Плюсы и минусы солнечной энергии

Как выбрать солнечную электростанцию для дома

Как работает солнечная электростанция

Первые солнечные электростанции появились в США, хотя идея их создания принадлежала советскому инженеру Н. В. Линицкому. Принцип работы солнечных генераторов прост: энергия Солнца преобразуется фотоэлементами батарей в солнечное излучение, передаваемое к контролеру заряда. Постоянный ток передается на инвертор, а там, преобразуясь в переменный 220 В, идет в электрическую сеть жилища. Батареи соединены в цепь, образуя систему автономной солнечной электростанции. Избыток энергии направляется в коммунальные электросети. При нехватке энергии ее восполняют из коммунальной сети, поддерживая таким образом стабильный режим напряжения и силы тока.

Солнечная энергетика переживает бурный период развития, намного опережая другие альтернативные источники энергообеспечения. Каждые три года объемы генерации энергии солнечными станциями увеличиваются вдвое, и темпы продолжают расти. Преимущества, недостатки солнечных электростанция и отзывы о них активно обсуждаются потребителями в интернете. Сегодня многие задумываются об установке СЭС и хотят знать об их достоинствах.

Плюсы и минусы солнечных электростанций

К преимуществам таких станций отнесем:

• Постоянный бесплатный источник питания
• Возможность увеличения мощности системы до 30 кВт
• Короткий срок окупаемости СЭС 4-5 лет делает ее экономически очень выгодной
• Бесшумность и абсолютная экологическая безопасность
• СЭС не требуют технического обслуживания
• Большой ресурс эксплуатации. Любая солнечная электростанция (СЭС) работает более 25 лет
• Развитый сервис и гарантийное обслуживание компонентов

Из недостатков отметим:

• Доля солнечной энергетики в общем объеме генерации электроэнергии очень мала. Эффективность, например, ядерной энергетики гораздо выше, чем солнечной
• На выработку электроэнергии СЭС влияет погода: из-за неблагоприятных условий объем производства может резко сократиться
• Для выработки достаточного объема электроэнергии требуются большие площади солнечных батарей

Несмотря на недостатки, СЭС активно отвоевывают энергорынок. Способствует этому и снижение стоимости оборудования ‑ еще совсем недавно развитию технологии мешали высокие цены на солнечные электростанции.

Сколько стоит комплект солнечной электростанции для дома

Приведу несколько примеров стоимости комплекта солнечных электростанций для дома.

1. Электростанция «Солнечная дача», 1.6 кВт/400Ач/1000 Вт, совместное производство Россия-Китай, цена 159 660 рублей за комплект

Предназначена для обеспечения электричеством небольших объектов, не подключенных к электросетям. При эксплуатации в средней полосе России в солнечный период (апрель-сентябрь) станция производит 4,4 кВт ч в сутки, осенью и зимой до 2,0 кВт ч в сутки.

В комплект входит:

1. Панель солнечная 250 Вт ‑ 4 шт.
2. Контролер АКБ ‑ 1 шт.
3. Инвертор Expert MKS ‑ 1 шт.
4. Аккумуляторная батарея ‑ 2 шт.
5. Стеллаж ‑ 1 шт.
6. Щит автоматического управления ‑ 1 шт.
7. Комплект проводов ‑ 1 шт.

Дополнительно потребуется: монтажные крепления панелей и комплект кабелей для удаления более 5 м. Минимальный срок службы СЭС 25 лет. Элементы станции не требуют сервисного обслуживания в период эксплуатации.

2. Электростанция «Солнечный Дом», 2.4 кВт, 400Ач, 500 Вт», совместное производство Россия-Китай, цена 143 980 рублей за комплект

Предназначена для обеспечения электричеством объектов, не подключенных к электросетям. При эксплуатации в средней полосе России в солнечный период (апрель-сентябрь) станция производит 3,6 кВт ч в сутки, осенью и зимой до 1,2 кВт ч в сутки.

В комплект входит:

1. Панель солнечная 250 Вт ‑ 2 шт.
2. Инвертор, контроллер заряда ‑ 1 шт.
3. Аккумуляторная батарея гелиевая, 200Ач ‑ 2 шт.
4. Стеллаж ‑ 1 шт.
5. Щит автоматического управления ‑ 1 шт.
6. Комплект проводов ‑ 1 шт.

Можно подключить суммарно:

• свет 40 Вт, на 5 часов в сутки;
• ТВ 150 Вт, на 5 часов в сутки;
• холодильник 150 Вт, на 10 часов в сутки;
• насос для воды 1000 Вт, на 0,5 часа в сутки.

Дополнительно потребуется: системы установки и крепления панелей и кабели для удаления более 5 метров. Требуется сервисное обслуживание.

3. Электростанция «Солнечный дом», 12 кВт*ч/сутки, совместное производство Россия-Китай, цена 456 900 рублей за комплект

Предназначена для обеспечения электричеством дома с полным набором электротехники, в котором живут до 5 человек. При эксплуатации в средней полосе России в солнечный период (апрель-сентябрь) станция производит 15 кВт ч в сутки.

В комплект станции входят:

1. Батарея солнечная монокристаллическая, 200 Ватт ‑ 12 шт.
2. Аккумуляторы гелиевые ‑ 8 шт.
3. Контроллер заряда – 1 шт.
4. Источник питания – 1 шт.
5. Соединительные разъемы ‑ 10 пар
6. Разветвители – 3 пары
7. Кабель – 60 м
8. Перемычки соединения аккумуляторов последовательные ‑ 6 шт.
9. Перемычки соединения аккумуляторов параллельные – 2 шт.

Позволяет подключить суммарно:

• Свет ‑ 75 Ватт, на 5 часов в сутки
• ТВ ‑ 70 Ватт, на 3 часа в сутки
• Холодильник ‑ 200 Ватт, на 8 часов в сутки
• Чайник ‑ 2000 Ватт, на 0,5 часа в сутки
• Насос для воды ‑ 1000 Ватт, на 0,5 часа в сутки
• Котельная автономная ‑ 100 Ватт, на 6 часов в сутки
• Компьютер ‑ 300 Ватт, на 4 часа в сутки
• Кондиционер ‑ 500 Ватт, на 9 часов в сутки

Сервисное и гарантийное обслуживание на территории РФ.

Выводы

В настоящее время солнечные батареи используются, в основном, в регионах, где нет возможности подключения к электрическим сетям. Однако с течением времени альтернативные источники энергии становятся все более дешевыми и перспективными, растет их КПД, технологические возможности, появляются новые способы управления, аккумулирования энергии и т. д. Государственная политика также направлена на стимулирования экологически безопасных способов энергообеспечения. Можно с уверенностью прогнозировать в ближайшем будущем выход солнечной энергетики на новый уровень, хотя уже сегодня использование СЭС экономически оправдано.

Альтернативная энергия Альтернативная энергетика, возобновляемые источники энергии, энергетические ресурсы планеты.

Преимущества и недостатки солнечной энергетики

Солнечная энергетика – отрасль хозяйства, связанная с использованием солнечного излучения для получения энергии. Солнечная энергетика использует неисчерпаемый источник энергии, не вызывает вредных отходов и является экологически чистой.

Солнечная энергетика основывается на том, что поток солнечного излучения, проходящего через участок площадью 1 м.кв., расположенный перпендикулярно потоку излучения на расстоянии одной астрономической единицы от Солнца (на входе в атмосферу Земли), равен 1367 Вт/м.кв. (cолнечная постоянная). Через поглощение, при прохождении атмосферы Земли, максимальный поток солнечного излучения на уровне моря (на Экваторе) – 1020 Вт/м.кв. Однако следует учесть, что среднесуточное значение потока солнечного излучения через единичный горизонтальный участок как минимум в три раза меньше (из-за смены дня и ночи и изменения угла солнца над горизонтом). Зимой в умеренных широтах это значение еще в два раза меньше.

Известны следующие способы получения энергии за счет солнечного излучения:

1. Получение электроэнергии с помощью фотоэлементов.

2. Преобразование солнечной энергии в электрическую с помощью тепловых машин:
а) паровые машины (поршневые или турбинные), использующих водяной пар, углекислый газ, пропан-бутан, фреоны;
б) двигатель Стирлинга и т.д.

3. Гелиотермальная энергетика – преобразование солнечной энергии в тепловую за счет нагрева поверхности, поглощающей солнечные лучи.

4. Солнечные аэростатные электростанции (генерация водяного пара внутри баллона аэростата за счет нагрева солнечным излучением поверхности аэростата, покрытой селективно-поглощающим покрытием).

Фотоэлектрические преобразователи работают днем, а также в утренних и вечерних сумерках (с меньшей эффективностью). При этом пик электропотребления приходится именно на вечерние часы. Кроме этого, произведенная ими электроэнергия может резко и неожиданно колебаться из-за изменений погоды. Для преодоления этих недостатков на солнечных электростанциях используются эффективные электрические аккумуляторы. На сегодняшний день эта проблема решается созданием единых энергетических систем, объединяющих различные источники энергии, которые перераспределяют производимую и потребляемую мощность.

Сегодня цена солнечных фотоэлементов сравнительно высокая, но с развитием технологии и ростом цен на ископаемые энергоносители этот недостаток постепенно преодолевается.

Поверхность фотопанелей и зеркал (для тепломашинных ЭС) очищают от пыли и других загрязнений.

Эффективность фотоэлектрических элементов падает при их нагреве (в основном это касается систем с концентраторами), поэтому возникает необходимость в установке систем охлаждения, обычно водяных. В фотоэлектрических преобразователях третьего и четвертого поколений для охлаждения используют преобразования теплового излучения в излучение наиболее согласовано с поглощающим материалом фотоэлектрического элемента (т.н. up-conversion), что одновременно повышает КПД.

Через 30 лет эксплуатации эффективность фотоэлектрических элементов начинает снижаться. Отработав свое, фотоэлементы, хотя и незначительная их часть, содержат кадмий, который нельзя выбрасывать на свалку. Нужно дополнительно расширять индустрию по их утилизации.

При производстве фотоэлементов уровень загрязнения не превышает допустимого уровня для предприятий микроэлектронной промышленности. Применение кадмия при производстве некоторых типов фотоэлементов ставит сложный вопрос их утилизации. Этот вопрос не имеет пока с экологической точки зрения приемлемого решения, но такие элементы имеют незначительное распространение и соединениям кадмия в современном производстве уже найдена замена.

Солнечная энергия широко используется как для производства электроэнергии, так и для нагрева воды. Солнечные коллекторы изготавливаются из доступных материалов: сталь, медь, алюминий и т.д., без применения дефицитного и дорогого кремния. Это позволяет значительно сократить стоимость оборудования и произведенной на нем энергии. В настоящее время нагревание воды с помощью солнца является самым эффективным способом преобразования солнечной энергии.

Солнечные электростанции для дома. Плюсы и минусы

Солнечная электростанция 30 кВт является автономным источником питания. Она способна обеспечить электроэнергией частный жилой дом и другие объекты, на которых суммарное потребление электричества не превышает 30 кВт. Помимо этого, система такого типа может выступать в качестве единственного источника питания там, где невозможно подключиться к коммунальным энергосетям.

Как установить солнечную электростанцию.

Чтобы солнечная электростанция 30 кВт для дома могла работать на полную мощность, необходимо позаботиться о правильном ее подключении. Установить прибор можно на крыше, заборе или любой другой возвышенности, которую не заслоняют высокие деревья. В тех случаях, когда станция не получает достаточного количества солнечной энергии, она не может вырабатывать необходимое количество электричества. Кроме того, недостаток солнечного света может привести к поломке установки. Поэтому каждый элемент солнечной станции должен быть повернут в сторону солнца. Только при таком условии, поток лучей на батареи будет достаточным.

Устанавливая станцию, также следует учитывать угол ее наклона. Для нашего региона он должен составлять 35°. В течение года угол наклона панелей будет требовать коррекции: +12° летом и -12° зимой. Чтобы получить более точные результаты, можно воспользоваться специальным онлайн калькулятором.

При правильном расположении станции, осуществлять ее техническое обслуживание и очищать прибор от пыли и снега будет гораздо проще. Запыленность поверхности солнечного фотоэлектрического модуля является одной из важнейших проблем для владельцев солнечных электростанций. Из-за осевшей пыли, грязи, опавших листьев, птичьего помета и других загрязнений уровень попадания солнечного света на фотоэлементы значительно уменьшается. Это является причиной снижения производительности станции. Исходя из расчетов, всего 4 кубических сантиметра пыли, которые равномерно распределены на 1 м2 солнечной батареи, снижают выработку электричества на 40 %.

Однако эта проблема решается достаточно легко — при длительном отсутствии дождя, солнечные батареи необходимо полить водой из шланга. Данное действие достаточно выполнить несколько раз на протяжении засушливого лета, чтобы проблема запыленности солнечных батарей больше не беспокоила. В тех случаях, когда причиной запыленности являются интенсивное движение транспортных средств, строительные работы или сельскохозяйственная деятельность, операцию с поливом следует проводить немного чаще.

Солнечные электростанции для дома. Плюсы и минусы.

По сравнению с альтернативными источниками питания, электростанция солнечная 30 кВт имеет массу неоспоримых преимуществ:

• экологическая чистота; работа станции сопровождается мизерными выбросами вредных веществ в атмосферу;
• экономичность; солнечная электростанция независима от роста цен на электроэнергию;
• долговечность; в среднем, срок эксплуатации станций насчитывает порядка 20-25 лет;
• возобновляемость; в отличие от таких полезных топливных ископаемых, как нефть, уголь, газ и т. д., которые не восстанавливаются, ресурсы Солнца составляют 6,5 млрд лет;
• бесшумность; приборы такого типа работают абсолютно бесшумно, не создавая дискомфорт ни владельцам, ни окружающим;
• возможность зарабатывать; избытки полученной станцией электроэнергии можно продавать государству по «Зеленому тарифу»;
• минимальный уровень технического обслуживания;
• окупаемость; в среднем, солнечная электростанция на 30 кВт окупается в течение 4-5 лет.

Как и любой друг прибор, солнечная электростанция имеет свои недостатки. Основным из них является то, что работа системы напрямую зависит от погодных условий. Недостаток солнечного света снижает КПД станции. Многие современные потребители ошибочно полагают, что в зимнее время года станция вырабатывает гораздо меньше электроэнергии. Однако это далеко не так, ведь панели такого типа перерабатывают не солнечное тепло, а солнечный свет. Поэтому в любое время года, при условии отсутствия на небе туч, электростанции такого типа будут показывать отличный результат.

Как выбрать солнечные батареи. Видео урок.