В 2017 году я установил на участке одну солнечную батарею мощностью 260Вт для выработки электроэнергии. В июне выработка панели составила 34кВт электроэнергии, что в 4.5 раза превысило её нормативную мощность.
Далее я расскажу о том, как работает солнечная электростанция, из каких элементов состоит, кому подойдет и как её подключить. Кроме того, поделюсь реальной статистикой выработки одной панели.
Солнечная батарея (или ФЭМ – фотоэлектрический модуль) работает за счет кремниевых элементов, которые преобразовывают световую энергию в электрическую (в отличие от солнечных коллекторов, которые работают за счет солнечного тепла).
Сзади у панели есть выход двух кабелей, которые подключатся на инвертор или аккумулятор, в зависимости от схемы использования (об этом далее подробнее).
Если участок не подключен к сети, то главная задача — накапливать электроэнергию, чтобы использовать её в будущем по мере необходимости.
Какое оборудование понадобится:
Самый простой вариант, «своими руками»
Самый примитивный, но рабочий вариант «для дачи»: солнечная батарея + аккумулятор, которые соединяются между собой клеммами. В таком виде станция уже готова к эксплуатации и её можно даже не ставить на крышу, а просто установить на землю. Электроэнергия будет накапливаться на аккумуляторе, от которого можно зарядить телефон, подключить освещение и т.д.
Такую станцию очень легко собрать своими руками. Достаточно просто купить аккумулятор (подойдет даже обычный автомобильный), солнечная батарея, провода и клеммы. Если вы приезжаете на дачу только по выходным, то станция может быть переносной, так как легко разбирается и прячется (или увозится с собой).
Более сложная реализация
Схема для повседневной эксплуатации и разводкой по розеткам. Солнечные батареи устанавливают на крышу (или отдельную металлическую конструкцию), а кабель от них прокладывают к аккумулятору, от которого электричество через преобразователь поступает на розетки.
По мере необходимости станцию легко масштабировать, подключая дополнительные батареи и аккумуляторы.
Если участок подключен к сети, то установка солнечной электростанции сделает дом более энергонезависимым, позволит сократить затраты на электроэнергию и даже заработать на этом благодаря зеленому тарифу.
В этой схеме подключения отсутствует аккумулятор, так как не нужно накапливать электроэнергию (но если вы хотите иметь резервный источник питания на случай выключения света, то аккумулятор необходим).
Для подключения такой станции нужна только солнечная батарея (или несколько), которая через сетевой инвертор подключается в розетку. В таком виде станция уже готова к работе. Батарея вырабатывает электричество и вы сразу же его потребляете для внутренних нужд: работы холодильника, освещения, чайника и т.п.
Например, выработка станции в сутки — 1кВт электроэнергии, а здание суммарно потребляет 5кВт. По факту из сети вы берёте лишь 4кВт. Но если станция вырабатывает в сутки 5кВт, а вы реально потребляете только 2кВт, то остаток (3кВт) сгорает. В этом случае можно подключить зеленый тариф и продавать разницу государству по более высокой цене, либо же поставить аккумулятор и накапливать избыток на него.
Сейчас существуют компании которые подключают зеленый тариф «под ключ». Начиная от подбора и установки станции, до заключения договора с ОБЛЭНЕРГО.
Выработка зависит от мощности и угла наклона панелей, интенсивности солнца и продолжительности светового дня.
Между собой батареи отличаются площадью, что отражается на их мощности. Это может быть 10Вт, 100Вт, 150Вт, 260Вт и так далее. Однако реальная выработка панели обычно выше её номинальной мощности, так как необходимо учитывать коэффициент интенсивности солнца. В южных регионах солнце светит сильнее и дольше, а в северных слабее и меньше, поэтому одна и та же панель вырабатывает разное количество электроэнергии.
Это график выработки электроэнергии одной панелью мощностью 260Вт за июнь 2018 года. Суммарная выработка станции за месяц — 34,89 кВт. Из расчета, что номинальная месячная мощность батареи — 7,8кВт (260Вт Х 30 дней), её фактическая мощность оказалась в 4.5 раза выше (поправочный коэффициент). Летом он больше, зимой – меньше или вообще отсутствует.
Из графика видно, что выработка непостоянна и присутствуют резкие спады – это пасмурные дни, когда световой день короче, а солнечная активность очень слабая. Худшая производительность была зафиксирована 17.06 — около 0.4кВт, а максимальная 25.06 — около 1.4кВт.
А вот так выглядит выработка солнечной батареи по часам в течение дня:
Выработка начинается ближе к 9 утра, достигает пика к 13:00, затем постепенно снижается и прекращается около 19:00. В течение дня есть небольшие провалы — когда солнце было закрыто облаками.
Примерно с 13:00 до 15:00 выработка электроэнергии была нестабильна из-за облачности. Но и это не сильно сказалось на итоговой производительности станции — 1.32кВт.
В течение дня было множество провалов, что и отразилось на итоговой выработке станции — 0.98кВт. 
А это пасмурный дождливый день, когда солнечная активность очень слабая и выработка в течение дня составила 0.45кВт.
Из этого можно сделать вывод, что целиком полагаться на солнечную электроэнергию сложно. Производительность станции сильно зависит от интенсивности солнца и даже летом она может быть непостоянна из-за пасмурной погоды.
Панель вырабатывает максимум электроэнергии тогда, когда солнечные лучи падают на неё под прямым углом. В этом случае лучи практически не отражаются и потери энергии минимальны. Но так как солнце в течения дня постоянно движется и меняет высоту, то поддерживать постоянным угол падения в 90° сложно.
Для этого существуют специальные механизмы, которые поворачивают панель вслед за солнцем в течение дня и изменяют угол её наклона, что дает максимально возможную выработку электроэнергии. Однако для домашней станции они нецелесообразным: при малой мощности станции дополнительные 5-15% электричества не покроют затраты на их установку.
Поэтому рекомендуется универсальное положение солнечной панели: для северного полушария направление на юг (которое охватывает максимальную траекторию движения солнца) и угол наклона в 30 ° на лето и 60 ° на зиму. Либо же средний вариант в 45 °, если панель работает круглый год.
Оттолкнуться нужно от того, сколько электроэнергии вам нужно для нормального функционирования здания. Самый простой способ — выписать все эл. приборы, которые вы планируете использовать, время их работы и потребляемую мощность.
Пример:
3кВт — это мощность, которую должна производить солнечная электростанция для нормальной жизнедеятельности здания. Т.е. понадобится 12 панелей мощностью по 260Вт. На практике их производительность будет выше (при коэффициенте солнечной активности 4.5 суточная выработка станции составит 14кВт), однако мы отталкиваемся от самого пессимистичного сценария, при котором каждый день — пасмурный. Также учитывайте: если вы не подключены к зеленому тарифу или не запасаете энергию на аккумулятор, то избыток будет сгорать.
Если вы устанавливаете солнечную электростанцию для заработка на зеленом тарифе, то начать можно с любой мощности и постепенно её наращивать.
Солнечные электростанции для дома решают две основные задачи:
Производительность станции зависит от мощности панели и коэффициента интенсивности солнца. Для южных регионов, где солнце светит долго и интенсивно, выработка панелей может быть в 4.5 — 5 раз больше номинала. Зимой коэффициент практически отсутствует.
При пасмурных днях даже летом выработка сильно падает. Поэтому целиком полагаться на солнечную энергию не стоит (особенно если у вас автономное энергообеспечение объекта) и не лишним будет иметь резервный источник, например — дизельный генератор.
Все про солнечную электростанцию для дома: подключение, реальная выработка, подключение, особенности
term.od.ua
Дата публикации: 25 января 2019
Собственное электроснабжение выручит как в условиях отсутствия централизованной сети (в удаленных и труднодоступных регионах, на даче, в походе), так и при построении более экологичного подхода к потреблению природных ресурсов.
Собрать собственную гелиостанцию несложно, она содержит всего четыре составных элемента:
Все их легко найти и заказать через интернет-магазины. А вот как сделать солнечную электростанцию своими руками, чтобы создать полноценную автономную систему энергоснабжения дома? Для начала необходимо собрать информацию о ваших потребностях, возможностях местности, где будет работать гелиостанция, и произвести все необходимые расчеты для подбора составных элементов.
Выбор гелиостанции начинается с поиска информации по инсоляции в вашей местности — количеству солнечной энергии, которое попадает на земную поверхность (измеряется в ваттах на кв. метр). Эти данные можно найти в специальных метеосправочниках или интернете. Обычно инсоляцию указывают отдельно для каждого месяца, потому что уровень сильно зависит от сезона. Если вы планируете пользоваться гелиостанцией круглый год, то ориентироваться нужно по месяцам с самыми низкими показателями.
Далее нужно подсчитать ваши потребности в электроэнергии на каждый месяц. Помните, что для автономной системы электроснабжения роль играет не только эффективность накопления энергии, но и экономное ее использование. Меньшие потребности позволят значительно сэкономить при покупке гелиопанелей и создании бюджетной версии солнечной электростанции своими руками.
Сравните ваши потребности в электричестве с уровнем инсоляции в вашей местности и вы узнаете площадь гелиопанелей, которая необходима для вашей гелиостанции. Учтите, что КПД панелей составляет всего 12-14%. Всегда ориентируйтесь на самый низкий показатель.
Таким образом, если уровень инсоляции в самый неблагоприятный месяц в вашей местности равен 20 кВт-час/м², то при КПД равном 12% одна панель площадью 0.7м² будет вырабатывать 1.68 кВт-час. Ваша энергопотребность, например, составляет 80 кВт-час/месяц. Значит, в самый несолнечный месяц удовлетворить эту потребность смогут 48 панелей (80/1,68). Подробнее о том, как выбирать солнечные батареи, вы можете почитать в нашей предыдущей статье.
Для наилучшего КПД устанавливать гелиопанель нужно так, чтобы лучи солнца падали на нее под углом 90 градусов. Поскольку солнце постоянно перемещается по небу, то здесь есть два решения:
Еще один способ, как самому собрать солнечную электростанцию, чтобы заставить ее работать эффективно, это использовать контроллер заряда, который позволяет отслеживать точки максимальной мощности (англ. MPPT). Такой контроллер может накапливать энергию даже во время низкой освещенности и продолжает подавать ее на аккумулятор в оптимальном режиме.
Итак, от солнечных панелей энергия поступает на аккумулятор. Это позволяет накапливать энергию, чтобы использовать ее даже при отсутствии солнечного света. Кроме того, аккумуляторы сглаживают неравномерное поступление энергии, например, при сильном ветре или облачности.
Чтобы правильно выбрать и установить аккумулятор для домашней солнечной электростанции своими руками, необходимо учесть два параметра:
Учитывайте показатели саморазряда аккумуляторов (не всегда указываются производителями). Например, кислотные устройства во избежание поломки подзаряжают каждые полгода.
Описание параметров и обязательных функций идеального инвертора:
При моделировании электросистемы вашего дома сгруппируйте нагрузки так, чтобы разные их виды получали питание от разных инверторов.
Гелиостанции — это работающий альтернативный способ энергоснабжения дома. Но не во всех регионах инсоляция достаточна для окупаемости гелиооборудования и для полноценного обеспечения электроэнергией. Иногда стоит обратить внимание на гибридные солнечные электростанции, которые тоже можно построить своими руками, но где кроме солнечных батарей могут быть ветряки, а также дизельные или даже бензиновые генераторы.
Если же вы хотите лишь попробовать «приручить» гелиоэнергию, но не готовы полностью изменить электроснабжение своего дома, сделайте мини солнечную электростанцию своими руками. Она будет состоять из нескольких солнечных панелей, аккумулятора и контроллера. Это все поместится в чемодане, но обеспечит вас энергией при внезапном отключении электричества, поездке на дачу или на природу. Расчеты и подбор компонентов происходят по тому же принципу, что и для полноценной домашней станции.
altenergiya.ru
Наблюдая, как с каждым годом растут тарифы за использование энергоносителей, очень хочется стать энергонезависимым.
А понимая, что просто выключить рубильник, перейти жить в хижину, готовить еду на костре и наслаждаться морским закатом не получится, ведь зимы в большинстве регионов суровые, люди задумываются о решении этого вопроса, пытаясь применить альтернативные источники питания.
Вот тогда приходит на ум поставить солнечную электростанцию для дома.
Для ознакомления можно сказать, что существуют системы трех типов:
Касаясь ближе систем третьего вида, ведь солнечная электростанция для дома при правильном проектировании позволяет получить полную автономность, и этим более интересна, следует указать ее основные параметры:
Солнечная электростанция для дома полной комплектации будет обеспечивать потребители электричеством даже ночью.
Схема работы солнечной электростанции для частного дома
В нее входит:
Каждая панель – это модуль, состоящий из отдельных ячеек. Фотоэлектрическая ячейка, по сути, кремниевая пластина, которая может вырабатывать определенное количество электричества. Объединяя пластины вместе, добиваются необходимой мощности и напряжения, выдаваемого панелью.
Солнечная панель электростанции
Чем интенсивнее световой поток, тем большее число электронов может быть отдано кремнием, на этом основаны расчеты солнечной электростанции для дома в конкретном регионе. Средний неплохой показатель, когда с одного метра площади пластины можно взять 120 Вт.
Смысл контроллера – обеспечивать подачу оптимального зарядного тока на АКБ. Это связано с тем, что выработка электричества панелью нестабильна и очень зависит от освещенности.
Контроллер заряда аккумуляторов солнечной электростанции
Если соединить цепь напрямую без этого устройства, то может наблюдаться как медленный заряд, так и перезаряд источников питания.
Больший зарядный ток, нежели положено, даже вреднее для аккумулятора, так как ведет к снижению ресурса последнего.
Поэтому устройство индивидуально подбирают под блок батарей согласно их емкости. После полного заряда контроллер прекращает подачу тока на АКБ.
Блок батарей должен обязательно присутствовать в комплекте солнечной электростанции для дома, если это полностью автономная установка.
Аккумуляторы подстраховывают систему с наступлением пасмурных дней или полностью берут выработку энергии на себя ночью, когда кремниевые пластины перестают вырабатывать электрическую энергию.
Аккумуляторная батарея для солнечной электростанции
Чтобы понять, какое количество батарей нужно, производят расчет пиковой нагрузки, то есть, сколько электричества может понадобиться при одновременном включении максимально возможного количества приборов. АКБ могут быть установлены как на 12 В, так и на 24.
Без инвертора солнечная электростанция для дома не может обойтись.
Этот прибор переделывает постоянный ток, выработанный панелями, в переменный с напряжением 220 вольт и частотой 50 Гц.
Принцип действия его основан на генерации чередующихся положительных и отрицательных импульсов, схожих по строению с синусоидой. Эти импульсы потом подвергаются усилению до амплитуды стандартной сети.
Инвертор солнечной электростанции
Производя расчет мощности электростанции нужно учитывать, что часть мощности будет потрачена инвертором на процесс преобразования.
Есть два варианта солнечной электростанции для дачи или дома, которые можно реализовать у себя:
В первом случае потребитель чаще всего направлен на полный отказ от услуг электросети или устанавливает систему там, где нет возможности централизованного подключения. Такая альтернативная электростанция обязана содержать все составляющие элементы, о которых было рассказано выше.
Схема автономной солнечной электростанции
Второй вариант предполагает подключение к общей сети с целью продажи электричества государству. В этом случае нет необходимости приобретать контроллер и дорогостоящие аккумуляторные батареи.
Устраивая солнечную электростанцию для дома своими руками, нужно учитывать, что показатель мощности панелей в идеале определяется количеством фотоэлементов, образующих систему, реально же он зависит от следующих факторов:
Продолжительность работы кремниевой панели ограничена световым днем. Станция, оснащенная аккумуляторами, дает энергию беспрерывно.
Альтернативная солнечная электростанция работает следующим образом:
При монтаже блоков солнечных панелей нужно учитывать, что:
Устраивая солнечную электростанцию для дома 10 кВт, например, расчет по затратам идет приблизительно 1 кВт – 1000 у. е.
Процесс сборки солнечной электростанции для частного дома
Окупаемость можно посчитать, исходя из величины тарифов. Если продавать энергию государству по зеленому тарифу, система окупится за 5-7 лет.
Задавая себе вопрос, как выбрать солнечную электростанцию для дома, нужно четко осознать, какие цели при этом преследуются.
Автономная система будет дорогой и практически не окупаема.
Продажа энергии государству намного выгоднее, но не гарантирует изменений по условиям приобретения электричества у частника.
bezopasnostin.ru
Солнечная электростанция – это комплекс сложных инженерных устройств, предназначенный для преобразования энергии солнца в электрическую энергию.
Для того чтобы правильно выбрать солнечную электростанцию, следует ответить на ряд вопросов и определить критерии выбора, как то:
Если рассчитать электрическую мощность и максимальное потребление электрической энергии в час может любой грамотный человек, а узнать о гелио-активности также не составит труда, то с выбором конкретной установки, что связано с рассмотрением технических параметров комплектующих, справится лишь специалист.
Для облегчения выбора электростанции рассмотрим элементы, входящие в состав комплекта и укажем, на что важно обратить внимание, выбирая сложное техническое устройство, каковым является солнечная электрическая станция.
Рассмотрим некоторые варианты комплектации солнечных электростанций и их характеристики.
Солнечная электростанция на фотоэлементах, основные характеристики:
Аккумуляторная накопительная система для бесперебойного и автономного питания, в которой используется энергия на солнечных батареях.
В основной комплект входит:
Комплект полностью готов к монтажу и работе. Предусмотрены устройства, защищающие от возможного удара током и от случаев короткого замыкания. Встроенное зарядное устройство и LCD дисплей, в котором отображаются настройки всех параметров.
Основные характеристики:
На приведенных выше образцах видно, что на рынке данной продукции предоставлен широкий ряд различных по мощности, комплектации и назначению солнечных электростанций, ну и конечно же все они различаются по стоимости установок.
Если сравнивать выпускаемые солнечные электростанции по цене, то можно заметить прямую связь стоимости комплектов оборудования с их мощностью, комплектностью и страной производителем.
Так приведенные выше электростанции значительно отличаются друг от друга по этому показателю.
Их цена составляет:
Критерии выбора солнечной электростанции для дачи аналогичны критериям при выборе установки для жилого дома. Единственное условие, это сезонность работы, что обусловлено выполнением работ на дачном участке и соответственно предполагает меньшую потребляемую мощность, чем в случае электропитания жилого дома.
Рассмотрим несколько подобных электростанций:
Производство Россия, компания «IKAR FIRM» (торгово-производственной компании г. Санкт-Петербурга).
Данная электростанция для дачи предназначена для автономного освещения дачи с апреля по сентябрь.
В комплект поставки включено:
Производство Россия, компания «IKAR FIRM» (торгово-производственной компании г. Санкт-Петербург).
Солнечная электростанция для дачи, предназначена для автономного освещения дачи с ранней весны по сентябрь.
В комплектацию поставки включают:
Производство Китай. Объёмы вырабатываемой энергии составляет 0,5-0,6 кВт/час в сутки, а накопление за неделю – до 900 Ватт часов.
Основные характеристики и комплектность:
Стоимость комплектов, предназначенных для использования на даче ниже, чем для использования в жилых домах, цена приведенные выше составляет:
Солнечные электростанции, как альтернативный источник электрической энергии получают все более
широкое распространение в мире, и наша страна не является исключением в этой тенденции.
К плюсам использования солнечной энергии можно отнести:
К минусам данного типа электростанций относятся:
Разнообразие солнечных электростанций по мощности, комплектации и цене, постоянно продолжающийся поиск новых материалов и технологий, позволяют с большой уверенностью констатировать, что энергия солнца всегда будет востребована.
alter220.ru
