные мощности локальные, математическая модель на нашем сервере. Подробно логику и математику расчёта мы описали в статье нашего блога.