Фотоэлектрические системы

Солнечная энергетика является одним из видов нетрадиционной энергетики. Принцип заключается в использовании солнечного излучения для получения тепла и электричества. Экологическая чистота и отсутствие вредных отходов одно из преимуществ солнечной энергетики.

Фотоэлектрическая система – это совокупность специальных элементов, с помощью которых происходит преобразование потока солнечного излучения в электричество. Итак, типовая автономная фотоэлектрическая система может иметь такие структурные элементы:

• Фотоэлектрический преобразователь – это основной элемент. Он является полупроводниковым прибором и преобразует энергию Солнца (энергию фотонов) в электрическую.
• Солнечные панели. Все фотоэлементы между собой соединяются в фотоэлектрический модуль (иными словами, солнечную панель). Как правило, мощность солнечной панели может составлять 10-250 Ватт. Дальше солнечные панели соединяются между собой в солнечные батареи (последовательно и параллельно), тем самым, могут образовывать фотоэлектрические системы большей мощности (до нескольких кВатт).
• Инвертор. Солнечные вырабатывают только постоянный ток. Для питания электроприборов необходим переменный. За преобразование постоянного тока в переменный отвечает инвертор. И хотя потребителей постоянного тока много (например, радиоаппаратура или зарядка аккумуляторов), приборов, работающих от переменного тока (напряжение 220В), не меньше.
• Коллектор. Пультом управления энергетической системы является солнечный коллектор, который не допускает обратного тока ночью или перегрузки всей системы.
• Устройство автоматического ввода резерва. Если энергия солнца отсутствует или аккумуляторы разряжены полностью, это устройство автоматически переключает питание объекта на электросеть.
• Электросчетчик солнечной электростанции. Прибор показывает, сколько электроэнергии подается в общую сеть, при необходимости – сколько потребляется (в зимнее время, к примеру).
• Аккумулятор (один или несколько) - необходим системе для того, чтобы сохранять энергию, которую выработал солнечный модуль.

Виды фотоэлектрических систем

В зависимости от области применения и исполнения различают такие типы фотоэлектрических систем:

• автономные или системы, соединенные с сетью;
• стационарные или мобильные;
• с аккумуляторным питанием или без.

Естественно, каждая конкретная фотоэлектрическая система может по этим же признакам отличаться.

Что может влиять на выбор фотоэлектрической системы?

Схем работы солнечных электростанций может быть много, ведь в каждом отдельном случае для решения поставленной задачи составляется индивидуальный проект. Несколько самых популярных схем:

• Автономное обеспечение объекта с использованием аккумуляторов, при котором объект питается исключительно от солнечных батарей.
• Автономная система-гибрид «Солнце-ветер». К системе солнечной электростанции через гибридный контроллер (или через отдельный контроллер для ветроустановок) можно подключить ветрогенератор.

Работу всей системы определяют три основные величины:

• Пиковая выходная мощность (ед. изм. кВт). Эта величина определяется только мощностью инвертора, она не зависит от количества солнечных дней или емкости аккумуляторов. Пиковую выходную мощность еще называют «пиковой нагрузкой». Исходя из этого параметра, можно определить количество электроприборов, которые могут быть одновременно к системе. Нельзя потреблять электроэнергии больше, чем позволяет мощность инвертора. К примеру, если вы потребляете электроэнергию редко, но в то же время в больших количествах – нужно обратить внимание на более мощные инверторы. Увеличить выходную мощность можно также, если одновременно подключить несколько инверторов (внимание: элементы должны иметь функцию согласования, иначе придется делить сеть потребления).
• Время непрерывной работы при отсутствии солнца (А*ч). Этот параметр определяется исходя из емкости аккумуляторных батарей, зависит от мощности включенных электроприборов в сеть и длительности потребления ими электроэнергии. Если вам приходится потреблять электроэнергию часто и в больших количествах – следует выбирать аккумуляторы большей емкости. Примите к сведению, что если солнечная батарея является единственным источником энергии, следует помнить, что общая емкость аккумуляторов ограничивается - батарея большой емкости быстро выйдет из строя в состоянии постоянного «недозаряда».
• Скорость заряда солнечной батареи (кВТ/час) – этот параметр зависит от мощности солнечной батареи. Чем выше мощность солнечной батареи, тем больше требуется места для ее установки. Поскольку освещение батареи солнцем ограничивается временем суток, возможно, следует задуматься об использовании солнечной батареи, которая имеет ускоренный зарядный ток. Величина этого параметра находится в пределах 0,15-0,3 от емкости аккумуляторов системы. Если солнечная батарея производит ток, величина которого ниже номинального зарядного тока (меньше 0,08 от емкости аккумуляторов), в таком случае речь идет лишь о подзарядке аккумуляторов. Чтобы обеспечить полный заряд аккумуляторов солнечные элементы в батарее должны обеспечивать напряжение больше на 50% чем рабочее напряжение аккумуляторной станции.

То есть, чтобы подобрать солнечные батареи и вспомогательное оборудование, нужно знать:



• Количество электроэнергии, которое необходимо вашему объекту в месяц (кВт).
• Необходимое время автономной работы в пасмурные (без солнечные) дни или когда потребление энергии будет превышать скорость зарядки аккумуляторов солнечными батареями.
• Максимальную нагрузку сети в пиковые моменты.



Сегодня фотоэлектрические системы нашли свое широкое применение среди дачников, владельцев удаленных объектов, а также на метрологических станциях. То есть там, где не представляется возможность подключения к центральным сетям электроснабжения.