Шаг в будущее, или солнечные электростанции: виды, отличия, достоинства, цена

Для своих нужд человечеству требуется все больше энергии, но, сталкиваясь с проблемами централизованных сетей, снабжающих ею дома, становится понятным, почему необходим поиск альтернативных источников энергии, среди которых главными является солнечная электростанция.

Описание

Производство энергии тепловыми электростанциями сопряжено с использованием дорогого топлива. К тому же, работа подобных электростанций солнечных негативно отражается на экологической ситуации всей планеты.

Меньше загрязняет окружающее пространство гидроэлектростанция. Однако, для ее строительства необходимы значительные затраты финансовые, трудовые и временные.

Все больше внимание поэтому приковано к солнечной энергии.

Топливо же для рассматриваемых электростанций бесплатное. Электростанции солнечные, с экологической точки зрения, также являются идеальны.

Возрастающий интерес к данной энергии объясняется ее экономичностью и неиссякаемостью. Солнечные электростанции применяют в частном секторе и на объектах промышленных, чтобы не допустить перебоев с поставкой электроэнергии.

Решение по установке их принимается часто связано с серьезной изношенностью практически всех подстанций. От случаев отключения электричества солнечная электростанция для дома надежно защитит жилище.

Устройство

Комплект для электростанции включает:

• солнечных модуль батарей;
• инвертор и контроллер;
• аккумулятор энергии.

Первый образован полупроводниковыми ячейками, генерирующими под воздействием солнца электроэнергию, накапливается которая аккумулятором, питающим потребителей и инвертор. Накопленная батареей энергия постоянного тока, последний преобразовывает в ток переменный. Его частота составляет 50 Герц. Именно такой ток необходим бытовым приборам.

Контроллера выполняет функцию управления зарядкой и разрядкой аккумуляторной батареи. Он включает ее в случае необходимости для подзарядки или, чтобы избежать разрядки ее током утечки, отключает.

Принцип действия

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

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

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

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

Максимальный сбор солнечной энергии обеспечивает конструкция с вогнутой отражающей поверхностью.

Многие солнечные конструкции оснащаются аккумуляторами, чтобы работа была бесперебойной

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

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

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

Установка фотоэлементов

Устанавливаются они по специальной методике:

• для увеличения производительности выставляется под углом 90 градусов к падающим лучам поверхность блоков;
• допустимая погрешность (учитывая, что Светило движется) от перпендикулярного положения не может превышать 15 градусов;
• при всесезонном пользовании электростанцией, необходимо угол выставить относительно широты в столько же градусов, но со знаком «+», т.е. +15 градусов;
• если предполагается пользоваться станцией только в жаркое время, отталкиваются от значения угла в – 15 градусов.

Только, установив солнечную батарею под углом в 90 градусов к падающим лучам, можно рассчитывать на максимальную эффективность. Увеличить отдачу до полутора раз возможно, если батарею солнечную закрепить на поворотном устройстве, способном двигаться вслед за перемещением Солнца. Способ рассчитан на небольшие конструкции.

Типы СЭС

Их делят по принципу функционирования на два подвида:

1. использующие солнечную энергию для подогрева воды и пара, заставляющего вращаться турбины;
2. функционирующие благодаря применению фотоэлементов (прямое преобразование энергии солнца в электрическую).

Конструктивно электростанции бывают:

• башенными;
• тарельчатыми;
• имеющими параболический концентратор.

Общее у них то, что для аккумулирования тепла используют труба или емкость с водой.

Все они используются в промышленности, поскольку окупаются при значительных мощностях. До, и для их установки требуется значительная площадь. Высота башенных, например, зачастую достигает 250 м, а необходимая площадь – 200 га. Понятно, что для использования быту они неприемлемы.

Станции, использующие способность генерировать ЭДС в полупроводниковых переходах, облучаемых солнечным потоком, преобразуют его в энергию электрическую с КПД лежащем в пределах от 10 до 40%. Это высокий показатель подобных станций, даже с учетом суточного неравномерного освещения. Но, и площади для их монтажа тоже большие нужны.

Башенного типа

У таких установок имеется резервуар на вершине, предназначенный для заполнения водой. Ее окрашивают в черный цвет, который обладает максимальной теплопроводностью. Притягивая лучи, вода нагревается и начинает испаряться, образуя конденсат.

Он попадает в парогенератор и идет на обогрев. КПД таких устройств недостаточно большой, поскольку температура нагрева жидкости в жаркие дни может достигать 700 градусов, что для этого. Коэффициент превышает величину характерную для подобного типа устройств. Применяют этот альтернативный источник в промышленности.

Тарельчатые модульные установки

Принцип их действия схож с предыдущей конструкцией, но составляет их не сплошной материал, а зеркальные модули, а также приемник с жидкостью и отражатель. Сложность их монтажа в том, что проводить его приходится на высоте.

Работает это так:

Попавшие на один из имеющихся приемников солнечные лучи перенаправляются на отражатель. Последний, их отражает, и концентрированные лучи формирует в энергию. Очень распространены такие электростанции в Нидерландах и Америке, точнее в Калифорнии – самом солнечном регионе США.

Использующие фотобатареи

В их состав входят: разной мощности и размеров фотоэлементы (а также иных показателей). Подобные солнечные электростанции легко собрать самостоятельно. Они эффективны для снабжения энергией небольших промышленных объектов, дач и загородных домов.

Для каждого конкретного случая важно грамотно подобрать параметры и определиться, какая нужна электростанция – стационарная или переносная. Единственный модуль электростанции подключается к аккумулятору.

Применяющие конденсаторы

Отличаются эти солнечные электростанции наличием инвертора. Используется подобное оборудование в регионах с ограниченным числом ярких и солнечных дней в году. Для увеличения концентрации лучей изменяют угол приемника.

Космические электростанции

Их еще называют аэростатными. Инновационные конструкции стали возможны благодаря уровню развития, который достигла современная наука. В них ходят помимо комплектов модулей, приемники с отражателями, расположены которые за пределами земной орбиты – на станциях орбитальных.

Преимущество электростанций в том, что они способны принимать намного больше солнечных лучей, чем электростанции наземные. К недостаткам относится высокая стоимость.

Комбинированные

Образованы они могут быть электростанциями:

• ветровыми;
• водяными;
• и, конечно, солнечными.

Самое сложное в их установке заключается в способности грамотно разработать проект, который позволит максимально эффективно использовать каждый тип, вошедших в состав электростанций.

Преимущества

Преимущества электростанций, использующих энергию солнца:

• Доступность энергии;
• Неограниченность, или неисчерпаемость;
• Не нанесение экологии вреда;
• Продолжительный (до 25 лет) срок функционирования;
• Независимость от централизованных поставок энергии;
• Не нуждается в регулярном обслуживании;
• Бесшумная работа;
• Дешевизна.

Минусы

• Не высокий КПД. Но, в сравнении с иными альтернативными электростанциями, она считается наиболее эффективной и самой надежной. Да, и КПД можно увеличить, установив вместо одной, несколько панелей. Сохраняемой одним аккумулятором энергии вряд хватит даже для работы компьютера;
• Зависимость времени суток и сюрпризов погоды. Холодной зимой эффективность снижается в 3-10 раз. Емкостная база зависит напрямую от частоты попадания солнечных лучей, т.е. от солнечных дней. В непогоду, понятно, энергии недостаточно для покрытия потребностей пользователей;
• Необходимость в дополнительном оборудовании, включая аккумулятор энергии;
• Высокая первичная цена на закупку и установку оборудования;
• Очистка оптических систем и солнечных элементов.

Обзор цен

Купить солнечную электростанцию можно в Российской Федерации, Казахстане и Белоруссии, а также в других странах СНГ. Но, необходимые ресурсы для установки электростанции есть не везде. Значит и целесообразность в ее установке ставится под сомнение.

Стоимость может варьировать в разных регионах, но в среднем не превышает 950 тысяч рублей.

Покупать такие станции рекомендуется у брендовых компания:

• Gerber,
• Activ Solar и пр.

Можно изготовить их и самостоятельно или воспользовавшись помощью опытных инженеров, что, согласно данным статистики, происходит достаточно часто. Это позволяет существенно сэкономить.

Критерии выбора

Чтобы правильно подобрать электростанцию, важно знать такую характеристику, как мощность планируемых к постоянному использованию приборов, работающих в непрерывном режиме. Поэтому желательно те, которые не относятся к жизненно необходимым. Сауны, сварочное оборудование, не стоит включать в общий список.

Нельзя обойтись без обеспечения водой, сигнализации и освещения жилья, системы отопления и бытовых приборов для кухни.

Просуммировав мощность всех приборов, к ней добавляют запас, обеспечивающий эффективное функционирование бытовой техники – холодильника, телевизора, микроволновки, пылесоса, глубинного насоса и др.

Полученное значение служит определяющим при выборе СЭС.

Выпускаются такие источники дополнительной энергии, многими производителями, в том числе, российской компанией «Солнечная энергия». Мощность солнечных электростанции в России лежит в диапазоне от сотен ватт до десятков киловатт. Понятно, что и цена на них сильно разнится. Она составляет 3500-500000 рублей.

Видео: Как это работает ? Солнечная электростанция