что такое солнечная станция

Какую электростанцию на солнечных модулях выбрать для частного дома: обзор от сетевых до автономных

Солнечные электростанции ( СЭС ) включают в себя фотоэлектрические модули ( ФЭМ ), которые преобразуют солнечную энергию в электрическую. В зависимости от комплектации СЭС могут быть с аккумуляторными батареями ( АКБ ), которые накапливают электроэнергию в светлое время суток и могут отдавать ее по мере необходимости в темное время суток или в случае перебоев в электроснабжении. Так же СЭС могут быть без аккумуляторных батарей, такие СЭС позволяют снизить расходы за электроснабжение вашего дома из центральной электросети.

Разберемся, какие комплекты СЭС бывают и как выбрать комплект с учетом ваших индивидуальных потребностей.

Сетевые солнечные электростанции

Схема подключения сетевой системы

Основное преимущество сетевых СЭС в уменьшении электропотребления из центральной сети и как следствие снижение расходов на электроэнергию.

Плюсы и минусы

Сетевые солнечные электростанции используются для снижения потребляемой электроэнергии от центральной сети общего пользования.

Привлекают такие СЭС низкой ценой, что вытекает из простоты конструкции. Они состоят из фотоэлектрических модулей, которые улавливают свет, и инвертора, который позволяет постоянный ток преобразовать в переменный, необходимый для работы приборов. Конструкция простая, неприхотливая и надежная.

Гетероструктурные, к тому же, имеют самые лучшие показатели производительности при облачной или пасмурной погоде. Гетероструктурные модули входят в комплект «Базовый» от Мосэнергосбыт.

Фотоэлектрический модуль HVL 290, который предлагается в данном комплекте, изготовлен отечественным производителем «Хевел» с использованием гетероструктурных технологий. Эти модули отличаются низкими показателями деградации и длительной гарантией на сохранение мощности – 25 лет.

Автономные электростанции на солнечных модулях

Такие СЭС нужны для обеспечения электричеством домов, которые по каким-либо причинам не могут быть подключены к центральной сети. Они могут выступать как самостоятельные источники энергии, так и использоваться совместно с электрогенераторами.

Ток, вырабатываемый солнечной электростанцией в светлое время суток поступает на приборы и заряжает аккумуляторную батарею. В условиях недостаточной освещённости или в темное время суток расходуется заряд аккумулятора.

Схема подключения автономной системы

Наличие АКБ значительно повышает стоимость автономных солнечных электростанций, однако, при значительном удалении и отсутствии возможности подключения к центральной электросети установка такой станции может быть единственной возможностью для электрификации вашего дома.

Помимо постоянного снабжения электричеством домов, которые не подключены к общей сети, такие электростанции могут помочь сократить время работы генераторов (при их наличии), продлить амортизационный ресурс, увеличить сроки между обязательными техническими обслуживаниями ( ТО ) и снизить расход топлива.

Плюсы и минусы

Помимо высокой цены, недостатком является и необходимость периодической замены аккумуляторных батарей. Частота смены аккумулятора зависит от интенсивности использования и режима работы, соблюдения рекомендаций производителя по глубине предельного разряда и по температурным режимам в ходе эксплуатации. При выборе солнечных электростанций нужно обратить внимание на такие характеристики, как:

Источник

Солнечные электростанции: какие они бывают, как устроены и принцип их работы

Количество СЭС по всему миру увеличивается примерно на 20% в год. Еще быстрее растет их общая производительность и популярность среди бизнесменов и населения. Чтобы понять, почему солнечная электростанция становится серьезным конкурентом ископаемым видам топлива, необходимо начать с того, что это за комплекс, как он работает и насколько выгоден в эксплуатации. Наша статья посвящена подробному разбору этих вопросов.

Что такое солнечная электростанция

Любая СЭС представляет собой специализированный комплекс оборудования, способный улавливать электромагнитное излучение солнца и преобразовывать его в тепловую или электрическую энергию.

Для этого использовались разные технологии, которые с годами совершенствовались.

Наиболее ранний известный метод позволял получать энергию за счет перепада температур в герметичной прозрачной башне. Его использовали на французских фермах еще в 19 столетии.

Следующим технологическим решением стала система зеркал, размещаемых концентрическими кругами вокруг высокой центральной башни, на которой устанавливался бак с теплоносителем. Фокусировка лучей от каждого зеркала нагревала бак до температур от 500 до 700°C. Теплоноситель превращался в перегретый пар, передающийся на лопатки турбин. К сожалению, эффективные установки подобного рода требовали огромных площадей, а небольшие домашние солнечные электростанции смонтировать таким путем было невозможно.

Гораздо более прогрессивными и перспективными являются современные СЭС на базе фотоэлектрических солнечных панелей. Теоретическая эффективность таких установок может достигать 80%, а их размеры могут колебаться от миниатюрной батареи на поясе до огромных ферм, занимающих сотни квадратных километров.

В связи с этим далее мы будем рассматривать только станции, генерирующие энергию с помощью фотоэлектрических батарей.

Как устроена солнечная электростанция

Основными элементами СЭС являются:

Гелио модули (солнечные батареи)

Каждый из них представляет собой набор полупроводниковых ячеек, уложенных рядами на прочное основание. Сверху модуль закрывает особо прочное прозрачное стекло, а передача тока осуществляется через токопроводящие полоски.

В большинстве случаев торцы панели защищает алюминиевая рама, однако существуют модели, созданные по безрамной технологии. В крупных солнечных электростанциях модули могут объединяться в группы, соединяясь одним из трех способов:

Благодаря такому решению можно получать на выходе любые, наперед заданные, силу тока и его напряжение.

Количество фотоэлектрических ячеек в одной панели солнечной электростанции для дома обычно составляет несколько десятков, хотя существуют варианты и с сотнями элементов. Сами ячейки создаются по различным технологиям, связанными с особенностями полупроводниковых материалов. Наиболее распространенными из них являются:

1. Монокристаллический кремний Mono-Si. Панели на его основе идеальны для южных скатов крыш и земельных участков, где есть возможность направить рабочие поверхности батарей строго на солнце. Максимальный КПД таких панелей 22-24%, но при отклонении условий освещения от идеала быстро снижается.

2. Поликристаллический кремний Poli-Si. Используется в местах с умеренным уровнем солнечной инсоляции. Его несколько меньшая эффективность, чем у монокристаллов (16-20%), компенсируется среднегодовым ростом производительности за счет не столь значительного падения КПД при воздействии неблагоприятных факторов.

3. Теллурид кадмия CdTe. Редкоземельный композит, позволяющий создавать гибкие тонкопленочные, а не жесткие батареи. Еще менее чувствителен к углам наклона, облачности, рассеянному свету и перепадам температур.

4. Дорогостоящие редкоземельные элементы – галлий, германий, индий. Применяются преимущественно в модулях, где вопрос, сколько энергии вырабатывает солнечная электростанция, более важен, чем ее стоимость. Основными покупателями панелей данного типа являются компании, работающие в аэрокосмической промышленности.

Инверторы

Второй по важности элемент любой солнечной электростанции – устройство, называемое инвертором. Его присутствие в схеме необходимо, поскольку батареи вырабатывают постоянный ток, а в электросетях используется переменный. Именно эту задачу и выполняет инверторный преобразователь.

В зависимости от того, как будет работать солнечная электростанция – автономно, в тандеме с сетью или смешанно, приобретается инвертор соответствующего типа. Подключение прибора осуществляется с точным соблюдением полярности между группой генерирующих ток модулей с одной стороны и всеми прочими элементами системы – с другой.

При выборе инвертора ориентируются на следующие важные характеристики:

величина входного напряжения;

Контроллеры заряда

Требуются только в промышленных или домашних солнечных электростанциях, использующих аккумуляторные батареи для накопления заряда. На рынке имеется широкий выбор контроллеров, значительно отличающихся функциональными возможностями, качеством и долговечностью.

Выбор контроллера зависит преимущественно от общей мощности, производительности и стоимости электростанции.

АКБ – аккумуляторные батареи

Любая солнечная электростанция для дома или дачи, работа которой планируется в круглосуточном режиме, имеет в своем составе аккумуляторные батареи. При наличии солнца в них накапливается избыток генерации. При его отсутствии сохраненная в АКБ энергия отдается обратно в сеть.

В зависимости от потребностей и финансовых возможностей владельца, для станции выбирается один из следующих типов аккумуляторов:

Кроме того, у литиевых АКБ в 5 раз ниже удельный вес на единицу плотности энергии

Периферия

Основные элементы солнечной электростанции не могут быть объединены в единую систему без периферии. На вопрос, что это такое, обычно называют соединительные кабели с разъемами MC4, а также крепежные конструкции для СЭС всех видов.

Общим требованием к периферийным материалам является их надежность, долговечность и устойчивость к неблагоприятным погодным условиям.

Иногда в эту же категорию записывают различные электронные блоки и платы – комплектующие к различному оборудованию солнечных электростанций, подлежащие замене при необходимости.

Как работает солнечная электростанция

Функционирование таких систем основано на принципе фотоэлектрического эффекта. Заключается он в следующем:

В автономных солнечных электростанциях вся сгенерированная энергия остается в системе. Часть ее идет на потребление, питая разнообразные электроприборы, светильники и прочее электрическое оборудование. Другая часть накапливается в АКБ, чтобы поддерживать потребление на том же уровне в ночное время суток и при пасмурной погоде. Сколько будет стоить такая солнечная электростанция, зависит от потребностей владельцев. Для загородного дома оптимальной будет СЭС на 10-20 кВт. На временно посещаемой даче может оказаться достаточно и 3-5 кВт.

Задача сетевых вариантов СЭС несколько иная. Как работает сетевая солнечная электростанция? Она подключена к централизованным электросетям, а ее схема содержит мульти тарифный счетчик. Это позволяет как получать часть недостающей энергии из сети, так и продавать излишки генерации государству по зафиксированным законодательством «зеленым тарифам». Поскольку последние в Украине достаточно высоки, владельцы таких СЭС стремятся установить максимально возможные мощности, приносящие высокую прибыль. АКБ в подобных системах не предусмотрены.

Гибридный тип солнечных электростанций объединяет в себе возможности первого и второго класса СЭС. Такие установки могут работать автономно либо в режиме получения/отдачи электроэнергии из внешних сетей. Для них удельная цена киловатта мощности максимальна, поскольку конструкция должна включать все основные элементы, необходимые для первых и вторых разновидностей станций.

Сколько стоит солнечная электростанция

Наиболее дешевым вариантом считается покупка б/у обрудования из Европы. Недостаток такого приобретения очевиден, и связан с невозможностью объективной оценки реальной эффективности станции и оставшийся срок службы панелей.

Вторым по уровню затрат является приобретение бюджетных комплектующих от малоизвестных китайских фирм. Их оборудование на 20-30% дешевле батарей, инверторов, аккумуляторов и периферии от компаний из всемирно известного рейтинга TIER-1 Bloomberg, но уступает качеством и долговечностью.

Поэтому перед покупкой специалисты советуют рассматривать только третий вариант и строить расчет на том, сколько будет стоить солнечная электростанция для дома от проверенных производителей.

Приведем несколько наиболее востребованных примеров.

1. Сколько стоит солнечная электростанция на 5 кВт

Ориентировочно вам понадобится приобрести следующий комплект для наиболее дешевой сетевой СЭС:

Таблица ориентировочной стоимости СЭС на 5 кВТ

С учетом расходов на сдачу «под ключ», куда войдет оформление «зеленого тарифа» и мульти тарифный счетчик с АСКУЭ, общая сумма составит примерно $ 4800.

Автономная станция обойдется немного дороже, поскольку потребует включения в список качественных АКБ, но исключение из него счетчика и оформления разрешений на «зеленый тариф».

2. Сколько будет стоить солнечная электростанция на 10 кВт

Принцип расчета здесь почти аналогичен. Вам потребуется приобрести:

9100

Таблица ориентировочной стоимости СЭС на 10 кВТ

3. Сколько стоит солнечная электростанция на 30 кВт

Никаких принципиальных изменений при определении общей стоимости такой, второе более мощной СЭС, делать не нужно. Однако необходимо принять во внимание следующее соображение.

Для такой станции потребуется более 100 батарей на 250-275 ватт, или около 200 кв. метров свободного пространства. Замена на более производительные 300-400 ваттные панели несколько сэкономит место, но южных скатов крыши даже большого дома может оказаться недостаточно. Поэтому необходимо будет рассмотреть вариант с установкой на земле. Но площадь свободного участка придется увеличить почти вдвое, чтобы не допустить падения тени от одних наклонно установленных модулей на другие, соседние.

Сколько вырабатывает солнечная электростанция

Для примера рассмотрим вариант СЭС мощностью 5 киловатт, а далее проведем простое умножение полученных результатов для станций на 10, 20 и 30 кВт соответственно.

5 кВт

Солнечная электростанция указанной мощности сможет выработать за год:

С помощью специальных online-калькуляторов для СЭС легко подчитать, что за минусом потребления энергии самим оборудованием и согласно действующих «зеленых тарифов» срок окупаемости составит 8,5 года. Все последующие годы вы будете получать от 500 до 600 долларов чистой прибыли.

Важно! При расчете следует учитывать поправку на уровень солнечной инсоляции места установки для каждого региона Украины.

Таким образом, даже сравнительно маломощная 5-киловаттная домашняя солнечная электростанция вполне может использоваться как бизнес.

Для сетевых СЭС на 10, 20 или 30 киловатт все приведенные выше цифры понадобится просто умножить на 2, 4 и 6 соответственно.

Устанавливайте солнечные электростанции и пользуйтесь всеми преимуществами чистой энергии!

2 комментария к “Солнечные электростанции: какие они бывают, как устроены и принцип их работы”

Это расчет для Украины. А вот у нас в России «зеленого тарифа» нет. Любой желающий не сможет работать в общую сеть имея ООО. И тарифы на Украине гораздо выше поэтому выгодно.

Да, различия действительно есть.

Оставьте комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Источник

Сетевые солнечные электростанции: выгодное вложение для домовладельцев

Интерес к возобновляемым источникам электроэнергии (ВИЭ) во всем мире с каждым годом только растет и наша страна не исключение. В рамках программы государственной поддержки разрабатываются законодательные акты, ориентированные на развитие альтернативной энергетики не только в промышленных масштабах, но и в частной сфере. С принятием ФЗ № 35 «Об электроэнергетике» у домовладельцев появилась возможность перейти на качественно новый уровень – полноценно использовать сетевые солнечные электростанции. При участии специалиста компании ХЕВЕЛ разберемся с основными аспектами работы этих систем, их преимуществами и особенностями.

Содержание

Что такое микрогенерация

В европейских странах микрогенерация развивается уже три десятилетия, у нас она делает только «первые шаги», но о перспективности данного направления говорит хотя бы тот факт, что даже в Великобритании почти на миллионе частных домов установлены фотоэлектрические модули. А ведь ее вполне обоснованно называют Туманным Альбионом из-за характерных климатических условий. В нашей стране сетевые солнечные электростанции, функционирующие параллельно с электрическими сетями, появились сравнительно недавно. Параллельный режим работы сетевой солнечной электростанции обеспечивает двусторонний обмен: электроэнергия может, как подаваться от генератора в централизованную электросеть, так и потребляться из сети при необходимости. Для учета отданной и потребленной электроэнергии используются двунаправленные (реверсные) счетчики. Сетевые солнечные электростанции – это возможность обеспечивать собственные потребности в электроэнергии в дневное время суток и продавать излишки.

Согласно принятому ФЗ № 35 «Об электроэнергетике», каждый частник или юридическое лицо, установивший солнечную электростанцию мощностью до 15 кВт, имеет право отдать имеющиеся излишки в сеть. А сбытовая организация обязана эту выработанную, но не потребленную электроэнергию у объекта микрогенерации приобрести.

Такую мощность электросети выделяют для объектов индивидуального жилищного строительства, а также для предприятий малого и среднего бизнеса, логично, что и за предел для микрогенерации взяли равное значение.

Если же количество выработанной электроэнергии превысит объем потребляемой, то избытки можно реализовать. Например, в регионах с повышенной солнечной активностью или при снижении потребления в период отпусков, когда дома никого нет. А раз цели заработать на выработке электричества не стоит, то и налогообложение возможного дохода от продажи электроэнергии не предусмотрено.

Почему для домовладельцев выгодны сетевые солнечные электростанции

На данном этапе, когда технологии энергоэффективного, а, тем более, пассивного строительства распространены минимально, энергопотребление в частных домах выше, чем в городских квартирах. Не в последнюю очередь это связано с энергозависимыми автономными системами жизнеобеспечения. То есть, к стандартному набору потребителей (осветительные приборы, бытовая техника, гаджеты), добавляются объекты системы водоснабжения, отопления, канализации. Ввиду чего счета за электричество «съедают» львиную долю бюджета эксплуатации дома. Сетевые солнечные электростанции – это реальная возможность сокращения затрат на электроэнергию. Даже в регионах с относительно низкой солнечной активностью правильно подобранные по мощности солнечные модули полностью покроют потребности домовладения в дневное время.

Солнце на большей части РФ со среднегодовым КИУМ (коэффициент использования установленной мощности) солнечных электростанций 14-16 %. И при поднятии магистрального тарифа до 4-8,5 руб/кВт*ч (в зависимости от региона РФ) население, при наличии права взаимозачитывать выработку и личное потребление – начнет ставить себе эти панели с сетевыми инверторами. Даже учитывая невысокий КИУМ солнечных панелей!

Для участников портала тема микрогенерации и сетевых солнечных электростанций представляет все больший интерес, особенно ввиду постоянного роста тарифов на электроэнергию.

Закон о микрогенерации, это социальный закон, заблаговременный костыль (заранее, для некоторой части россиян), будущий ограничитель жадности энергосбытов – в частном секторе, в частных домах, в которых, кстати, зачастую теперь живут и сами власти (министры и депутаты)… Имейте ввиду, что тарифы на электроэнергию для физических лиц обязательно будут расти – льготы по тарифам физическим лицам будут отменять, принципиальное решение уже принято, под эгидой якобы ухода от перекрестного субсидирования.

В чем эти меры выразятся предметно?

Стоит отдавать себе отчет, что установка сетевой солнечной электростанции – это независимость от постоянного роста тарифов за счет экономии на энергоносителях. Касательно гипотетической возможности заработка за счет реализации излишков, на данном этапе это сомнительно. И дело не только в потреблении львиной доли генерируемой энергии, но и в действующей схеме.

Посмотрел поправки. С ними (возмещение по оптовой стоимости, это 1-2 руб/кВт*ч) закон для тех, кто не эколог в душе и не готов из своего кармана платить за более чистый воздух, бесполезен. Но тем, у кого есть возможность напрямую тратить большую часть энергии солнца в момент ее прихода, на свои потребители, стиралки, насосы, бойлеры, компьютеры, аккумуляторы и т. п. и такая возможность (по опту сдавать) будет не лишней, поскольку сейчас излишки у них просто пропадают.

На текущий момент домовладельцы приобретают электроэнергию по розничным тарифам, которые, в зависимости от региона и наличия/отсутствия соцнорм, варьируются в достаточно широком диапазоне. А в сеть сбытовой организации отдавать излишки, выработанные сетевой солнечной электростанцией будут по оптовой стоимости.

По самым оптимистичным прогнозам тарифы на электроэнергию за это время существенно вырастут и все вложения гарантированно окупятся. С учетом того, что система не требует какого-то сложного обслуживания, не нуждается в замене расходных материалов, а, значит, не требует регулярных капиталовложений, даже при действующих законах микрогенерация на базе солнечной энергии – перспективна.

Нюансы реализации электроэнергии, вырабатываемой сетевой солнечной электростанцией

Теоретически алгоритм достаточно простой.

Энергосбытовая компания обязана приобрести у собственника избыточную мощность по заранее установленному тарифу. Это позволит собственнику снизить затраты на электричество, потребленное из сети, не только за счет использования солнечной энергии в дневное время, но и за счет отдачи избытков в сеть.

За рубежом, например, в Польше, все действительно элементарно и в сжатые сроки, так как там микрогенерацию внедрили гораздо раньше, и все процессы отработаны до автоматизма. Скорее всего, спустя некоторое время, закон о микрогенерации в России будет так же слаженно работать.

Пока же, главное, начать.

Найдутся (неизбежно) в России десятки таких человек, которые пробьют, если понадобится и через ФАС и суды договора на микрогенерацию с ГП и сетями, опишут свои пути в интернете, а имея успешные примеры, затем потянутся и другие. Сначала будет немного людей (по числу энтузиастов), потом, надеюсь, больше.

Есть и «первая ласточка».

Сегодня получил ответ от Россети по форме 123 (подключение объектов микрогенерации). Требуют предоставить уточняющие данные. Загвоздка у меня будет только с Актом об осуществлении ТП, т. к. осуществлялось оно 80 лет назад, и на руках его нет, а если бы и было, то мощность там наверняка была выделена небольшая. Буду обращаться, чтобы выдали дубликат (по закону в течение семи дней после подачи заявления) Акта ТП.

Вывод

Сетевые солнечные электростанции, это не только экологичный и надежный, но и перспективный источник электроснабжения для частного дома. И даже с учетом первоначальных вложений, ввиду роста тарифов на электроэнергию, сроки окупаемости оборудования вполне могут порадовать.

Подробнее о специфике работы и оптимальной мощности сетевых солнечных электростанций – в предыдущей тематической статье. Обсуждение микрогенерации в отечественных реалиях – в профильной ветке на форуме. В видео – как сделать дом автономным и не платить за электроэнергию.

Источник