Солнечные электростанции фото: Солнечная электростанция — 100 фото современных проектов и их реализации

Солнечная электростанция — 100 фото современных проектов и их реализации

Учитывая, что даже самые продвинутые на сегодняшний день ТЭС и АЭС нещадно вредят окружающей среде, неудивительно, что закономерным итогом в погоне за дешевой электроэнергией, стал здоровый интерес к возобновляющимся источникам. Это энергия воды, ветра, термальных источников, приливных волн. Но, пожалуй, есть смысл обсудить именно ту энергию, которую в отличие от других, можно найти практически везде. Это солнечная энергия.

Краткое содержимое статьи:

Особенности функционирования

Принцип работы солнечных электростанций относительно прост. В случае с классическими солнечными панелями, свет падает на поверхность полупроводника и освобождает в его атомной решетке электроны, которые идут дальше в виде электричества.

Солнечными электрическими станциями на сегодняшний день уже вряд ли кого-то удивишь. Излучение Солнца, по земным меркам, является практически вечным, поэтому лучшего возобновляемого источника электричества нам не найти. При этом электростанции данного вида тоже делятся на подтипы.

Башенные СЭС

Основываются на получении электричества путем концентрации солнечных лучей в определенной точке. Зеркала, расположенные по периметру центральной башни, собирают свет в пучок, который нагревает резервуар с водой на вершине конструкции.

Получающийся при этом пар, проходя через турбину, выдает электричество. Подобные конструкции очень схожи с обычными ТЭС, за тем исключением, что не загрязняют окружающую среду.

Фото такой солнечной электростанции приведено ниже.

СЭС на панелях

Представляют собой панели, изготовленные из полупроводниковых материалов, как правило, кремний и редкоземельные элементы, в которых энергия добывается при участии фотоэлектрического эффекта.

Такие станции, не собирают лучи солнца, чтобы передать на турбину, а превращают их непосредственно в электричество. Поэтому они наиболее распространены в частном секторе. Такие панели очень удобно устанавливать на любой относительно ровной поверхности, будь то крыша, стена или склон холма.

Тарельчатые СЭС

Также существуют такие виды электростанций, как СЭС тарельчатого типа. Они хоть и похожи на электростанции башенного типа, предполагают наличие отражающей тарелки, которая концентрирует всю энергию на генераторе, расположенным прямо перед ней.

Аэростатные станции

Поднимаясь на определенную высоту и концентрируя солнечную энергию с помощью специального отражающего купола, передают ее в термопреобразователь, а затем вниз в форме электричества. Такой способ относительно дешевый, но малоэффективен.

Характеристики солнечных электростанций нельзя назвать идеальными. Как правило, КПД таких устройств редко поднимается выше 40%. А чаще всего это 20%. При всем этом, автономная солнечная электростанция у вас дома, может выдать от 250 Вт/часов в день, до 1500 кВт/часов в месяц.

Преимущества солнечных электростанций состоят в том, что солнечные панели долговечны. По разным подсчетам срок их службы составляет от 10 до 50 лет. Свет они улавливают даже в пасмурные дни.

Произведенное электричество заряжает специальные аккумуляторы, которые отдадут вам его обратно в темное время суток, когда батареи бездействуют. Не требуется дополнительного обслуживания и закупок топлива как в случае с бензиновым генератором.

Также очевидным плюсом является то, что вам не придется за эту электроэнергию платить. Теперь нет необходимости зависеть от стандартных поставок электроэнергии. В случае сбоев с электричеством, у вас всегда будет надежная альтернатива.

Частное использование

На данный момент большое распространение для частного использования, получили решения в виде готовых комплектов солнечных электростанций. Покупателю таких комплектов, не придется тратить большие силы на установку и настройку оборудования.

Отдельные части системы полностью совместимы друг с другом и требуют простой установки на крышу или стену жилого дома. Главное, чтобы данная зона хорошо освещалась в течение всего дня.

Солнечная электростанция для дома станет лучшим решением, в том случае, если вы живете в области, где есть проблемы с поставками или обрывами электричества.

Особенно остро стоит вопрос в тех случаях, если местом проживания являются области со слишком холодным или слишком жарким климатом. В таком случае необходимо позаботиться об автономном источнике питания.

Выбор СЭС

Если вы интересуетесь вопросом, как выбрать солнечную электростанцию, то рекомендуется использовать уже готовые комплекты, которые можно купить в одном из многочисленных специализированных магазинов.

Чтобы правильно выбрать готовую станцию, нужно будет учесть несколько факторов:

• Материал, из которого изготовлены панели. Обычно, кремниевые панели намного долговечнее и надежнее остальных.
• Обязательно нужно посчитать объем вашего энергопотребления, чтобы купить необходимые мощности. При этом не забудьте учесть плотность освещенности в вашем регионе.
• Правильно выберите аккумулятор. Его напряжение должно сочетаться с напряжением инвертора.
• Инвертор должен быть защищен от перегрузок.
• Набор должен быть рассчитан на подключение дополнительных мощностей.

В настоящее время существует большой выбор не слишком дорогих комплектов, которые помогут вам раз и навсегда решить личный энергетический кризис.

Фото солнечных электростанций

Крупнейшие солнечные электростанции в мире

Получение электричества с помощью гелиоустановок — самое быстрорастущее направление «зеленой» энергетики. На сегодняшний день большую часть солнечной энергии в мире генерируют Китай, Индия и США, за которыми уверенно следуют ближневосточные страны.

Гелиоиндустрия процветает, особенно в пустынных районах Азии и Ближнего Востока, где быстрыми темпами расширяются и строятся заново огромные «солнечные фермы». Издание Digital Trends собрало информацию о крупнейших солнечных электростанциях (СЭС), работающих сегодня в мире.

Солнечный парк Тэнгэр (Tengger Desert Solar Park), крупнейшая СЭС в мире.

Местонахождение: Китай.

Площадь объекта: 43 кв. км.

Мощность генерации — 1547 МВт.

Солнечный парк Тэнгэр, также известный под названием «Великая солнечная стена», расположен в городской округе Чжунвэй, Нинся-Хуэйского автономного района КНР. СЭС находится на территории пустыни Тэнгэр, занимая около 3,25% ее площади.

По своим размерам солнечный парк Тэнгэр больше, чем десять Центральных парков Нью-Йорка, а максимальная мощность СЭС составляет около 1,5 гигаватт, что сопоставимо с показателями большинства атомных электростанций. Учитывая, что места для дальнейшего расширения хватает, солнечный парк Тэнгэр, скорее всего, останется крупнейшей СЭС в мире и в ближайшем будущем.

Солнечный парк Бхадла (Bhadla Solar Park), крупнейшая СЭС Индии.

Местонахождение: штат Раджастхан, Индия.

Площадь объекта: 40 кв. км.

Мощность генерации — 1365 МВт.

Солнечный парк Бхадла расположен в округе Джодхпур в индийском штате Раджастхан на северо-западе страны. На сегодняшний мощность СЭС составляет около 1365 МВт, но объект продолжает расширяться, и к декабрю 2019 года его планируется вывести на проектную мощность в 2 255 МВт. Таким образом, солнечный парк Бхадла имеет шансы завоевать титул крупнейшей СЭС в мире. С его помощью Индия планирует добиться амбициозной цели — получать от гелиоустановок 17% производимой в стране электроэнергии.

Солнечная электростанция Лунъянся (Longyangxia Dam Solar Park).

Местонахождение: Тибетское нагорье, Китай.

Площадь объекта: около 30 кв. км.

Мощность генерации — 850 МВт.

Солнечная электростанция Лунъянся расположена в китайской провинции Цинхай, на западной стороне одноименной гидроэлектростанции мощностью 1280 МВт и образует с ней единый энергетический комплекс. СЭС и ГЭС дополняют друг друга: гелиоустановки помогают экономить водные ресурсы гидроэлектростанции, а та, в свою очередь, компенсирует перепады при выработке энергии солнечными панелями.

Солнечная электростанция Villanueva, крупнейшая СЭС в Северной и Южной Америке.

Местонахождение: штат Коауила, Мексика.

Площадь объекта: около 24 кв. км.

Мощность генерации — 828 МВт.

Компания Enel Green Power, управляющая СЭС Villanueva, сначала ввела в эксплуатацию солнечный парк Villanueva 1 на 427 МВт, а в начале 2018 года к нему добавился парк Villanueva 3 мощностью 327 МВт. Общий объем инвестиций в СЭС Villanueva оценивается компанией в 710 млн долларов. По данным Enel, на объекте насчитывается около 2,5 млн солнечных панелей, способных вырабатывать более 2 000 ГВтч электроэнергии в год. Villanueva — крупнейшая действующая солнечная электростанция Мексики, с помощью которой страна планирует к 2024 году довести долю ВИЭ в общих объемах генерации электроэнергии до 35%.

Солнечная электростанция Камути (Kamuthi Solar Power Station).

Местонахождение: штат Тамил-Наду на юге Индии.

Площадь объекта: около 10 кв. км.

Мощность генерации — 648 МВт.

На конец октября 2018 года комплекс Камути считается шестой по величине солнечной электростанцией в мире, хотя ранее, к моменту ввода в эксплуатацию в сентябре 2016-го эта СЭС претендовала на первое место. Общая сумма инвестиций в проект — 47 млрд индийский рупий, что по текущему курсу составляет почти 640 млн долларов США.

На объекте насчитывается 2,5 млн солнечных панелей, электричества от которых хватит на 750 тыс. человек. Панели ежедневно очищаются роботами, которые сами тоже заряжаются от солнечной энергии.

Солнечная электростанция Solar Star (в переводе — солнечная звезда). Крупнейшая СЭС в США.

Местонахождение: штат Калифорния, США.

Площадь объекта: около 13 кв. км.

Мощность генерации — 580 МВт.

Строительство СЭС началось в 2013 году, а завершилось в 2015-м. На объект насчитывается 1,7 млн солнечных панелей, которые в состоянии обеспечить электричеством примерно 255 тысяч домохозяйств. С помощью этого и других проектов власти Калифорнии планируют к 2045 году полностью перевести штат на альтернативную энергетику.

Солнечная электростанция имени Мохаммеда бин Рашида Аль Мактума (Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park), крупнейшая строящаяся СЭС в мире.

Местонахождение: Объединенные Арабские Эмираты, около 50 км к югу от Дубаи.

Запланированная площадь объекта: 77 кв. км.

Запланированная мощность генерации — 5 ГВт к 2030 году.

Хотя нынешняя мощность СЭС в 213 МВт выглядит бледно в сравнении с другими солнечными электростанциями, это крупнейший проект в сфере солнечной энергетики, реализуемый сегодня в мире. К 2020 году мощность генерации должна достигнуть 1000 МВт, а еще через два десятилетия планируется довести показатель до 5000 МВт.

Солнечный парк в ОАЭ станет не только самым большим по площади и мощности. На его территории будет находится самая высокая солнечная электростанция башенного типа. Высотой в 260 м, она будет построена на четвертом этапе реализации проекта и добавит к мощности СЭС дополнительные 700 МВт.

Солнечная электростанция на дом 200 м2 своими руками / Хабр

Частенько в сети проскакивают сообщения о борьбе за экологию, развитие альтернативных источников энергии. Иногда даже проводят репортажи о том, как в заброшенной деревне сделали солнечную электростанцию, чтобы местные жители могли пользоваться благами цивилизации не 2-3 часа в сутки, пока работает генератор, а постоянно. Но это всё как-то далеко от нашей жизни, поэтому я решил на своем примере показать и рассказать, как устроена и как работает солнечная электростанция для частного дома. Расскажу обо всех этапах: от идеи до включения всех приборов, а также поделюсь опытом эксплуатации. Статья получится немаленькая, поэтому кто не любит много букв могут посмотреть ролик. Там я постарался рассказать то же самое, но будет видно, как я все это сам собираю.

Исходные данные: частный дом площадью около 200 м2 подключен к электросетям. Трехфазный ввод, суммарной мощностью 15 кВт. В доме стандартный набор электроприборов: холодильник, телевизоры, компьютеры, стиральные и посудомоечные машинки и так далее. Стабильностью электросеть не отличается: зафиксированный мною рекорд — отключение 6 дней подряд на период от 2 до 8 часов.

Что хочется получить: забыть о перебоях электроэнергии и пользоваться электричеством, невзирая ни на что.

Какие могут быть бонусы: Максимально использовать энергию солнца, чтобы дом приоритетно питался солнечной энергией, а недостаток добирал из сети. Как бонус, после принятия закона о продаже частными лицами электроэнергии в сеть, начать компенсировать часть своих затрат, продавая излишки выработки в общую электросеть.

С чего начать?

Всегда есть минимум два пути для решения любой задачи: учиться самому или поручить решение задачи кому-то другому. Первый вариант предполагает изучение теоретических материалов, чтение форумов, общение с владельцами солнечных электростанций, борьбу с внутренне жабой и, наконец, покупку оборудования, а после — установку. Второй вариант: позвонить в специализированную фирму, где зададут много вопросов, подберут и продадут нужное оборудование, а могут и установить за отдельные деньги. Я решил совместить эти два способа. Отчасти потому что мне это интересно, а отчасти для того, чтобы не напороться на продавцов, которым надо просто заработать, продав не совсем то, что мне нужно. Теперь пришло время теории, чтобы понять, как я делал выбор.

На фото пример «освоения» денег на строительство солнечной электростанции. Обратите внимание, солнечные панели установлены ЗА деревом – таким образом, свет на них не попадает, и они просто не работают.

Типы солнечных электростанций

Сразу отмечу, что говорить я буду не о промышленных решениях и не о сверхмощных системах, а об обычной потребительской солнечной электростанции для небольшого дома. Я не олигарх, чтобы разбрасываться деньгами, но я придерживаюсь принципа достаточной разумности. То есть я не хочу греть бассейн «солнечным» электричеством или заряжать электромобиль, которого у меня нет, но я хочу, чтобы в моем доме все приборы постоянно работали, без оглядки на электросети.

Теперь расскажу про типы солнечных электростанций для частного дома. По большому счету, их всего три, но бывают вариации. Расположу, по росту стоимости каждой системы.

Сетевая Солнечная Электростанция — этот тип электростанции сочетает в себе невысокую стоимость и максимальную простоту эксплуатации. Состоит всего из двух элементов: солнечных панелей и сетевого инвертора. Электричество от солнечных панелей напрямую преобразуется в 220В/380В в доме и потребляется домашними энергосистемами. Но есть существенный недостаток: для работы ССЭ необходима опорная сеть. В случае отключения внешней электросети, солнечные батареи превратятся в «тыкву» и перестанут выдавать электричество, так как для функционирования сетевого инвертора нужна опорная сеть, то есть само наличие электричества. Кроме того, со сложившейся инфраструктурой электросети, работа сетевого инвертора не очень выгодна. Пример: у вас солнечная электростанция на 3 кВт, а дом потребляет 1 кВт. Излишки будут «перетекать» в сеть, а обычные счетчики считают энергию «по модулю», то есть отданную в сеть энергию счетчик посчитает, как потребленную, и за нее еще придется заплатить. Тут логично подходит вопрос: куда девать лишнюю энергию и как этого избежать? Переходим ко второму типу солнечных электростанций.

Гибридная Солнечная Электростанция – этот тип электростанции сочетает в себе достоинства сетевой и автономной электростанции. Состоит из 4 элементов: солнечные панели, солнечный контроллер, аккумуляторы и гибридный инвертор. Основа всего – это гибридный инвертор, который способен в потребляемую от внешней сети энергии подмешивать энергию, выработанную солнечными панелями. Более того, хорошие инверторы имеют возможность настройки приоритезации потребляемой энергии. В идеале, дом должен потреблять сначала энергию от солнечных панелей и только при ее недостатке, добирать из внешней сети. В случае исчезновения внешней сети инвертор переходит в автономную работу и пользуется энергией от солнечных панелей и энергией, запасенной в аккумуляторах. Таким образом, даже если электроэнергию отключат на продолжительное время и будет пасмурный день (или электричество отключат ночью), в доме всё будет функционировать. Но что делать, если электричества нет вообще, а жить как-то надо? Тут я перехожу к третьему типу электростанции.

Автономная Солнечная Электростанция – этот тип электростанции позволяет жить полностью независимо от внешних электросетей. Она может включать в себя больше 4 стандартных элементов: солнечные панели, солнечный контроллер, АКБ, инвертор.

Дополнительно к этому, а иногда вместо солнечных панелей, может быть установлена ГидроЭлектроСтанция малой мощности, ветряная электростанция, генератор (дизельный, газовый или бензиновый). Как правило, на таких объектах присутствует генератор, поскольку может не быть солнца и ветра, а запас энергии в аккумуляторах не бесконечен – в этом случае генератор запускается и обеспечивает энергией весь объект, попутно заряжая АКБ. Такая электростанция легко трансформируется в гибридную, при подключении внешней электросети, если инвертор обладает этими функциями. Основное отличие автономного инвертора от гибридного – это то, что он не умеет подмешивать энергию от солнечных панелей к энергии из внешней сети. При этом гибридный инвертор, наоборот, умеет работать в качестве автономного, если внешняя сеть будет отключена. Как правило, гибридные инверторы соразмерны по цене с полностью автономными, а если и отличаются, то несущественно.

Что такое солнечный контроллер?

Во всех типах солнечных электростанций присутствует солнечный контроллер. Даже в сетевой солнечной электростанции он есть, просто входит в состав сетевого инвертора. Да и многие гибридные инверторы выпускаются с солнечными контроллерами на борту. Что же это такое и для чего он нужен? Буду говорить о гибридной и автономной солнечной электростанции, поскольку это как раз мой случай, а с устройством сетевого инвертора могу ознакомить детальнее в комментариях, если будут запросы в комментариях.

Солнечный контроллер – это устройство, которое полученную от солнечных панелей энергию преобразует в перевариваемую инвертором энергию. Например, солнечные панели изготавливаются с напряжением кратно 12В. И АКБ изготавливаются кратно 12В, так уж повелось. Простые системы на 1-2 кВт мощности работают от 12В. Производительные системы на 2-3 кВт уже функционируют от 24В, а мощные системы на 4-5 кВт и более работают на 48В. Сейчас я буду рассматривать только «домашние» системы, потому что знаю, что есть инверторы, работающие на напряжениях в несколько сотен вольт, но для дома это уже опасно.

Итак, допустим у нас есть система на 48В и солнечные панели на 36В (панель собрана кратно 3х12В). Как получить искомые 48В для работы инвертора? Конечно, к инвертору подключаются АКБ на 48В, а к этим аккумуляторам подключается солнечный контроллер с одной стороны и солнечные панели с другой. Солнечные панели собираются на заведомо большее напряжение, чтобы суметь зарядить АКБ. Солнечный контроллер, получая заведомо большее напряжение с солнечных панелей, трансформирует это напряжение до нужной величины и передает в АКБ. Это упрощенно. Есть контроллеры, которые могут со 150-200 В от солнечных панелей понижать до 12 В аккумуляторов, но тут протекают очень большие токи и контроллер работает с худшим КПД. Идеальный случай, когда напряжение с солнечных панелей вдвое больше напряжения на АКБ.

Солнечных контроллеров существует два типа: PWM (ШИМ – Широтно-Импульсная Модуляция) и MPPT (Maximum Power Point Tracking – отслеживание точки максимальной мощности). Принципиальная разница между ними в том, что ШИМ-контроллер может работать только со сборками панелей, не превышающими напряжения АКБ. MPPT – контроллер может работать с заметным превышением напряжения относительно АКБ. Кроме того, MPPT-контроллеры обладают заметно бОльшим КПД, но и стоят дороже.

Как выбрать солнечные панели?

На первый взгляд, все солнечные панели одинаковы: ячейки солнечных элементов соединены между собой шинками, а на задней стороне есть два провода: плюс и минус. Но есть в этом деле масса нюансов. Солнечные панели бывают из разных элементов: аморфных, поликристаллических, монокристаллических. Я не буду агитировать за тот или иной тип элементов. Скажу просто, что сам предпочитаю монокристаллические солнечные панели. Но и это не всё. Каждая солнечная батарея – это четырехслойный пирог: стекло, прозрачная EVA-пленка, солнечный элемент, герметизирующая пленка. И вот тут каждый этап крайне важен. Стекло подходит не любое, а со специальной фактурой, которое снижает отражение света и преломляет падающий под углом свет таким образом, чтобы элементы были максимально освещены, ведь от количества света зависит количество выработанной энергии. От прозрачности EVA-пленки зависит, сколько энергии попадет на элемент и сколько энергии выработает панель. Если пленка окажется бракованной и со временем помутнеет, то и выработка заметно упадет.

Далее идут сами элементы, и они распределяются по типам, в зависимости от качества: Grade A, B, C, D и далее. Конечно, лучше иметь элементы качества А и хорошую пайку, ведь при плохом контакте, элемент будет греться и быстрее выйдет из строя. Ну и финишная пленка должна также быть качественной и обеспечивать хорошую герметизацию. В случае разгерметизации панелей, очень быстро на элементы попадет влага, начнется коррозия и панель также выйдет из строя.

Как правильно выбрать солнечную панель? Основной производитель для нашей страны – это Китай, хотя на рынке присутствуют и Российские производители. Есть масса OEM-заводов, которые наклеят любой заказанный шильдик и отправят панели заказчику. А есть заводы, которые обеспечивают полный цикл производства и способны проконтролировать качество продукции на всех этапах производства. Как узнать о таких заводах и брендах? Есть пара авторитетных лабораторий, которые проводят независимые испытания солнечных панелей и открыто публикуют результаты этих испытаний. Перед покупкой вы можете вбить название и модель солнечной панели и узнать, насколько солнечная панель соответствует заявленным характеристикам. Первая лаборатория – это Калифорнийская Энергетическая Комиссия, а вторая лаборатория Европейская – TUV. Если производителя панелей в этих списках нет, то стоит задуматься о качестве. Это не значит, что панель плохая. Просто бренд может быть OEM, а завод-производитель выпускает и другие панели. В любом случае, присутствие в списках этих лабораторий уже свидетельствует о том, что вы покупаете солнечные батареи не у производителя-однодневки.

Мой выбор солнечной электростанции

Перед покупкой стоит очертить круг задач, которые ставятся перед солнечной электростанцией, чтобы не заплатить за ненужное и не переплатить за неиспользуемое. Тут я перейду к практике, как и что делал я сам. Для начала, цель и исходные: в деревне периодически отключают электроэнергию на период от получаса до 8 часов. Возможны отключения как раз в месяц, так и подряд несколько дней. Задача: обеспечить дом электроснабжением в круглосуточном режиме с некоторым ограничением потребления на период отключения внешней сети. При этом, основные системы безопасности и жизнеобеспечения должны функционировать, то есть: должны работать насосная станция, система видеонаблюдения и сигнализации, роутер, сервер и вся сетевая инфраструктура, освещение и компьютеры, холодильник. Вторично: телевизоры, развлекательные системы, электроинструмент (газонокосилка, триммер, насос для полива огорода). Можно отключить: бойлер, электрочайник, утюг и прочие греющие и много потребляющие устройства, работа которых сиюминутно не важна. Чайник можно вскипятить на газовой плите, а погладить позже.

Как правило, солнечную электростанцию можно купить в одном месте. Продавцы солнечных панелей также продают всё сопутствующее оборудование, поэтому я начал поиск отталкиваясь от солнечных батарей. Один из солидных брендов – TopRay Solar. О них есть хорошие отзывы и реальный опыт эксплуатации в России, в частности, в Краснодарском крае, где знают толк в солнце. В РФ есть официальный дистрибьютор и дилеры по регионам, на вышеозначенных сайтах с лабораториями для проверки солнечных панелей этот бренд присутствует и далеко не на последних местах, то есть можно брать. Кроме того, фирма-продавец солнечных панелей TopRay, также занимается собственным производством контроллеров и электроники для дорожной инфраструктуры: системы управления трафиком, светодиодные светофоры, мигающие знаки, солнечные контроллеры и прочее. Ради любопытства даже напросился на их производство – вполне технологично и даже есть девушки, которые знают, с какой стороны подходить к паяльнику. Бывает же!

Со своим списком хотелок я обратился к ним и попросил собрать мне пару комплектаций: подороже и подешевле для моего дома. Мне задали ряд уточняющих вопросов насчет резервируемой мощности, наличия потребителей, максимальной и постоянной потребляемой мощности. Последнее вообще оказалось для меня неожиданным: дом в режиме энергосбережения, когда работают только системы видеонаблюдения, охраны, связь с инетом и сетевая инфраструктура, потребляет 300-350 Вт. То есть даже если дома никто не пользуется электричеством, на внутренние нужды уходит до 215 кВт*ч в месяц. Вот тут и задумаешься над проведением энергетического аудита. И начнешь выключать из розеток зарядки, телевизоры и приставки, которые в режиме ожидания потребляют по чуть-чуть, а набегает прилично.

Не буду томить, остановился я на более дешевой системе, так как зачастую до половины суммы за электростанцию может занимать стоимость аккумуляторов. Список оборудования получился следующим:

1. Солнечная батарея TopRay Solar 280 Вт Моно – 9 шт
2. Однофазный Гибридный инвертор на 5 кВт InfiniSolar V-5K-48 – 1 шт
3. Аккумулятор AGM Парус HML-12-100 – 4 шт

Дополнительно, мне было предложено приобрести профессиональную систему крепления солнечных панелей на крышу, но я, посмотрев фотографии, решил обойтись самодельными креплениями и тоже сэкономить. Но я решил собирать систему сам и не жалел сил и времени, а монтажники работают с этими системами постоянно и гарантируют быстрый и качественный результат. Так что решайте сами: с заводскими креплениями работать гораздо приятнее и проще, а моё решение просто дешевле.

Что даёт солнечная электростанция?

Этот комплект может выдать до 5 кВт мощности в автономном режиме – именно такой мощности я выбрал однофазный инвертор. Если докупить такой же инвертор и модуль сопряжения к нему, то можно нарастить мощность до 5кВт+5кВт=10 кВт на фазу. Или можно сделать трехфазную систему, но я пока довольствуюсь и этим. Инвертор высокочастотный, а потому достаточно легкий (порядка 15 кг) и занимает немного места – легко монтируется на стену. В него уже встроено 2 MPPT-контроллера мощностью 2,5 кВт каждый, то есть я могу добавить еще столько же панелей без покупки дополнительного оборудования.

Солнечных панелей у меня на 2520 Вт по шильдику, но из-за неоптимального угла установки они выдают меньше – максимум я видел 2400 Вт. Оптимальный угол – это перпендикулярно солнцу, что в наших широтах составляет примерно 45 градусов к горизонту. У меня панели установлены под 30 градусов.

Сборка АКБ составляет 100А*ч 48В, то есть запасено 4,8 кВт*ч, но забирать энергию полностью крайне нежелательно, поскольку тогда их ресурс заметно сокращается. Желательно разряжать такие АКБ не более, чем на 50%. Это литий-железофосфатные или литий-титанатные можно заряжать и разряжать глубоко и большими токами, а свинцово-кислотные, будь то жидкостные, гелевые или AGM лучше не насиловать. Итак, у меня есть половина емкости, а это 2,4 кВт*ч, то есть порядка 8 часов в полностью автономном режиме без солнца. Этого хватит на ночь работы всех систем и еще останется половина емкости АКБ на аварийный режим. Утром уже встанет солнце и начнет заряжать АКБ, параллельно обеспечивая дом энергией. То есть дом может функционировать и автономно в таком режиме, если снизить энергопотребление и погода будет хорошей. Для полной автономии можно было бы добавить еще аккумуляторов и генератор. Ведь зимой солнца совсем мало и без генератора будет не обойтись.

Начинаю собирать

Перед покупкой и сборкой необходимо просчитать всю систему, чтобы не ошибиться с расположением всех систем и прокладкой кабелей. От солнечных панелей до инвертора у меня порядка 25-30 метров и я заранее проложил два гибких провода сечением 6 кв.мм, так как по ним будет передаваться напряжение до 100В и ток 25-30А. Такой запас по сечению был выбран, чтобы минимизировать потери на проводе и максимально доставить энергию до приборов. Сами солнечные панели я монтировал на самодельные направляющие из алюминиевых уголков и притягивал их самодельными же креплениями. Чтобы панель не сползала вниз, на алюминиевом уголке напротив каждой панели смотрит вверх пара 30мм болтов, и они являются своеобразным «крючком» для панелей. После монтажа их не видно, но они продолжают нести нагрузку.

Солнечные панели были собраны в три блока по 3 панели в каждом. В блоках панели подключаются последовательно — так напряжение удалось поднять до 115В без нагрузки и снизить ток, а значит можно выбрать провода меньшего сечения. Блоки между собой подключены параллельно специальными коннекторами, обеспечивающими хороший контакт и герметичность соединения – называются MC4. Их же я использовал для подключения проводов к солнечному контроллеру, так как они обеспечивают надежный контакт и быстрое замыкание\размыкание цепи для обслуживания.

Далее переходим к монтажу в доме. АКБ предварительно заряжены «умной» автомобильной зарядкой, чтобы выровнять напряжение и подключены последовательно для обеспечения напряжения 48В. Далее, они подключены к инвертору кабелем с сечением 25 мм кв. Кстати, во время первого подключения АКБ к инвертору будет заметная искра на контактах. Если вы не спутали полярность, то всё нормально – в инверторе установлены довольно емкие конденсаторы и они начинают заряжаться в момент подключения к аккумуляторам. Максимальная мощность инвертора – 5000 Вт, а значит ток, который может проходить по проводу от АКБ будет составлять 100-110А. Выбранного кабеля хватает для безопасной эксплуатации. После подключения АКБ, можно подключать внешнюю сеть и нагрузку дома. К клеммным колодкам цепляются провода: фаза, ноль, заземление. Тут всё просто и наглядно, но если для вас починить розетку небезопасно, то подключение этой системы лучше доверить опытным электромонтажникам. Ну и последним элементом подключаю солнечные панели: тут тоже надо быть внимательным и не перепутать полярность. При мощности в 2,5 кВт и неправильном подключении, солнечный контроллер сгорит моментально. Да что там говорить: при такой мощности, от солнечных панелей можно заниматься сваркой напрямую, без сварочного инвертора. Здоровья это солнечным панелям не добавит, но мощь солнца действительно велика. Так как я дополнительно использую разъемы MC4, перепутать полярность просто невозможно при первоначальном правильном монтаже.

Всё подключено, один щелчок выключателя и инвертор переходит в режим настройки: тут надо выставить тип АКБ, режим работы, зарядные токи и прочее. Для этого есть вполне понятная инструкция и если вы можете справиться с настройкой роутера, то настройка инвертора тоже не будет очень сложной. Надо только знать параметры АКБ и правильно их настроить, чтобы они прослужили как можно дольше. После этого, хм… После этого наступает самое интересное.

Эксплуатация гибридной солнечной электростанции

После запуска солнечной электростанции, я и моя семья пересмотрели многие привычки. Например, если раньше стирка или посудомоечная машина запускались после 23 часов, когда работал ночной тариф в электросетях, то теперь эти энергозатратные работы перенесены на день, потому что стиралка потребляет 500-2100 Вт во время работы, посудомоечная машина потребляет 400-2100 Вт. Почему такой разброс? Потому что насосы и моторы потребляют немного, а вот нагреватели воды крайне прожорливы. Гладить оказалось тоже «выгоднее» и приятнее днем: в комнате гораздо светлее, а энергия солнца полностью покрывает потребление утюга. На скриншоте продемонстрирован график выработки энергии солнечной электростанцией. Хорошо виден утренний пик, когда работала стиральная машинка и потребляла много энергии – эта энергия была выработана солнечными панелями.

Первые дни я по несколько раз подходил к инвертору, взглянуть на экран выработки и потребления. После поставил утилиту на домашний сервер, который в реальном времени отображает режим работы инвертора и все параметры электросети. К примеру, на скриншоте видно, что дом потребляет больше 2 кВт энергии (пункт AC output active power) и вся эта энергия заимствуется от солнечных батарей (пункт PV1 input power). То есть инвертор, работая в гибридном режиме с приоритетом питания от солнца, полностью покрывает энергопотребление приборов за счет солнца. Это ли не счастье? Каждый день в таблице появлялся новый столбик выработки энергии и это не могло не радовать. А когда во всей деревне отключили электричество, я узнал об этом только по писку инвертора, который оповещал о работе в автономном режиме. Для всего дома это означало только одно: живем как прежде, пока соседи ходят за водой с ведрами.

Но есть в наличии дома солнечной электростанции и нюансы:

1. Я начал замечать, что птицы любят солнечные панели и, пролетая над ними, не могут сдержаться от счастья наличия технологичного оборудования в деревне. То есть иногда всё же солнечные панели надо мыть от следов и пыли. Думаю, что при установке под 45 градусов, все следы просто смывались бы дождями. Выработка от нескольких птичьих следов вообще не падает, но если затенена часть панели, то падение выработки становится ощутимым. Это я заметил, когда солнце пошло к закату и тень от крыши начала накрывать панели одну за другой. То есть лучше располагать панели вдали от всех конструкций, способных их затенить. Но даже вечером, при рассеянном свете, панели выдавали несколько сотен ватт.
2. При большой мощности солнечных панелей и подкачке от 700 Ватт и более, инвертор включает вентиляторы активнее и их становится слышно, если дверь в техническое помещение открыта. Тут либо закрывать дверь, либо крепить инвертор на стену через демпфирующие прокладки. В принципе, ничего неожиданного: любая электроника греется при работе. Просто надо учитывать, что инвертор не стоит вешать там, где он может мешать звуком своей работы.
3. Фирменное приложение умеет отправлять оповещения по электронной почте или в SMS, если произошло какое-либо событие: включение/отключение внешней сети, разряд АКБ и подобное. Вот только приложение работает по незащищенному 25 порту SMTP, а все современные почтовые сервисы, вроде gmail.com или mail.ru работают по защищенному порту 465. То есть сейчас, фактически, оповещения по почте не приходят, а хотелось бы.

Не сказать, что эти пункты как-то огорчают, ведь всегда надо стремиться к совершенству, но имеющаяся энергонезависимость того стоит.

Заключение

Полагаю, что это не последний мой рассказ о собственной солнечной электростанции. Опыт эксплуатации в различных режимах и в разное время года однозначно будет отличаться, но я точно знаю, что даже если в Новый Год отключат электричество, в моём доме будет светло. По результатам эксплуатации установленной солнечной электростанции могу отметить, что оно того стоило. Несколько отключений внешней сети прошли незаметно. О нескольких я узнал только по звонкам соседей с вопросом «У тебя тоже нет света?». Бегущие цифры выработки электричества безмерно радуют, а возможность убрать от компа UPS зная, что даже при отключении электроэнергии всё продолжит работать – это приятно. Ну а когда у нас наконец-то примут закон о возможности продажи электроэнергии частными лицами в сеть, я первый подам заявку на эту функцию, ведь в инверторе достаточно изменить один пункт и всю выработанную, но не потребленную домом энергию, я буду продавать в сеть и получать за это деньги. В общем, это оказалось довольно просто, эффективно и удобно. Готов ответить на ваши вопросы и выдержать натиск критиков, убеждающих всех, что в наших широтах солнечная электростанция – это игрушка.

Крупнейшая в мире солнечная электростанция Айванпа

Этот репортаж доступен в высоком разрешении

В Калифорнии, в пустыне Мохава была запущена крупнейшая в мире солнечная электростанция «Айванпа» площадью почти 13 кв.км. Объект стоимостью $ 2.2 млрд состоит из трех электростанций и почти 350 тысяч зеркал-гелиостатов.

Отправляемся в Калифорнию, чтобы поближе познакомиться с этим чудом техники.

18 фото

Крупнейшая в мире солнечная электростанция «Айванпа» находится в 64 километрах от Лас-Вегаса. Как уже говорилось, она состоит из 350 тысяч зеркал-гелиостатов (каждое размером с гаражную дверь). (Фото Ethan Miller | Getty Images):

Гелиостат — это прибор, способный поворачивать зеркало так, чтобы направлять солнечные лучи постоянно в одном направлении, несмотря на видимое суточное движение Солнца. (Фото Ethan Miller | Getty Images):

3 поля гелиостатов окружают 40-этажные башни-электростанции. Зеркала фокусируют солнечный свет на котлах, находящихся на вершине башен (смотри заглавную фотографию). Вырабатывается пар, который приводит в движение турбины. Так появляется электрическая энергия, которой достаточно для питания 140 000 зданий в Калифорнии.

Калифорния, пустыня Мохава, 20 февраля 2014. (Фото Ethan Miller | Getty Images):

Выходная мощность крупнейшей в мире солнечной электростанции составляет почти 392 МВт. (Фото Ethan Miller | Getty Images):

Гелиостаты солнечной электростанции Айванпа, 20 февраля 2014. (Фото Ethan Miller | Getty Images):

Как видно, гелиостат состоит из двух зеркал и управляющего механизма. Количество таких гелиостатов здесь — 173 500 штук. Соответственно, зеркал в 2 раза больше. (Фото Ethan Miller | Getty Images):

Внизу каждой из трех электростанций находятся охлаждающие системы. Вверху — паровой котел. (Фото Ethan Miller | Getty Images):

Диспетчерская. (Фото Ethan Miller | Getty Images):

Графическая система управления крупнейшей в мире солнечной электростанцией Айванпа. (Фото Ethan Miller | Getty Images):

Автомобили на дороге для осознания масштабов. (Фото Ethan Miller | Getty Images):

Солнечная электростанция Айванпа, 3 марта 2014. (Фото Ethan Miller | Getty Images):

Две из трех электростанций. Видно, как вырабатывается пар в котлах от солнечной энергии, фокусируемой гелиостатами. (Фото Ethan Miller | Getty Images):

(Фото Ethan Miller | Getty Images):

Так светится башня-приемник солнечной энергии с котлами внутри. (Фото Ethan Miller | Getty Images):

(Фото Ethan Miller | Getty Images):

Вид с воздуха на одно из зеркальных полей с электростанцией посредине. (Фото Ethan Miller | Getty Images):

Как уже говорилось, все здесь 3 поля с гелиостатами. (Фото Ethan Miller | Getty Images):

Постройка солнечной электростанции «Айванпа» является частью государственной программы, по которой Соединенные Штаты намерены к 2020 году перевести третью часть объема добываемой энергии на возобновляемые источники.

Это была экскурсия на крупнейшую в мире солнечную электростанцию Айванпа в Калифорнии. Также смотрите статьи «Большая Солнечная печь: энергия Солнца», «Самое большое в мире судно на солнечных батареях» и «Большие зеркала для освещения темной долины в Норвегии». (Фото Ethan Miller | Getty Images):

Солнечная электростанция на дом 200 м2 своими руками / Habr

Частенько в сети проскакивают сообщения о борьбе за экологию, развитие альтернативных источников энергии. Иногда даже проводят репортажи о том, как в заброшенной деревне сделали солнечную электростанцию, чтобы местные жители могли пользоваться благами цивилизации не 2-3 часа в сутки, пока работает генератор, а постоянно. Но это всё как-то далеко от нашей жизни, поэтому я решил на своем примере показать и рассказать, как устроена и как работает солнечная электростанция для частного дома. Расскажу обо всех этапах: от идеи до включения всех приборов, а также поделюсь опытом эксплуатации. Статья получится немаленькая, поэтому кто не любит много букв могут посмотреть ролик. Там я постарался рассказать то же самое, но будет видно, как я все это сам собираю.

Исходные данные: частный дом площадью около 200 м2 подключен к электросетям. Трехфазный ввод, суммарной мощностью 15 кВт. В доме стандартный набор электроприборов: холодильник, телевизоры, компьютеры, стиральные и посудомоечные машинки и так далее. Стабильностью электросеть не отличается: зафиксированный мною рекорд — отключение 6 дней подряд на период от 2 до 8 часов.

Что хочется получить: забыть о перебоях электроэнергии и пользоваться электричеством, невзирая ни на что.

Какие могут быть бонусы: Максимально использовать энергию солнца, чтобы дом приоритетно питался солнечной энергией, а недостаток добирал из сети. Как бонус, после принятия закона о продаже частными лицами электроэнергии в сеть, начать компенсировать часть своих затрат, продавая излишки выработки в общую электросеть.

С чего начать?

Всегда есть минимум два пути для решения любой задачи: учиться самому или поручить решение задачи кому-то другому. Первый вариант предполагает изучение теоретических материалов, чтение форумов, общение с владельцами солнечных электростанций, борьбу с внутренне жабой и, наконец, покупку оборудования, а после — установку. Второй вариант: позвонить в специализированную фирму, где зададут много вопросов, подберут и продадут нужное оборудование, а могут и установить за отдельные деньги. Я решил совместить эти два способа. Отчасти потому что мне это интересно, а отчасти для того, чтобы не напороться на продавцов, которым надо просто заработать, продав не совсем то, что мне нужно. Теперь пришло время теории, чтобы понять, как я делал выбор.

На фото пример «освоения» денег на строительство солнечной электростанции. Обратите внимание, солнечные панели установлены ЗА деревом – таким образом, свет на них не попадает, и они просто не работают.

Типы солнечных электростанций

Сразу отмечу, что говорить я буду не о промышленных решениях и не о сверхмощных системах, а об обычной потребительской солнечной электростанции для небольшого дома. Я не олигарх, чтобы разбрасываться деньгами, но я придерживаюсь принципа достаточной разумности. То есть я не хочу греть бассейн «солнечным» электричеством или заряжать электромобиль, которого у меня нет, но я хочу, чтобы в моем доме все приборы постоянно работали, без оглядки на электросети.

Теперь расскажу про типы солнечных электростанций для частного дома. По большому счету, их всего три, но бывают вариации. Расположу, по росту стоимости каждой системы.

Сетевая Солнечная Электростанция — этот тип электростанции сочетает в себе невысокую стоимость и максимальную простоту эксплуатации. Состоит всего из двух элементов: солнечных панелей и сетевого инвертора. Электричество от солнечных панелей напрямую преобразуется в 220В/380В в доме и потребляется домашними энергосистемами. Но есть существенный недостаток: для работы ССЭ необходима опорная сеть. В случае отключения внешней электросети, солнечные батареи превратятся в «тыкву» и перестанут выдавать электричество, так как для функционирования сетевого инвертора нужна опорная сеть, то есть само наличие электричества. Кроме того, со сложившейся инфраструктурой электросети, работа сетевого инвертора не очень выгодна. Пример: у вас солнечная электростанция на 3 кВт, а дом потребляет 1 кВт. Излишки будут «перетекать» в сеть, а обычные счетчики считают энергию «по модулю», то есть отданную в сеть энергию счетчик посчитает, как потребленную, и за нее еще придется заплатить. Тут логично подходит вопрос: куда девать лишнюю энергию и как этого избежать? Переходим ко второму типу солнечных электростанций.

Гибридная Солнечная Электростанция – этот тип электростанции сочетает в себе достоинства сетевой и автономной электростанции. Состоит из 4 элементов: солнечные панели, солнечный контроллер, аккумуляторы и гибридный инвертор. Основа всего – это гибридный инвертор, который способен в потребляемую от внешней сети энергии подмешивать энергию, выработанную солнечными панелями. Более того, хорошие инверторы имеют возможность настройки приоритезации потребляемой энергии. В идеале, дом должен потреблять сначала энергию от солнечных панелей и только при ее недостатке, добирать из внешней сети. В случае исчезновения внешней сети инвертор переходит в автономную работу и пользуется энергией от солнечных панелей и энергией, запасенной в аккумуляторах. Таким образом, даже если электроэнергию отключат на продолжительное время и будет пасмурный день (или электричество отключат ночью), в доме всё будет функционировать. Но что делать, если электричества нет вообще, а жить как-то надо? Тут я перехожу к третьему типу электростанции.

Автономная Солнечная Электростанция – этот тип электростанции позволяет жить полностью независимо от внешних электросетей. Она может включать в себя больше 4 стандартных элементов: солнечные панели, солнечный контроллер, АКБ, инвертор.

Дополнительно к этому, а иногда вместо солнечных панелей, может быть установлена ГидроЭлектроСтанция малой мощности, ветряная электростанция, генератор (дизельный, газовый или бензиновый). Как правило, на таких объектах присутствует генератор, поскольку может не быть солнца и ветра, а запас энергии в аккумуляторах не бесконечен – в этом случае генератор запускается и обеспечивает энергией весь объект, попутно заряжая АКБ. Такая электростанция легко трансформируется в гибридную, при подключении внешней электросети, если инвертор обладает этими функциями. Основное отличие автономного инвертора от гибридного – это то, что он не умеет подмешивать энергию от солнечных панелей к энергии из внешней сети. При этом гибридный инвертор, наоборот, умеет работать в качестве автономного, если внешняя сеть будет отключена. Как правило, гибридные инверторы соразмерны по цене с полностью автономными, а если и отличаются, то несущественно.

Что такое солнечный контроллер?

Во всех типах солнечных электростанций присутствует солнечный контроллер. Даже в сетевой солнечной электростанции он есть, просто входит в состав сетевого инвертора. Да и многие гибридные инверторы выпускаются с солнечными контроллерами на борту. Что же это такое и для чего он нужен? Буду говорить о гибридной и автономной солнечной электростанции, поскольку это как раз мой случай, а с устройством сетевого инвертора могу ознакомить детальнее в комментариях, если будут запросы в комментариях.

Солнечный контроллер – это устройство, которое полученную от солнечных панелей энергию преобразует в перевариваемую инвертором энергию. Например, солнечные панели изготавливаются с напряжением кратно 12В. И АКБ изготавливаются кратно 12В, так уж повелось. Простые системы на 1-2 кВт мощности работают от 12В. Производительные системы на 2-3 кВт уже функционируют от 24В, а мощные системы на 4-5 кВт и более работают на 48В. Сейчас я буду рассматривать только «домашние» системы, потому что знаю, что есть инверторы, работающие на напряжениях в несколько сотен вольт, но для дома это уже опасно.

Итак, допустим у нас есть система на 48В и солнечные панели на 36В (панель собрана кратно 3х12В). Как получить искомые 48В для работы инвертора? Конечно, к инвертору подключаются АКБ на 48В, а к этим аккумуляторам подключается солнечный контроллер с одной стороны и солнечные панели с другой. Солнечные панели собираются на заведомо большее напряжение, чтобы суметь зарядить АКБ. Солнечный контроллер, получая заведомо большее напряжение с солнечных панелей, трансформирует это напряжение до нужной величины и передает в АКБ. Это упрощенно. Есть контроллеры, которые могут со 150-200 В от солнечных панелей понижать до 12 В аккумуляторов, но тут протекают очень большие токи и контроллер работает с худшим КПД. Идеальный случай, когда напряжение с солнечных панелей вдвое больше напряжения на АКБ.

Солнечных контроллеров существует два типа: PWM (ШИМ – Широтно-Импульсная Модуляция) и MPPT (Maximum Power Point Tracking – отслеживание точки максимальной мощности). Принципиальная разница между ними в том, что ШИМ-контроллер может работать только со сборками панелей, не превышающими напряжения АКБ. MPPT – контроллер может работать с заметным превышением напряжения относительно АКБ. Кроме того, MPPT-контроллеры обладают заметно бОльшим КПД, но и стоят дороже.

Как выбрать солнечные панели?

На первый взгляд, все солнечные панели одинаковы: ячейки солнечных элементов соединены между собой шинками, а на задней стороне есть два провода: плюс и минус. Но есть в этом деле масса нюансов. Солнечные панели бывают из разных элементов: аморфных, поликристаллических, монокристаллических. Я не буду агитировать за тот или иной тип элементов. Скажу просто, что сам предпочитаю монокристаллические солнечные панели. Но и это не всё. Каждая солнечная батарея – это четырехслойный пирог: стекло, прозрачная EVA-пленка, солнечный элемент, герметизирующая пленка. И вот тут каждый этап крайне важен. Стекло подходит не любое, а со специальной фактурой, которое снижает отражение света и преломляет падающий под углом свет таким образом, чтобы элементы были максимально освещены, ведь от количества света зависит количество выработанной энергии. От прозрачности EVA-пленки зависит, сколько энергии попадет на элемент и сколько энергии выработает панель. Если пленка окажется бракованной и со временем помутнеет, то и выработка заметно упадет.

Далее идут сами элементы, и они распределяются по типам, в зависимости от качества: Grade A, B, C, D и далее. Конечно, лучше иметь элементы качества А и хорошую пайку, ведь при плохом контакте, элемент будет греться и быстрее выйдет из строя. Ну и финишная пленка должна также быть качественной и обеспечивать хорошую герметизацию. В случае разгерметизации панелей, очень быстро на элементы попадет влага, начнется коррозия и панель также выйдет из строя.

Как правильно выбрать солнечную панель? Основной производитель для нашей страны – это Китай, хотя на рынке присутствуют и Российские производители. Есть масса OEM-заводов, которые наклеят любой заказанный шильдик и отправят панели заказчику. А есть заводы, которые обеспечивают полный цикл производства и способны проконтролировать качество продукции на всех этапах производства. Как узнать о таких заводах и брендах? Есть пара авторитетных лабораторий, которые проводят независимые испытания солнечных панелей и открыто публикуют результаты этих испытаний. Перед покупкой вы можете вбить название и модель солнечной панели и узнать, насколько солнечная панель соответствует заявленным характеристикам. Первая лаборатория – это Калифорнийская Энергетическая Комиссия, а вторая лаборатория Европейская – TUV. Если производителя панелей в этих списках нет, то стоит задуматься о качестве. Это не значит, что панель плохая. Просто бренд может быть OEM, а завод-производитель выпускает и другие панели. В любом случае, присутствие в списках этих лабораторий уже свидетельствует о том, что вы покупаете солнечные батареи не у производителя-однодневки.

Мой выбор солнечной электростанции

Перед покупкой стоит очертить круг задач, которые ставятся перед солнечной электростанцией, чтобы не заплатить за ненужное и не переплатить за неиспользуемое. Тут я перейду к практике, как и что делал я сам. Для начала, цель и исходные: в деревне периодически отключают электроэнергию на период от получаса до 8 часов. Возможны отключения как раз в месяц, так и подряд несколько дней. Задача: обеспечить дом электроснабжением в круглосуточном режиме с некоторым ограничением потребления на период отключения внешней сети. При этом, основные системы безопасности и жизнеобеспечения должны функционировать, то есть: должны работать насосная станция, система видеонаблюдения и сигнализации, роутер, сервер и вся сетевая инфраструктура, освещение и компьютеры, холодильник. Вторично: телевизоры, развлекательные системы, электроинструмент (газонокосилка, триммер, насос для полива огорода). Можно отключить: бойлер, электрочайник, утюг и прочие греющие и много потребляющие устройства, работа которых сиюминутно не важна. Чайник можно вскипятить на газовой плите, а погладить позже.

Как правило, солнечную электростанцию можно купить в одном месте. Продавцы солнечных панелей также продают всё сопутствующее оборудование, поэтому я начал поиск отталкиваясь от солнечных батарей. Один из солидных брендов – TopRay Solar. О них есть хорошие отзывы и реальный опыт эксплуатации в России, в частности, в Краснодарском крае, где знают толк в солнце. В РФ есть официальный дистрибьютор и дилеры по регионам, на вышеозначенных сайтах с лабораториями для проверки солнечных панелей этот бренд присутствует и далеко не на последних местах, то есть можно брать. Кроме того, фирма-продавец солнечных панелей TopRay, также занимается собственным производством контроллеров и электроники для дорожной инфраструктуры: системы управления трафиком, светодиодные светофоры, мигающие знаки, солнечные контроллеры и прочее. Ради любопытства даже напросился на их производство – вполне технологично и даже есть девушки, которые знают, с какой стороны подходить к паяльнику. Бывает же!

Со своим списком хотелок я обратился к ним и попросил собрать мне пару комплектаций: подороже и подешевле для моего дома. Мне задали ряд уточняющих вопросов насчет резервируемой мощности, наличия потребителей, максимальной и постоянной потребляемой мощности. Последнее вообще оказалось для меня неожиданным: дом в режиме энергосбережения, когда работают только системы видеонаблюдения, охраны, связь с инетом и сетевая инфраструктура, потребляет 300-350 Вт. То есть даже если дома никто не пользуется электричеством, на внутренние нужды уходит до 215 кВт*ч в месяц. Вот тут и задумаешься над проведением энергетического аудита. И начнешь выключать из розеток зарядки, телевизоры и приставки, которые в режиме ожидания потребляют по чуть-чуть, а набегает прилично.

Не буду томить, остановился я на более дешевой системе, так как зачастую до половины суммы за электростанцию может занимать стоимость аккумуляторов. Список оборудования получился следующим:

1. Солнечная батарея TopRay Solar 280 Вт Моно – 9 шт
2. Однофазный Гибридный инвертор на 5 кВт InfiniSolar V-5K-48 – 1 шт
3. Аккумулятор AGM Парус HML-12-100 – 4 шт

Дополнительно, мне было предложено приобрести профессиональную систему крепления солнечных панелей на крышу, но я, посмотрев фотографии, решил обойтись самодельными креплениями и тоже сэкономить. Но я решил собирать систему сам и не жалел сил и времени, а монтажники работают с этими системами постоянно и гарантируют быстрый и качественный результат. Так что решайте сами: с заводскими креплениями работать гораздо приятнее и проще, а моё решение просто дешевле.

Что даёт солнечная электростанция?

Этот комплект может выдать до 5 кВт мощности в автономном режиме – именно такой мощности я выбрал однофазный инвертор. Если докупить такой же инвертор и модуль сопряжения к нему, то можно нарастить мощность до 5кВт+5кВт=10 кВт на фазу. Или можно сделать трехфазную систему, но я пока довольствуюсь и этим. Инвертор высокочастотный, а потому достаточно легкий (порядка 15 кг) и занимает немного места – легко монтируется на стену. В него уже встроено 2 MPPT-контроллера мощностью 2,5 кВт каждый, то есть я могу добавить еще столько же панелей без покупки дополнительного оборудования.

Солнечных панелей у меня на 2520 Вт по шильдику, но из-за неоптимального угла установки они выдают меньше – максимум я видел 2400 Вт. Оптимальный угол – это перпендикулярно солнцу, что в наших широтах составляет примерно 45 градусов к горизонту. У меня панели установлены под 30 градусов.

Сборка АКБ составляет 100А*ч 48В, то есть запасено 4,8 кВт*ч, но забирать энергию полностью крайне нежелательно, поскольку тогда их ресурс заметно сокращается. Желательно разряжать такие АКБ не более, чем на 50%. Это литий-железофосфатные или литий-титанатные можно заряжать и разряжать глубоко и большими токами, а свинцово-кислотные, будь то жидкостные, гелевые или AGM лучше не насиловать. Итак, у меня есть половина емкости, а это 2,4 кВт*ч, то есть порядка 8 часов в полностью автономном режиме без солнца. Этого хватит на ночь работы всех систем и еще останется половина емкости АКБ на аварийный режим. Утром уже встанет солнце и начнет заряжать АКБ, параллельно обеспечивая дом энергией. То есть дом может функционировать и автономно в таком режиме, если снизить энергопотребление и погода будет хорошей. Для полной автономии можно было бы добавить еще аккумуляторов и генератор. Ведь зимой солнца совсем мало и без генератора будет не обойтись.

Начинаю собирать

Перед покупкой и сборкой необходимо просчитать всю систему, чтобы не ошибиться с расположением всех систем и прокладкой кабелей. От солнечных панелей до инвертора у меня порядка 25-30 метров и я заранее проложил два гибких провода сечением 6 кв.мм, так как по ним будет передаваться напряжение до 100В и ток 25-30А. Такой запас по сечению был выбран, чтобы минимизировать потери на проводе и максимально доставить энергию до приборов. Сами солнечные панели я монтировал на самодельные направляющие из алюминиевых уголков и притягивал их самодельными же креплениями. Чтобы панель не сползала вниз, на алюминиевом уголке напротив каждой панели смотрит вверх пара 30мм болтов, и они являются своеобразным «крючком» для панелей. После монтажа их не видно, но они продолжают нести нагрузку.

Солнечные панели были собраны в три блока по 3 панели в каждом. В блоках панели подключаются последовательно — так напряжение удалось поднять до 115В без нагрузки и снизить ток, а значит можно выбрать провода меньшего сечения. Блоки между собой подключены параллельно специальными коннекторами, обеспечивающими хороший контакт и герметичность соединения – называются MC4. Их же я использовал для подключения проводов к солнечному контроллеру, так как они обеспечивают надежный контакт и быстрое замыкание\размыкание цепи для обслуживания.

Далее переходим к монтажу в доме. АКБ предварительно заряжены «умной» автомобильной зарядкой, чтобы выровнять напряжение и подключены последовательно для обеспечения напряжения 48В. Далее, они подключены к инвертору кабелем с сечением 25 мм кв. Кстати, во время первого подключения АКБ к инвертору будет заметная искра на контактах. Если вы не спутали полярность, то всё нормально – в инверторе установлены довольно емкие конденсаторы и они начинают заряжаться в момент подключения к аккумуляторам. Максимальная мощность инвертора – 5000 Вт, а значит ток, который может проходить по проводу от АКБ будет составлять 100-110А. Выбранного кабеля хватает для безопасной эксплуатации. После подключения АКБ, можно подключать внешнюю сеть и нагрузку дома. К клеммным колодкам цепляются провода: фаза, ноль, заземление. Тут всё просто и наглядно, но если для вас починить розетку небезопасно, то подключение этой системы лучше доверить опытным электромонтажникам. Ну и последним элементом подключаю солнечные панели: тут тоже надо быть внимательным и не перепутать полярность. При мощности в 2,5 кВт и неправильном подключении, солнечный контроллер сгорит моментально. Да что там говорить: при такой мощности, от солнечных панелей можно заниматься сваркой напрямую, без сварочного инвертора. Здоровья это солнечным панелям не добавит, но мощь солнца действительно велика. Так как я дополнительно использую разъемы MC4, перепутать полярность просто невозможно при первоначальном правильном монтаже.

Всё подключено, один щелчок выключателя и инвертор переходит в режим настройки: тут надо выставить тип АКБ, режим работы, зарядные токи и прочее. Для этого есть вполне понятная инструкция и если вы можете справиться с настройкой роутера, то настройка инвертора тоже не будет очень сложной. Надо только знать параметры АКБ и правильно их настроить, чтобы они прослужили как можно дольше. После этого, хм… После этого наступает самое интересное.

Эксплуатация гибридной солнечной электростанции

После запуска солнечной электростанции, я и моя семья пересмотрели многие привычки. Например, если раньше стирка или посудомоечная машина запускались после 23 часов, когда работал ночной тариф в электросетях, то теперь эти энергозатратные работы перенесены на день, потому что стиралка потребляет 500-2100 Вт во время работы, посудомоечная машина потребляет 400-2100 Вт. Почему такой разброс? Потому что насосы и моторы потребляют немного, а вот нагреватели воды крайне прожорливы. Гладить оказалось тоже «выгоднее» и приятнее днем: в комнате гораздо светлее, а энергия солнца полностью покрывает потребление утюга. На скриншоте продемонстрирован график выработки энергии солнечной электростанцией. Хорошо виден утренний пик, когда работала стиральная машинка и потребляла много энергии – эта энергия была выработана солнечными панелями.

Первые дни я по несколько раз подходил к инвертору, взглянуть на экран выработки и потребления. После поставил утилиту на домашний сервер, который в реальном времени отображает режим работы инвертора и все параметры электросети. К примеру, на скриншоте видно, что дом потребляет больше 2 кВт энергии (пункт AC output active power) и вся эта энергия заимствуется от солнечных батарей (пункт PV1 input power). То есть инвертор, работая в гибридном режиме с приоритетом питания от солнца, полностью покрывает энергопотребление приборов за счет солнца. Это ли не счастье? Каждый день в таблице появлялся новый столбик выработки энергии и это не могло не радовать. А когда во всей деревне отключили электричество, я узнал об этом только по писку инвертора, который оповещал о работе в автономном режиме. Для всего дома это означало только одно: живем как прежде, пока соседи ходят за водой с ведрами.

Но есть в наличии дома солнечной электростанции и нюансы:

1. Я начал замечать, что птицы любят солнечные панели и, пролетая над ними, не могут сдержаться от счастья наличия технологичного оборудования в деревне. То есть иногда всё же солнечные панели надо мыть от следов и пыли. Думаю, что при установке под 45 градусов, все следы просто смывались бы дождями. Выработка от нескольких птичьих следов вообще не падает, но если затенена часть панели, то падение выработки становится ощутимым. Это я заметил, когда солнце пошло к закату и тень от крыши начала накрывать панели одну за другой. То есть лучше располагать панели вдали от всех конструкций, способных их затенить. Но даже вечером, при рассеянном свете, панели выдавали несколько сотен ватт.
2. При большой мощности солнечных панелей и подкачке от 700 Ватт и более, инвертор включает вентиляторы активнее и их становится слышно, если дверь в техническое помещение открыта. Тут либо закрывать дверь, либо крепить инвертор на стену через демпфирующие прокладки. В принципе, ничего неожиданного: любая электроника греется при работе. Просто надо учитывать, что инвертор не стоит вешать там, где он может мешать звуком своей работы.
3. Фирменное приложение умеет отправлять оповещения по электронной почте или в SMS, если произошло какое-либо событие: включение/отключение внешней сети, разряд АКБ и подобное. Вот только приложение работает по незащищенному 25 порту SMTP, а все современные почтовые сервисы, вроде gmail.com или mail.ru работают по защищенному порту 465. То есть сейчас, фактически, оповещения по почте не приходят, а хотелось бы.

Не сказать, что эти пункты как-то огорчают, ведь всегда надо стремиться к совершенству, но имеющаяся энергонезависимость того стоит.

Заключение

Полагаю, что это не последний мой рассказ о собственной солнечной электростанции. Опыт эксплуатации в различных режимах и в разное время года однозначно будет отличаться, но я точно знаю, что даже если в Новый Год отключат электричество, в моём доме будет светло. По результатам эксплуатации установленной солнечной электростанции могу отметить, что оно того стоило. Несколько отключений внешней сети прошли незаметно. О нескольких я узнал только по звонкам соседей с вопросом «У тебя тоже нет света?». Бегущие цифры выработки электричества безмерно радуют, а возможность убрать от компа UPS зная, что даже при отключении электроэнергии всё продолжит работать – это приятно. Ну а когда у нас наконец-то примут закон о возможности продажи электроэнергии частными лицами в сеть, я первый подам заявку на эту функцию, ведь в инверторе достаточно изменить один пункт и всю выработанную, но не потребленную домом энергию, я буду продавать в сеть и получать за это деньги. В общем, это оказалось довольно просто, эффективно и удобно. Готов ответить на ваши вопросы и выдержать натиск критиков, убеждающих всех, что в наших широтах солнечная электростанция – это игрушка.

Чемодан энергии для туриста / Хабр

Корни моей любви к туризму уходят в далекое прошлое, когда мне исполнился первый год жизни — тогда меня первый раз родители взяли в поход в горы. Годы шли, география путешествий множилась, а походный набор оставался примерно одинаковым, за исключением того, что техника обновлялась: палатки стали не брезентовые, а синтетические (гораздо легче и компактнее), спальники стали меньше и теплее, а деревья больше… И только одно, источник света, был без изменений — фонарик с галогеновой лампой. Садились батарейки быстро, а свечи в палатке использовать категорически нельзя, так как палатки горят особенно быстро. Только с появлением достаточно мощных светодиодов проблема начала решаться.
Я вырос, а любовь к туризму осталась — я успел поспать в палатке в Булонском лесу, эта же палатка прикрывала от ветра на Лазурном берегу средиземноморского побережья, укутывался в спальник в Карелии, спал на пенке на южном берегу Крыма. И везде, так или иначе, возникал вопрос организации электроснабжения: зарядить фотоаппарат и камеру, обеспечить питанием ноутбук для продолжения работы, включить музыку (хотя я и не любитель музыки на природе), зарядить шуруповерт (приходилось работать в пути), ну и обеспечить лагерь ночным освещением. В общем, источник энергии нужен всегда.
Я давно увлекаюсь автономными источниками энергии и солнечной энергетикой, о чем даже написал немало публикаций, а в этом году в мои руки попал Мобильный Источник Энергии (МИЭ Travel). Но поскольку это был тестовый экземпляр, было бы неверно писать о нем сразу, но теперь я получил серийный образец и с радостью поделюсь опытом. Это будет особенно интересно в преддверии Нового Года (для меня это оказался отличный подарок) и очень актуально в связи с энергетическими событиями на территории полуострова Крым.

Летом, когда состоялся проект ПЛОТ у Алексея Земскова и мне довелось поучаствовать в реализации солнечной электростанции, я увидел тестовый экземпляр мобильной солнечной электростанции.

Сейчас серийный образец мобильной солнечной электростанции выглядит так:

Комплектация такого чемоданчика довольно богатая:

1. 4 светодиодных лампы с креплением

2. кабель зарядки от прикуривателя автомобиля

3. кабель зарядки от солнечных батарей (10 м)

4. кабель прямого подключения к аккумулятору

5. кабель подключения к МИВ Crystal (мобильная система очистки воды, о ней напишу отдельно)

6. нож с ножнами и креплением на бедре

7. специальная походная зажигалка

Фотографии комплектации

Сам чемодан обладает завидными техническими характеристиками(взято с сайта производителя):

Корпус из особо прочного пластика

Встроенный аккумулятор (АКБ): ёмкость 36 Ач*12 В

Инвертор напряжения: выходное напряжение 220 В, 500 Вт

Солнечный контроллер МРРТ 12/24 В 15 А (позволяет заряжать АКБ и в пасмурную погоду).

Рекомендуемые солнечные панели: выходное напряжение 12В или 24В мощность до 200 Вт (приобретаются отдельно).

Теперь осмотрим чемодан со всех сторон. На каждом торце есть различные разъемы.

С одной стороны:

1. розетка 220 В

2. Разъем подключения к клеммам авто (кабель 4 в фото выше)

3. 4 разъема для подключения светодиодных ламп

4. обычный разъем автомобильного прикуривателя

5. общий автомат-выключатель всей системы

6. выключатель инвертора 220В с индикаторами работы и перегрузки

С другой стороны:

1. разъем подключения солнечных панелей

2. разъем подключения внешнего зарядного устройства (подойдет любое зарядное устройство для ноутбука с подходящим разъёмом)

3. разъем USB

4. вентиляционное отверстие

Чемодан весит порядка 15 кг, выполнен из крепкого пластика с надежными защелками и имеет довольно компактные габариты.

В видео периодически фигурирует экранчик на верхней части чемодана. На нем отображается текущее напряжение аккумуляторов и баланс тока: если баланс положительный и встроенный аккумулятор заряжается, то цифры будут с положительным значением. Если же потребление энергии будет больше, чем поступление, то значение тока будет отрицательным. Очень любопытно наблюдать за изменением цифр при работе приборов и ярком солнце.

Также надо отметить наличие стандартного автомобильного прикуривателя. Так как у каждого автолюбителя найдется немало техники, заточенной под эксплуатацию в авто, то и этот разъем наверняка не будет пустовать. К примеру, есть автомобильные кипятильники и чайники, телевизоры с питанием от 12В. Лагерь можно оснастить системой видеонаблюдения, подключив к этому чемоданчику видеорегистратор. Да мало ли устройств можно запитать, если не заводя при этом автомобиль?

Фотографии с 4 сторон

Выше я упоминал, что в комплект поставки входит кабель подключения к прикуривателю автомобиля. Это не только позволяет подзарядить встроенный аккумулятор на ходу, но и задействовать инвертор, оснастив машину розеткой на 220В. Я как-то наблюдал, как в дороге пользовались мультиваркой(мощность 350 Вт):

Его можно использовать как носимый аккумулятор с инвертором, так и постоянный источник энергии, как это делали мы летом в лагере. Но для этого надо добавить солнечные панели мощностью до 200 Вт, так как солнечный контроллер на 15А больше просто не сможет обработать. Да и средняя выработка панелей в летний солнечный день составит около 1.5 кВт*ч и этой энергии хватит зарядить аккумулятор, все гаджеты лагеря и еще останется. Надо отметить, что солнечный контроллер обладает поддержкой MPPT, а значит, солнечные батареи можно подключать последовательно для большего напряжения, что в целом увеличивает КПД системы (меньший ток, тоньше провода, меньше потери, возможность зарядки при рассеянном свете). Солнечные батареи можно выбрать любые, но со стеклянным покрытием они довольно таки габаритные и тяжелые, а производитель предлагает компактную сдвоенную солнечную панель — ее толщина в сборе не превышает 4 сантиметров — это в самом широком месте и только из-за металлической ножки. Весь комплект легко помещается даже в багажнике компактного автомобиля. Я перевозил ее на Mitsubishi Colt.

Ради эксперимента я попробовал завести автомобиль от этого чемоданчика. Чтобы было честно, машина всю ночь простояла на морозе, аккумулятор сняли и подключили чемодан. Что из этого вышло-на видео:

Ноутбуки, телефоны и фотоаппараты заряжались исправно, но стало любопытно, как чемоданчик перенесет работу с электроинструментом. Испытания начались с электролобзика и болгарки:

Видео наглядно демонстрирует работу электроинструментов и самостоятельную перезагрузку чемоданчика даже после перегрузки. В случае с болгаркой вопрос решился просто: меньший нажим и аккуратная работа с оборотами двигателя позволили, в конечном итоге, перепилить лист, а затем и арматуру.

Походы иной раз бывают на заметном удалении от цивилизации и на довольно продолжительное время, поэтому возникла мысль запустить от чемоданчика хлебопечь, ведь гораздо проще выпечь хлеб на месте, чем каждые несколько дней ездить в ближайший населенный пункт за свежим хлебом. Хлебопечь у меня Moulinex Uno с заявленной мощностью 700 Вт. Напомню, что чемоданчик Микроарт МИЭ оснащен инвертором на 500 Вт. Эксперимент вышел интересный. Пока прогревался ТЭН в хлебопечке, инвертор периодически уходил в перегруз, но через мгновенье включался и хлебопечь продолжала работать. Когда же ТЭН нагрелся и потребляемая мощность несколько снизилась, инвертор перестал выключаться. Надо предупредить, что за время выпечки (3 часа) хлебопечь потребляет около 600-650 Вт*ч, то есть солнце должно светить очень хорошо, чтобы восполнять энергию в аккумуляторах, которой всего 432 Вт*ч, если высадить аккумуляторы полностью. Поэтому надо либо подключить чемоданчик к автомобильному аккумулятору, либо подогнать запуск выпечки к ясной и солнечной погоде, чтобы солнечные батареи трудились вовсю.

С помощью ваттметра я зафиксировал мощность, при которой инвертор уходил в перегруз: 539 Вт.

Заключение

В целом, устройство показало себя очень стабильным и производительным: возможности питания инструментов и приборов вполне достаточны для походного варианта, несколько способов зарядки не оставят без электричества, а богатая комплектация позволит и машину завести, и лагерь осветить, и костер разжечь, и мясо для шашлыка нарезать (не забываем про турбо-зажигалку и нож). Полагаю, что комплект чемодана и тонких солнечных панелей пополнит мой походный скарб без особого ущерба места в багажнике, а вопрос с энергообеспечением будет снят надолго.

Напоследок, несколько фотографий летней эксплуатации этой мобильной электростанции. Полный туристический комплект:

Комплект в работе:

Вид с воды на лагерь:

Самая мощная в мире солнечная электростанция: фото, Обозреватель

Объединенные Арабские Эмираты открыли самую мощную в мире солнечную электростанцию, которая обеспечит электричеством 90 тыс. человек.

Об этом сообщает ресурс «Big think». На станции Noor Abu Dhabi установлено 3,2 млн солнечных панелей.

ТОП-5 фактов о Noor Abu Dhabi:

• Это крупнейшая по мощности солнечная станция в мире

• Благодаря ее работе вредные выбросы углекислого газа сократятся на 1 млн тонн в год

• Такое сокращение выбросов эквивалентно исключению из дорожного движения 200 тыс. автомобилей

• Строительство обошлось в 900 млн долларов.

• Установленная мощность — 1117 МВт

Для сравнения, мощность самой крупной в Украине — Никопольской СЭС — 200 МВт.

Таким образом ОАЭ оказались в авангарде мирового рынка генерации электричества из солнечной энергии. Открытие Noor Abu Dhabi — далеко не первый солнечный парк, запущенный в стране.

Хотя страна все еще в сильно зависит от нефти, развитие солнечной генерации может существенно изменить ситуацию.

Также ОАЭ строят «концентрированную» солнечную станцию, которая будет питать освещения Дубая после захода солнца. Благодаря мощным аккумуляторам станция сможет обеспечивать освещение города в течение 15 часов в темное время суток.

Как сообщал OBOZREVATEL, в начале июля Национальная комиссия, осуществляющая регулирование в сферах энергетики и коммунальных услуг (НКРЭКУ) приняла постановление о прекращении начисления «зеленого» тарифа для наземных СЭС с 1 января 2020 года.

Как работает солнечная электростанция?

Солнечная электростанция — это объект любого типа, который преобразует солнечный свет либо напрямую, например, фотоэлектрические установки, либо косвенно, например, солнечные тепловые электростанции, в электричество.

Они бывают разных «вкусов», в каждом из которых используются отдельные методы, позволяющие использовать силу солнца.

В следующей статье мы кратко рассмотрим различные типы солнечных электростанций, которые используют животворный солнечный свет для производства электроэнергии.

1. Фотогальваника

Фотогальванические электростанции используют большие площади фотоэлементов, известных как фотоэлектрические элементы или солнечные элементы, для прямого преобразования солнечного света в полезную электроэнергию. Эти элементы обычно изготавливаются из кремниевых сплавов и являются технологией, с которой большинство людей знакомо — скорее всего, у вас есть один на вашей крыше.

Сами панели бывают разных форм:

— Кристаллические солнечные панели — как следует из названия, эти типы панелей сделаны из кристаллического кремния.Они могут быть монокристаллическими, поли- или поликристаллическими. Как показывает практика, монокристаллические версии более эффективны ( около 15-20%, ), но дороже, чем их альтернативы (как правило, имеют КПД 13-16%, ), но со временем прогресс сокращает разрыв между ними.

— Тонкопленочные солнечные панели. Эти типы панелей состоят из ряда пленок, которые поглощают свет в различных частях электромагнитного спектра. Как правило, они изготавливаются из аморфного кремния (aSi), теллурида кадмия (CdTe), сульфида кадмия (CdS) и диселенида меди, индия (галлия).Этот тип панелей идеально подходит для применения в качестве гибких пленок на существующих поверхностях или для интеграции в строительные материалы, такие как кровельная черепица.

Эти типы станций вырабатывают электроэнергию, которая затем, как правило, напрямую подается в национальную сеть.

ФЭ-панель в Марке, Италия. Источник: CA ‘Marinello 1 / Flickr

Эти типы электростанций обычно состоят из следующих основных компонентов: —

— Солнечные панели, преобразующие солнечный свет в полезное электричество.Они, как правило, генерируют постоянный ток напряжением до 1500 В ;

— Этим предприятиям нужны инвесторы для преобразования постоянного тока в переменный ток

— У них обычно есть какая-то система мониторинга для контроля и управления заводом и;

— Они напрямую подключены к какой-либо внешней электросети.

— Если установка вырабатывает более 500 кВт и , они обычно также будут использовать повышающие трансформаторы.

1.1 Как работает солнечная фотоэлектрическая электростанция?

Солнечные фотоэлектрические электростанции работают так же, как небольшие бытовые фотоэлектрические панели или крошечные фотоэлектрические панели на вашем калькуляторе, но на стероидах.

Большинство солнечных фотоэлектрических панелей изготовлено из полупроводниковых материалов, обычно из кремния. Когда фотоны солнечного света попадают на полупроводниковый материал, генерируются свободные электроны, которые затем могут течь через материал, создавая постоянный электрический ток.

Это известно как фотоэффект в физике. Затем постоянный ток необходимо преобразовать в переменный ток (AC) с помощью инвертора, прежде чем его можно будет напрямую использовать или подавать в электрическую сеть.

Фотоэлектрические панели отличаются от других солнечных электростанций, поскольку они используют фотоэффект напрямую, без необходимости в других процессах или устройствах.Например, не нужен жидкий теплоноситель, такой как вода, как в солнечных тепловых установках.

Фотоэлектрические панели не концентрируют энергию, они просто преобразуют фотоны в электричество, которое затем передается в другое место.

2. Солнечные тепловые электростанции

Солнечные тепловые электростанции, с другой стороны, фокусируют или собирают солнечный свет таким образом, чтобы генерировать пар для питания турбины и выработки электроэнергии. Солнечные тепловые электростанции также можно подразделить на три различных типа: —

2.1 Линейные, параболические желобные солнечные тепловые и солнечные электростанции

Это наиболее распространенная форма солнечной электростанции, которая характеризуется использованием полей либо линейных U-образных параболических желобных коллекторов, либо солнечных тарелок. Эти типы объектов обычно состоят из большого «поля» параллельных рядов солнечных коллекторов.

Обычно они состоят из трех дискретных типов систем:

2.1.1. Системы параболических желобов

В параболических желобах используются отражатели в форме параболы, которые способны фокусировать на коллекторе от 30 до 100-кратных нормальных уровней солнечного света.Этот метод используется для нагрева особого типа жидкости, которая затем собирается в центральном месте для генерирования перегретого пара под высоким давлением.

Эти системы наклоняются, чтобы следить за солнцем в течение дня. Благодаря своей параболической форме отражатели такого типа способны фокусировать на коллекторе от 30 до 100 раз нормальной интенсивности солнечного света.

Самая долго действующая солнечная тепловая электростанция в мире, система производства солнечной энергии (SEGS) в пустыне Мохаве, Калифорния, является одной из таких электростанций.Первый завод, SEGS 1, был построен в 1984 году и проработал до 2015 года, а второй, SEG 2, работал с 1984 по 2015 год.

Пример системы параболического желоба. Источник: USA.Gov/Wikimedia Commons

Последняя построенная электростанция, SEGS IX, с мощностью производства электроэнергии 92 мегаватт (МВт) , была введена в эксплуатацию в 1990 году. Сегодня в настоящее время существует семь действующих станций SEGS с общей мощностью. 357 МВт — это делает ее одной из крупнейших солнечных ТЭЦ в мире.

2.1.2. Как это работает?

Эти солнечные тепловые электростанции работают за счет фокусировки солнечного света от длинных параболических зеркал на приемные трубки, которые проходят по длине зеркала в их фокусной точке. Эта концентрированная солнечная энергия нагревает жидкость, которая непрерывно течет по трубкам.

Эта нагретая жидкость затем направляется в теплообменник для кипячения воды в обычном паротурбинном генераторе для выработки электроэнергии.

2.2. Линейные концентрирующие системы

Линейные концентрирующие системы, иногда называемые отражателями Френеля, также состоят из больших «полей» зеркал, отслеживающих солнце, которые, как правило, выровнены в направлении север-юг для максимального захвата солнечного света.Эта установка позволяет рядам зеркал отслеживать солнце с востока на запад в течение дня.

2.2.1. Как это работает?

Подобно своим собратьям с параболическими зеркалами, линейные концентрирующие системы собирают солнечную энергию с помощью длинных прямоугольных U-образных зеркал. Однако, в отличие от параболических систем, в линейных системах отражателей Френеля приемная труба размещается над несколькими зеркалами, чтобы обеспечить большую мобильность зеркал при отслеживании солнца.

В этих типах систем используется эффект линзы Френеля, который позволяет использовать большое концентрирующее зеркало с большой апертурой и коротким фокусным расстоянием.Такая установка позволяет подобным системам фокусировать солнечный свет примерно в 30 раз нормальной интенсивности.

2.3. Солнечные тарелки и двигатели

В солнечных тарелках также используются зеркала для фокусировки солнечной энергии на коллекторе. Они, как правило, состоят из очень больших спутниковых антенн, покрытых мозаикой из маленьких зеркал, которые фокусируют энергию на приемнике в фокусной точке.

2.3.1. Как это работает?

Подобно параболической и линейной системам, зеркальная поверхность в форме тарелки направляет и концентрирует солнечный свет на тепловом приемнике в фокусе антенны.Этот ресивер передает выделяемое тепло двигателю-генератору.

Наиболее распространенным типом теплового двигателя, используемого в системах тарелка / двигатель, является двигатель Стирлинга. Нагретая жидкость из приемника посуды используется для перемещения поршней в двигателе для создания механической энергии.

Эта механическая энергия затем поступает в генератор или генератор переменного тока для выработки электроэнергии.

Солнечные антенны / двигатели всегда направляют прямо на солнце и концентрируют солнечную энергию в фокусе антенны.Коэффициент концентрации солнечной тарелки намного выше, чем у линейных концентрирующих систем, и она имеет температуру рабочей жидкости выше 749 градусов Цельсия .

Электростанция с линейным отражателем Френеля. Источник: energy.gov

Электрогенерирующее оборудование может быть установлено либо непосредственно в центральной точке антенны (отлично подходит для удаленных мест), либо собрано из множества тарелок и выработки электроэнергии, происходящей в центральной точке.

Армия США разрабатывает модель 1.Система мощностью 5 МВт на складе армии Туэле в штате Юта с 429 солнечными батареями двигателя Стирлинга.

3. Башни солнечной энергии

Башни солнечной энергии представляют собой интересный метод, в котором от сотен до тысяч плоских зеркал слежения за солнцем (гелиостатов) отражают и концентрируют солнечную энергию на центральной башне. Этот метод позволяет концентрировать солнечный свет в 1500 раз , чем это обычно возможно только от прямых солнечных лучей.

Один интересный пример такого типа электростанции можно найти в Юлихе, Северный Рейн-Вестфалия, Германия.Комплекс расположен на площади 18000 квадратных километров , на которой размещено более 2000 гелиостатов , которые фокусируют солнечный свет на центральной башне высотой 60 метров и высотой .

Министерство энергетики США и другие электроэнергетические компании построили и эксплуатировали первую демонстрационную солнечную электростанцию ​​недалеко от Барстоу, Калифорния, в 1980-х и 1990-х годах.

Некоторые в настоящее время также находятся в разработке в Чили.

Башня солнечной энергии Иванпа. Источник: Aioannides / Wikimedia Commons

Сегодня в США.С., в эксплуатации находятся три солнечные электростанции. Это объект солнечной энергии 392 МВт, Ivanpah в Айвенпа-Драй-Лейк, Калифорния, проект солнечной энергии 110 MВт Crescent Dunes в Неваде и 5 MW Sierra Sun Tower в пустыне Мохаве, Калифорния.

3.1. Как это работает?

Концентрированная солнечная энергия используется для нагрева воздуха в градирне до 700 градусов Цельсия . Тепло улавливается котлом и используется для производства электроэнергии с помощью паровой турбины.

Некоторые башни также используют воду в качестве теплоносителя. В настоящее время исследуются и испытываются более совершенные системы, в которых будут использоваться соли нитратов из-за их более высоких свойств теплопередачи и хранения по сравнению с водой и воздухом.

Возможность аккумулирования тепловой энергии позволяет системе производить электроэнергию в пасмурную погоду или ночью.

Эти солнечные электростанции идеально подходят для работы в районах с неблагоприятными погодными условиями.Они используются в пустыне Мохаве в Калифорнии и выдерживают град и песчаные бури.

4. Солнечный пруд

Солнечные пруды Солнечные электростанции используют бассейн с соленой водой, который собирает и накапливает солнечную тепловую энергию. Он использует технику, называемую технологией градиента солености.

Этот метод действует как тепловая ловушка в пруду, которую можно использовать напрямую или хранить для дальнейшего использования. Такая электростанция используется в Израиле на электростанции Бейт-ха-Арава с 1984 года.

Есть и другие примеры в Бхудже в Индии, строительство которых было завершено в 1993 году.

Источник: Quora

4.1. Как это работает?

Солнечные пруды используют большой объем соленой воды для сбора и хранения солнечной тепловой энергии. Соленая вода естественным образом образует вертикальный градиент солености, известный как галоклин, с водой низкой солености вверху и водой высокой солености внизу.

Уровни концентрации соли увеличиваются с глубиной, и, следовательно, плотность также увеличивается от поверхности до дна озера, пока раствор не станет однородным на заданной глубине.

Принцип довольно прост. Солнечные лучи проникают в пруд и в конечном итоге достигают дна бассейна.

В обычном пруду или водоеме вода на дне пруда нагревается, становится менее плотной и поднимается вверх, создавая конвекционное течение. Солнечные водоемы предназначены для того, чтобы препятствовать этому процессу, добавляя соль в воду, пока нижние уровни не станут полностью насыщенными.

Поскольку вода с высокой соленостью не смешивается легко с водой с низкой соленостью над ней, конвекционные потоки содержатся в каждом отдельном слое, и между ними происходит минимальное перемешивание.

Этот процесс концентрирует тепловую энергию и снижает потери тепла из воды. В среднем вода с высокой соленостью может достигать 90 градусов Цельсия , а слои с низкой соленостью поддерживают около 30 градусов Цельсия .

Эту горячую соленую воду можно откачать для использования в производстве электроэнергии, с помощью турбины или в качестве источника тепловой энергии.

.

ТОП-5 крупнейших солнечных электростанций в мире

Эта статья была обновлена ​​04.11.19

* По состоянию на июнь 2017 года Китай и Индия стали ведущими разработчиками крупномасштабных солнечных проектов.

Спрос на солнечную энергию в США растет, несмотря на экономический спад, благодаря государственным финансовым стимулам, некоторому снижению доступности кредитов и растущему общественному признанию ее экологических преимуществ. Хотя крупнейшие электростанции коммунального назначения находятся за пределами Соединенных Штатов, 2 завода, которые в настоящее время строятся в Калифорнии и Нью-Мексико, уравновесят европейское доминирование в крупномасштабных проектах по солнечной энергии.

Почетное упоминание — Проект солнечной энергии Камути — 648 МВт — Индия

Завод в Камути, Тамил Наду, имеет мощность 648 мегаватт и занимает площадь в 10 квадратных километров. Это делает его крупнейшей солнечной электростанцией в одном месте, получившей название от солнечной фермы Topaz в Калифорнии, имеющей мощность 550 МВт.

http://www.businessinsider.com/india-has-built-the-worlds-largest-solar-power-plant-2016-11

Honorable Mention — Солнечный парк плотины Лунъянся — 850 МВт — Китай

Солнечная электростанция на плотине Лунъянся — последняя разработка в Китае в длинной череде крупномасштабных проектов в области солнечной энергетики.Солнечная ферма в городе Цыси на востоке провинции Чжэцзян недавно попала в известность об установке 300 гектаров солнечных панелей над рыбной фермой. По данным государственного информационного агентства Синьхуа, ферма будет вырабатывать 220 гигаватт-часов электроэнергии в год — энергии, достаточной для 100 000 домашних хозяйств.

https://visibleearth.nasa.gov/view.php?id=89668

5а. Kurnool Ultra Mega Solar Park — 1000 МВт — Индия

С 900 МВт из 1000 МВт, уже введенных в эксплуатацию в парке Kurnool Ultra Solar Park, а остальные должны быть полностью введены в эксплуатацию в следующем месяце, он уже стал крупнейшим таким парком, опережающим 648 МВт солнечный парк, разработанный Адани в Тамил Наду и Солнечный парк Топаз в 550 МВт в Калифорнии.

http://www.thehindu.com/todays-paper/tp-national/tp-andhrapradesh/with-kurnool-solar-park-state-takes-a-giant-leap/article18289685.ece

5б. Датунская солнечная электростанция, верхняя база — 1000 МВт — Китай

С завершенной фазой I мощностью 1 ГВт и общей мощностью 3 ГВт в 3 фазы. Солнечная электростанция Датун в Китае может стать крупнейшей солнечной электростанцией в мире после завершения строительства. Согласно государственной статистике, с июля 2016 года по январь 2017 года Datong произвел в общей сложности 870 миллионов ватт электроэнергии, что эквивалентно более 120 миллионам ватт в месяц выработки электроэнергии.

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_photovoltaic_power_stations

4. Парк солнечных батарей Нур — 1117 МВт — Марокко

Солнечная электростанция в Уарзазате (OSPS), также называемая Нурской электростанцией, — это комплекс солнечной энергии, расположенный в регионе Драа-Тафилалет в Марокко, в 10 километрах (6,2 миль) от города Уарзазат в районе сельского совета Гессат. При мощности 1117 МВт это крупнейшая в мире концентрированная солнечная электростанция. С дополнительной фотоэлектрической системой на 72 МВт весь проект планируется произвести на пике мощности 1117 МВт после завершения и строится в три фазы и четыре части.Ожидается, что общая стоимость проекта составит 9 миллиардов долларов.

3. Солнечный парк Павагада — 1400 МВт — Индия

Парк солнечных батарей Павагада — это комплекс солнечных батарей мощностью 2 ГВт, который строится в Павагаде, район Тумкур, примерно в 180 км от Бангалора, штат Карнатака, Индия. Ожидается, что после завершения строительства она станет самой большой в мире солнечной электростанцией.

2. Солнечный парк в пустыне Тенггер — 1500 МВт — Китай

Солнечная электростанция мощностью 1547 МВт была установлена ​​в Чжунвэй, Нинся, на сегодняшний день является крупнейшей в мире солнечной батареей.В Китае ее называют «Великой солнечной стеной». Пустыня Тенггер — это засушливый природный регион, который занимает площадь около 36 700 км и находится в основном в автономном районе Внутренняя Монголия в Китае. Само солнечное поле покрывает 1200 км (3,2%) суши.

http://www.escn.com.cn/news/show-310093.html

1. Солнечный парк Бхадла — 2245 МВт — Индия

Площадь солнечного парка Бхадла около Джодхпура составляет более 4500 га, его мощность составляет 2245 МВт, и он будет запущен в декабре 2019 года.

Предыдущие крупнейшие сайты по состоянию на 2009 год

Солнечная электростанция Арнедо, Испания

Завод производит впечатляющие 34 ГВт-ч каждый год, что обеспечит электроэнергией 12 000 домохозяйств и предотвратит выброс 375 000 тонн CO2. Завод расположен на семидесяти гектарах и вмещает 172 000 панелей. Бюджет проекта составлял около 180 000 000 евро. Ла-Риоха, испанский регион, известный своим вином, уже покрывает 62% своей электроэнергии за счет возобновляемых источников.

Источник: Renewable Energy Magazine

.

Солнечный парк Вальдполенц, Германия

Waldpolenz Solar Park, крупнейшая в мире тонкопленочная фотоэлектрическая (PV) энергетическая система, построена на военной авиабазе к востоку от Лейпцига в Германии.Электростанция представляет собой солнечную энергетическую систему мощностью 40 мегаватт, в которой используется самая современная тонкопленочная технология. текущее время utc. Используется 550 000 тонкопленочных модулей First Solar, которые поставляют 40 000 МВт электроэнергии в год. Инвестиционная стоимость солнечного парка Вальдполенц составляет около 130 миллионов евро.

Источник: Википедия

Фотоэлектрическая электростанция Моура, Португалия

Фотоэлектрическая электростанция Моура расположена в муниципалитете Моура, в Алентежу, Португалия, который является одним из самых солнечных регионов Европы, а также одним из самых экономически депрессивных.Его строительство состоит из двух этапов, первый из которых будет построен за 13 месяцев и завершен в 2008 году, а второй будет завершен к 2010 году, а общая стоимость проекта составит 250 миллионов евро.

Электростанция будет иметь установленную мощность 46 МВт с общим количеством более 376 000 солнечных панелей. Почти 190 000 панелей (32 МВт) установлены на стационарных конструкциях, 52 000 (10 МВт) на одноосных трекерах, которые следуют за солнцем по небу, и еще 20 МВт мощности будут добавлены во время второй фазы проекта.Он займет площадь в 320 акров (130 гектаров), производя 88 ГВт-ч электроэнергии в год.

Источник: Википедия

Фотоэлектрический парк Пуэртольяно, Испания

Renovalia разработала эту электростанцию ​​в Пуэртольяно, Сьюдад-Реаль, где находится энергетический парк с установленной мощностью 50 мегаватт (МВт). Вырабатываемая здесь мощность эквивалентна годовому внутреннему потреблению электроэнергии примерно 39 000 домохозяйств. Вырабатываемая здесь энергия заменит теоретический сброс 84 000 тонн CO2 в год или 2.1 миллион тонн CO2 за 25 лет производства.

Источник: El Economista

Фотоэлектрический парк Olmedilla, Испания

Фотоэлектрический (PV) парк Olmedilla использует 162 000 плоских солнечных фотоэлектрических панелей для выработки 60 мегаватт электроэнергии в солнечный день. Строительство всего завода было завершено за 15 месяцев и обошлось примерно в 530 миллионов долларов по текущему обменному курсу. Olmedilla была построена с использованием обычных солнечных панелей, которые сделаны из кремния и имеют тенденцию быть тяжелыми и дорогими.

Источник: Scientific American

Солнечная ферма Rancho Cielo, США

Солнечная ферма Rancho Cielo — крупнейшая предлагаемая солнечная ферма в Соединенных Штатах. Он расположен в промышленном районе в Белене, штат Нью-Мексико, под названием Rancho Cielo, и, как ожидается, обеспечит большую часть энергии сообщества, когда он будет завершен. Ожидаемая стоимость строительства составляет 840 миллионов долларов, он обеспечит 600 МВт электроэнергии и будет охватывать территорию в 700 акров (280 га). Солнечная ферма будет использовать тонкопленочные кремниевые панели, которые будут строиться на месте.

Источник: Википедия

Солнечная ферма Топаз, США

Topaz Solar Farm — это солнечная фотоэлектрическая электростанция мощностью 550 мегаватт (МВт), которая будет построена First Solar, Inc. (производитель тонкопленочных кремниевых солнечных модулей) на равнине Карризо, к северо-западу от Калифорнийской долины, стоимостью более 1 миллиарда долларов. . 14 августа 2008 г. Pacific Gas and Electric объявили о соглашении о покупке всей электроэнергии у электростанции.

Источник: Википедия

.

солнечных электростанций: последние новости, фотографии, видео о солнечных электростанциях

.

Стоковая фотография солнечной электростанции. Изображение зеркала

Дизайнеры также выбрали эти стоковые фото

Кабели

Фон натуральный камень

Качающееся и статическое электричество

Наборы счетчиков электроэнергии

Ветряки на зеленых холмах

Набор звуковых волн.Музыкальный фон. EPS 8

Солнечная тепловая энергия

Гелиотермальная электростанция

Солнечная тепловая электростанция недалеко от Гуадикс, Испания

Солнечная тепловая электростанция

Солнечная тепловая электростанция

Тепловые зеркала на солнечных батареях

Двойная накачка для черного золота

Угольная и газовая электростанция на острове Ламма в По Ло Цуй, Гонконг

Похожие изображения

Электростанция, использующая возобновляемую солнечную энергию на облаке голубого неба.

Электростанция, использующая возобновляемую солнечную энергию

Вид с воздуха на солнечную электростанцию. Электрощиты для производства экологически чистой энергии

Солнечная электростанция

Крышная солнечная энергетическая и тепловая электростанция

Солнечная энергия

солнечная энергия

Панели солнечных батарей с солнечными лучами и голубым небом

Чистая энергия, вырабатываемая станциями солнечных панелей и ветряными мельницами, по сравнению с традиционной энергией на угольной электростанции

Панели солнечных батарей на электростанции

Электростанция на возобновляемой солнечной энергии с городской застройкой

Солнечная электростанция

Абстрактная концепция электростанции, использующей солнечную энергию

Панели солнечной энергии, ветряные турбины и атомная электростанция

.