Современные солнечные электростанции – полный обзор

Современные солнечные электростанции – полный обзор

Главная страница » Статьи » Современные солнечные электростанции — полный обзор.

Современные солнечные электростанции — полный обзор.

С каждым днем потребление электроэнергии в мире растет, а её производство становится дороже. Ресурсы для тепловых электростанций исчерпывают себя и наносят вред окружающей среде.

Строительство более экологичных гидроэлектростанций требует много времени, финансовых и физических вложений. Поэтому сегодня немало внимания уделяется альтернативным источникам энергии. Люди все чаще начинают использовать для дома солнечные электростанции, о которых и пойдет речь в нашей статье.

Содержание:
  • Виды СЭС
  • Как работают СЭС для дома
  • Готовые комплекты
  • Плюсы и минусы применения
  • Целесообразность

Виды СЭС

Интерес к преобразователям энергии Солнца в электричество закономерен. Солнечное излучение – дешевый и возобновляемый источник энергии. За неделю на Землю попадает такое количество солнечной энергии, которую мы не смогли бы израсходовать за всю свою жизнь.

Солнечные электростанции всё чаще используются в промышленности, и всё больше перспектив получают в индивидуальном потреблении. Они прекрасно подходят в качестве альтернативного источника питания для частных домов и районов с перебоями в электроэнергии: отдаленных посёлков, дачных массивов.

Существует несколько видов гелиосистем, которые отличаются по конструкции и назначению.

Башенные электростанции. Это высокое сооружение с емкостью, на которую нанесена черная краска. Вода в емкости под действием солнечных лучей конденсируется и подается в генератор пара. Такие СЭС имеют высокий КПД (коэффициент полезного действия) и часто применяются в промышленности.

Тарельчатые СЭС. По принципу действия схожи с башенными, но отличаются конструкцией. Они складываются из отдельных модулей и монтируются на возвышенностях. Также применяются в промышленной области.

СЭС с фотоэлементами. Состоят из нескольких солнечных панелей, которые могут быть различных мощностей и размеров. Их применяют как на небольших предприятиях для питания отдельных машин, так и в быту.

Кроме того, есть возможность сделать такие электростанции мобильными. В этом случае она может состоять всего из одного модуля и аккумуляторов.

Как работают СЭС для дома

В состав бытовой электростанции входят:

  • солнечные батареи;
  • аккумуляторы;
  • контроллер заряда;
  • инвертор.

Электричество вырабатывается панелями, преобразующими энергию солнца в постоянный ток. Принцип их работы заключается в воздействии солнечных лучей на кристаллы кремния, из которых состоят фотоэлементы.

Электроны атомов кремния под действием излучения высвобождаются и образуют ток. Полученный заряд накапливается и сохраняется в аккумуляторах, соединенных с панелями через контроллер.

Чтобы на выходе получить переменное напряжение в 220 Ватт используют инвертор. Он подключается к аккумуляторам, преобразуя постоянное напряжение в переменное.

Также при необходимости СЭС оснащают устройством слежения за солнцем. Оно поворачивает панели так, чтобы солнечные лучи падали на них под прямым углом.

Таким образом, можно значительно повысить КПД системы, но это не всегда экономически обоснованно. Обычно их устанавливают, если количество модулей больше восьми.

Готовые комплекты

В зависимости от потребностей и условий размещения для бытового использования предлагаются различные виды СЭС.

Автономные солнечные генераторы. Они легки и просты в монтаже, применяются для удовлетворения потребностей небольших систем: водонасосов, вентиляции, резервного электропитания.

Полноценная электростанция. Такие системы применяются в местах, куда нельзя провести сети центрального электроснабжения. Они не только вырабатывают электричество, но еще и накапливают её. Это позволяет использовать электроприборы в любых погодных условиях.

Гибридные системы. В них могут сочетаться несколько видов генераторов: солнечные, водные, ветровые.

Кроме назначения и способа эксплуатации, бытовые СЭС отличаются по мощности, размерам и прочим параметрам. Это позволяет комплексно подойти к снабжению электричеством и укомплектовать систему, исходя из индивидуальных нужд.

Цена на подобные установки варьируется от 3500 до 500 000 рублей.

Плюсы и минусы применения

Установка солнечной электростанции затратна и долго окупается. Поэтому стоит тщательно взвесить все «за» и «против».

Среди достоинств гелиосистем следует выделить:

  • комплексный способ обеспечения электричеством;
  • долгий срок эксплуатации (до 30-ти лет);
  • независимость от центрального электроснабжения;
  • бесплатное электричество и возможность экономии.

К недостаткам, которые необходимо учесть перед выбором системы электроснабжения, можно отнести:

  • высокую стоимость оборудования и его монтажа;
  • зависимость от погодных условий;
  • низкий КПД.

Целесообразность

Можно определенно сказать, что использование гелиосистем принесет выгоду, если:

  • в районе расположения панелей много ясных и солнечных дней;
  • потребление электроэнергии ограничено и имеет лимит;
  • местность труднодоступна и нет возможности провести центральное электроснабжение;
  • в доме будут использоваться приборы низкого энергопотребления.

Смотрите видео, в котором специалисты подробно рассказывают об особенностях различных солнечных электростанций:


Электростанции на базе фотоэлектрических панелей генерируют электроэнергию путем переработки радиациисолнца в электричество. Они могут полностью покрыть…


Все виды солнечных батарей могут вырабатывать только постоянный ток. Есть большое количество потребителей, которые используют именно его (множество…


Автономное уличное освещение на солнечных батареях устанавливают на частных участках, автомагистралях, городских улицах. Его целесообразно применять в…

Самые большие солнечные электростанции

По состоянию на март 2019, крупнейшие солнечные электростанции (СЭС) расположены в Китае и Индии. Следом за ними идут Мексика и США. Россия в списке стран, эффективно вырабатывающих электричество из солнечной энергии, находится внизу рейтинга с суммарной мощностью около 320 МВт.

ТОП самых больших СЭС в мире

Крупнейшие солнечные фермы расположены в ТОПе по возрастанию, в зависимости от вырабатываемой мощности. Обратим внимание и на крупные солнечные электростанции России.

Читайте также:
Что такое гибкие солнечные панели и где они используются

10 место: Солнечная электростанция Айвонпа, США

Солнечная электрогенерирующая система Ivanpah расположена в пустыне Мохаве в Калифорнии. Мощность комплекса достигает 377 мегаватт. Площадь фермы – 14,2 кв. км.

Принцип работы СЭС заключается в том, что изогнутые зеркала отражают солнечный свет и фокусируют его на башне (ресивере). Тепловая энергия испаряет жидкость. Давление пара вращает турбину электрогенератора. Жидкость охлаждается, конденсируется, и процесс идет беспрерывно. СЭС включает в себя 3 станции (видны на карте ниже). Электроэнергии, вырабатываемой всеми тремя башнями, достаточно для обслуживания более 140 000 домов в Калифорнии, при условии максимального потребления электричества.

Система позволяет предотвратить выбросы углекислого газа более чем на 400 000 тонн в год, по сравнению с использованием топлива в электростанциях. Есть обратная сторона медали в работе этой солнечной электростанции – из-за высоких температур возле башни погибают насекомые и птицы. По данным экологической службы США, за первый год работы СЭС погибло 3 504 птицы – около 10 особей в день.

9 место: Topaz Solar Park, Калифорния, США

Девять миллионов солнечных модулей из теллурида кадмия в настоящее время покрывают часть равнины Карризо в южной Калифорнии. Модули являются частью Topaz Solar Farm – одной из крупнейших фотоэлектрических станций в мире. Площадь объекта составляет 25,6 кв. км, что эквивалентно площади 4 600 футбольных полей. Мощность комплекса достигает 550 мегаватт.

Строительство Топаза началось в 2011 году. Станция была почти полностью завершена к ноябрю 2014 года, когда она была запущен и начала вырабатывать электроэнергию. К февралю 2015 года все строительные работы закончились, и оператор завода BHE Renewable объявил, что проект официально завершен. При работе на полную мощность, 550-мегаваттная электростанция производит достаточно электроэнергии для питания около 180 000 домов. По оценкам владельца, этого достаточно, чтобы вытеснять около 407 000 тонн углекислого газа в год.

С уровня земли, площадь объекта трудно понять. Посетители Топаза описывают ряды солнечных панелей, которые, кажется, бесконечно уходят в горизонт. Чтобы понять масштаб, посмотрим на фото со спутника. Солнечные батареи выглядят серыми и угольными. Окружающие сельскохозяйственные угодья и луга выглядят коричневыми и зелеными. Электростанция расположена в пределах равнины, окруженной хребтом Калиенте на западе и хребтом Темблор на востоке.

Солнечные модули Topaz монтируются вместе, поддерживаемые стальными колоннами; конструкция удерживает модули на высоте 1,5 м над землей. Ряды панелей уложены таким образом, что они образуют большие геометрические фигуры, которые частично определяются наличием подъездных путей, русел ручья и существующей инфраструктурой.

8 место: Solar Star – крупнейшая солнечная электростанция в США

Ферма расположена в Калифорнии, недалеко от города Розамонд. Площадь составляет 13 кв. км. Выходная мощность – 580 МВт. Название переводится как «солнечная звезда». Если совсем адаптировать до привычной фразы – «звезда по имени Солнце».

Solar Star – одна из самых старых в нашем ТОПе. Её строительство началось в 2013 году и было завершено в марте 2015 года. Объект включает в себя 1,72 миллиона солнечных панелей, которые могут поставлять электроэнергию для снабжения примерно 255 000 домов (по подсчетам, актуальным для США). Solar Star ежегодно выделяет 23 ГВт солнечной энергии и обеспечивает 17% энергоснабжения Калифорнии.

Помимо помощи Калифорнии в достижении целей в области возобновляемой энергии, в рамках строительства и обслуживания электростанции было создано около 650 рабочих мест. Электростанция заботится и об экологии. За счет использования солнечной энергии в атмосферу не попадает более 570 000 тонн углерода в год. Такой объем сравним с тем, который вырабатывают 2 миллиона автомобилей за 20 лет.

7 место: Солнечная электростанция Kamuthi, Индия

Завод в Камути, (регион Тамил Наду) является седьмой в рейтинге крупнейших солнечных электростанций в мире. Построена она всего за восемь месяцев, завод был запущен в эксплуатацию в сентябре 2016 года. Мощность объекта – 648 мегаватт электрической энергии. Электростанция располагается на площади 10 кв. км.

Строительство СЭС обошлось в $680 млн. (пересчет по курсу 2018 года). Деятельность станции обеспечивают 2,5 млн солнечных модулей, 6 000 км соединяющего кабеля, более 150 трансформаторов. Для строительства конструкций было использовано 30 000 тонн стали. Срок службы станции – 25 лет. Работая на максимальной мощности, она может вырабатывать 1350 гигаватт электрической энергии. Учитывая затраты, срок службы и количество генерируемой энергии, каждый кВт/ч электроэнергии обходится владельцу в $0.02 США.

Ежедневную очистку солнечных батарей производят роботы, которые заряжаются от этих же солнечных элементов.

6 место: Villanueva solar – самая крупная электростанция в Северной и Южной Америке

Солнечный парк базируется в Коауила, Мексика. Занимает площадь в 24 кв. км. Вырабатываемая мощность – 754 мегаватта.

  • Вильянуэва-1 мощностью 427 МВт (введен в 2016 году);
  • Вильянуэва-3 мощностью 327 МВт (ввод — начало 2018 года);
  • Вильянуэва-2 – сроки запуска не озвучены.

Enel Green Power Mexico – компания, которая осуществляет надзор за станциями, продолжает наращивать мощность небольшими порциями. Поставленная цель – 1700 ГВт в год после того, как установка будет полностью введена в эксплуатацию. Этот объект является частью обязательств Мексики по поставке 35% электроэнергии из чистых источников к 2024 году. Enel получила права на разработку этих двух проектов в рамках первого в истории тендера по возобновляемым источникам энергии, объявленного Мексикой в марте 2016 года. Компания заключила контракты на поставку экологически чистой энергии сроком на 15 лет и сертификатов чистой энергии сроком на 20 лет. Для строительства СЭС был получен грант в размере €9 млн. от немецкого банка Deutsche Bank и итальянского экспортно-кредитного агентства SACE.

Читайте также:
Солнечный водонагреватель: история создания, конструкция, виды, технология самостоятельного изготовления

По оценкам, вырабатываемой энергии будет достаточно для удовлетворения потребления энергии более 1,3 миллиона домохозяйств. Проекты также должны компенсировать более 780 000 тонн выбросов углекислого газа.

5 место: Longyangxia Dam Solar Park, Китай

Расположен в Китае, на Тибетском плато. Занимает площадь в 27 кв. км. Вырабатываемая мощность – 850 мегаватт. В 2015 в городе Цыси в восточной провинции Чжэцзян было установлено 300 гектаров солнечных батарей над рыбной фермой. Согласно показателям производительности, ферма вырабатывает 220 гигаватт электроэнергии в год, что достаточно для обеспечения 100 000 домашних хозяйств.

Парк Солнечной плотины Longyangxia был построен в 2015 году и интегрирован с гидроэлектростанцией Longyangxia мощностью 1280 МВт. Вместе два источника энергии дополняют друг друга. Солнечная энергия помогает снизить потребление воды плотиной, в то время как гидроэлектростанция уравновешивает переменное производство энергии из солнечных элементов.

4 место: Kurnool Ultra Mega Solar Park, Индия

Располагается в южном индийском штате Андхра-Прадеш на площади в 24 кв. км. Несмотря на относительно небольшую площадь, электростанции вырабатывают 1000 мегаватт энергии. Внушительный объем выработки достигается благодаря плотному расположению солнечных модулей. Общее количество фотоэлементов – 4 580 471 (на конец 2018).

Индия очень быстро осваивает выработку энергии из солнечного тепла и света. На старте Национальной солнечной миссии Индии в 2010 году в расположении страны было всего 17 МВт вырабатываемой солнечной энергии. Цель была амбициозной – 20 ГВт к 2020 году. Цель воспринималась критиками, как недостижимая. Всего несколько лет спустя, в 2013, Индия увеличила свою цель до 100 ГВт солнечной энергии к 2022 году.

Ультра мега солнечный парк – название, которое совсем не говорит о скромности его создателей. И им действительно есть чем гордиться. Помимо выработки электрической энергии, парк обеспечил работой 2 500 человек. Уже к октябрю 2017 года Kurnool выработал более 800 миллионов ватт и не допустил выбросов более 700 000 тонн углекислого газа (в сравнении с использованием других источников для получения электричества). Годовая компенсация выбросов оксида углерода составляет более 1,89 млн. тонн. Для решения проблемы нехватки воды (мытье солнечных батарей, обеспечение генераторов) был создан резервуар для сбора дождевой воды. Себестоимость одного кВт энергии составляет $0.07-0.08.

3 место: Солнечная электростанция Datong, Китай

Это не только 3 по мощности, но и первая в мире солнечная электростанция в форме панды общей площадью 5 кв. км была подключена к сети в июле 2017 года в Датуне, Шаньси, Китай.

Текущая мощность – 1 000 мегаватт. Общая мощность после введения в эксплуатацию всех модулей составит 3 000 МВт. Солнечная электростанция Datong в Китае может стать крупнейшей солнечной электростанцией в мире после ее завершения. Китай продолжает лидировать в мире по инвестициям в возобновляемую энергетику. Согласно правительственной статистике, за 2018 год компания Datong выработала 870 миллионов ватт электроэнергии, что эквивалентно 120 миллионам ватт в месяц. Солнечная электростанция в Датуне заменит 25 миллионов тонн угля в ближайшие 25 лет.

Чтобы создать визуальный эффект, Panda Green Energy использовала темный монокристаллический кремний совместно с тонкопленочными элементами. Это позволило энергетической компании придать солнечным батареям вид, имитирующий окраску и форму гигантской панды.

Это только первая из 100 солнечных пандообразных электростанций, запланированных на ближайшие годы в Китае и Азии. Благодаря такой форме, развитие эффективного использования природных ресурсов набирает популярность и привлекает больше инвесторов. В мае 2018 года Фиджи объявила о создании небольшой солнечной фермы в форме панды.

Проект СЭС-панды на Фиджи

2 место: Bhadla Solar Park – крупнейшая солнечная электростанция в Индии

Расположена в Индии, район Джодхпур, на площади в 40 кв. км. Bhadla Solar Park вырабатывает 1365 МВт энергии. Завод расширяется и планирует производить дополнительно 880 мегаватт к апрелю 2019 года.

На момент публикации статьи компания не заявила о достижении заявленной мощности, поэтому Bhadla Solar Park остается на втором месте нашего рейтинга. Когда электростанция достигнет полной мощности, она получит титул крупнейшего солнечного объекта в мире.

Планируемая выработка энергии позволит Индии приблизиться к своей цели – получение 17% своей энергии от солнечной энергии. Доля на текущий момент – 10%.

1 место: Солнечная ферма в пустыне Тенгер, Китай

По состоянию на I квартал 2019, солнечная электростанция на южной окраине пустыни Тенгер является самой мощной в мире. Ее часто называют «Великой солнечной стеной», по аналогии с другой достопримечательностью Китая – Великой китайской стеной.

Чтобы в полной мере использовать преимущества световых и тепловых ресурсов пустыни, город Чжунвэй начал строительство пустынного фотоэлектрического промышленного парка в 2012 году. Общая площадь пустыни составляет 36 700 кв. км. Площадь солнечной фермы – всего 43 кв. км. По периметру СЭС произведено насаждение травы и деревьев. Они эффективно сдерживают наступающую пустыню и не позволяют пескам вывести из строя солнечные панели.

Согласно проектной документации, максимальная мощность электростанции составит 60 000 МВт. На текущий момент мощность составляет 1 547 МВт. Если произвести пересчет на российские нормативы (примерно 100 КВт на человека в месяц), выходит, что Тенгер может обеспечивать электроэнергией 11 138 400 человек ежемесячно.

Читайте также:
Отзывы владельцев о солнечных батареях для дома - обзор

Перспективная солнечная электростанция Mohammed Bin Rashid Al Maktoum

Отметим электростанцию, которая активно развивается, и в ближайшие 2-3 года сможет в корне изменить позиции рейтинга.

На текущий момент находится в стадии строительства, запущена первая фаза. Располагается она в Объединенных Арабских Эмиратах на площади в 77 кв. км.

Солнечный парк Мохаммеда бен Рашид Аль Мактум вырабатывает мощность 213 МВт. По сравнению с другими объектами, он не выглядит внушительно, но у его создателей амбициозные планы на будущее. Здесь внедряются улучшения, которые, как ожидается, будут генерировать 1000 МВт к 2020 году и 5000 МВт к 2030 году.

Это будет не только крупнейший солнечный парк в мире, но и самая высокая в мире башня для переработки солнечной энергии. 260-метровая башня будет возведена во время четвертого этапа разработки и будет давать 700 МВт от общей мощности станции.

Крупнейшие солнечные электростанции России

В нашей стране переработка солнечной энергии в электрическую в промышленных масштабах началась в 2015 году. Первой была построена солнечная электростанция Батагай.

Её пиковая мощность достигает 1 МВт. Внесена в книгу рекордов Гиннесса как самый северный объект фотовольтаики (переработка энергии солнца в электрическую). Станция насчитывает 3600 панелей, улавливающих солнечный свет. Позволяет экономить 300 тонн топлива в год (используемого в электрогенераторах).

ТОП-3 крупнейших солнечных электростанций в России

По состоянию на I квартал 2019:

  • Сорочинская СЭС (Уран). Находится в Оренбургской области, занимает площадь 0,91 кв. км. Мощность – 60 МВт. Введена в эксплуатацию в конце 2018;
  • Новосергиевская солнечная ферма (Нептун). Оренбургская область, площадь расположения фотоэлементов – 0,9 кв. км. Мощность – 45 МВт. Суммарной мощности двух станций достаточно, чтобы обеспечить порядка 10 тысяч частных домов;
  • Орская СЭС им. Влазнева. Запуск – декабрь 2015 года. На площади в 1 кв. км. расположено около 160 тысяч фотоэлементов. Мощность – 40 МВт.

Солнечная энергетика является одним из самых перспективных направлений в настоящее время. Она позволяет снижать нагрузку на окружающую среду, минимизировать затраты на производство электрической энергии. Более того, ресурс является возобновляемым – Солнце будет светить еще не один миллион лет.

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:

  • последовательным;
  • параллельным;
  • смешанным.

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.

Читайте также:
Как сделать древесный уголь в домашних условиях

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;

  • максимальная и номинальная мощность;
  • потребление без нагрузки;
  • форма тока на выходе (идеальной считается чистая синусоида);
  • масса устройства;
  • наличие вентилятора и его функциональность;
  • набор механизмов защиты;
  • КПД;
  • наличие режима ожидания;
  • рабочий диапазон температур.

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.

  • широтно-импульсныеPWM (Pulse-Width Modulation), достаточно качественно модулирующие ток и заряжающие АКБ на 100%;
  • интеллектуальные MPPT (Maximum power point tracking for low power photovoltaic solar panels) – более дорогие, но окупающиеся на крупных станциях за счет на 30-35% большей эффективности;
  • гибридные – в основном использующиеся на станциях, где в едином тандеме работает солнечная СЭМ и ветровая ВЭС.

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:

AGM, свинцово-кислотные GEL, на основе геля Li-On – на базе оксидов лития
Срок службы, лет 5-10 15-20 10-20
Заряд/разряд, 100% 200 150 6 500
Заряд/разряд, 50% 350 550 23 000
Заряд/разряд, 30% 800 1 200 50 000
Диапазон температур, °C +15 / +25° +10 / +35° – 30 /+60°
Экологическая безопасность низкая средняя высокая

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:

  • поток фотонов падает на поверхности солнечных панелей;
  • свет определенной длины волны – в основном видимое и отчасти УФ и ИК излучение – поглощается слоем кремния или редкоземельных материалов;
  • в рабочем слое ячеек возникает так называемая p/n-проводимость, в результате которой фотоны выбивают из атомов полупроводника свободные электроны;
  • их поток представляет собой постоянный электрический ток, который по токопроводящим дорожкам направляется в инвертор;
  • оттуда к потребляющим устройствам и АКБ направляется переменный ток напряжением 220V, использующийся с различными целями.

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

Основным фактором, влияющим на стоимость СЭС, является ее будущая совокупная мощность. С учетом расходов на установку, пуско-наладку и оформление документов она колеблется в пределах $0,8-1,0 за 1 кВт. Плавающий диапазон цен образуется за счет второстепенных факторов – «брендовости» и качества оборудования и сложности монтажных работ.

Читайте также:
Автономное электричество от солнечных батарей - полный обзор

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:

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:

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.

Если это не проблема, понадобится выделить на покупку около $25-26 тыс., или почти 700 тыс. гривен.

Впрочем, окупаемость такой СЭС не превысит 5 лет, а далее начнет приносить постоянный доход более $4000 ежегодно.

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:

  • в среднем 6-6,5 МВт*ч в год;
  • минимум 160 кВт*ч зимними месяцами;
  • максимум 750 кВт*ч в летний период.

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.

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

Не обладают аккумуляторными батареями за счет чего цена на них значительно ниже аналогов с АКБ . Электроэнергия выработанная устройством отправляется во внутреннюю сеть вашего дома, к используемым электроприборам, а если выхода к устройству-потребителю нет, то электроэнергия может отдаваться во внешнюю сеть для продажи вашему гарантирующему поставщику и последующего взаимозачёта. Когда солнечного света недостаточно, а также, когда мощности сетевой электростанции не хватает, система переключается на питание от центральной сети.

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.

Читайте также:
Уличный прожектор на солнечных батареях - полный обзор

Главный минус сетевых электростанций – невозможность автономной работы. Один из главных параметров при выборе – это надежность всех компонентов в составе солнечной электростанции. Помните, что расчетный срок службы, приобретаемой вами СЭС , 25-30 лет. В течение такого длительного срока без поломок, неожиданного выхода из строя и возникновения необходимости замены компонентов системы способно проработать только, действительно, качественное оборудование. Совет специалистов – не экономьте на качестве при выборе компонентов СЭС . Самое дешевое на рынке оборудование – обычно и самое ненадежное, или может иметь урезанный функционал. Особенно важно, выбрать качественные солнечные панели ( ФЭМ ) и надежный сетевой инвертор. Наиболее долговечными и производительными солнечными панелями считаются сейчас монокристаллические и гетероструктурные ФЭМ . КПД таких солнечных панелей составляет 17-23%, у них самые низкие показатели деградации (падения производительности со временем).

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:

  • тип батареи;
  • ёмкость батареи;
  • количество циклов заряда/разряда;
  • рекомендованные температуры внешней среды, оптимальные для работы аккумуляторной батареи, и возможность их соблюдения владельцем на практике.

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

Солнечные электростанции (СЭС) в зависимости от типа и комплектации способны перерабатывать световую энергию в электрическую. Одни из них позволяют экономить на платежах за электроэнергию, другие — накапливать излишки электроэнергии, подключать альтернативные источники питания и формировать оптимальные схемы потребления. Разберем, когда целесообразна та или иная система и как выбрать эффективную установку.

Виды СЭС

Существует 3 вида электростанций на солнечных модулях.

Сетевые СЭС

Данный тип СЭС предназначен для экономии потребления электроэнергии от сети.
Станция работает параллельно с централизованными сетями электроснабжения, функционирует только при наличии сетевого подключения, без внешнего электропитания — отключается. Сетевая СЭС станция не оснащена аккумуляторами для хранения сгенерированной энергии. Вырабатываемая энергия направляется во внутреннюю сеть объекта, к приборам-потребителям, а в отсутствие потребления во внутренней сети — во внешнюю сеть, для продажи или взаимозачета.
При отсутствии солнечного света (ночью, в пасмурную погоду) электричество не вырабатывается. В этом случае, а также когда мощностей СЭС не хватает для покрытия нужд объекта, система переключает источник питания — снабжение идет от центральной сети.

Сетевая СЭС используется как способ сэкономить на электроэнергии из сетей общего пользования. Решение также заинтересует тех, кто планирует перейти на дифференцированный тариф на э/э (сниженные ставки ночью).

Сетевые СЭС привлекают низкой стоимостью, ведь здесь всего 2 компонента: фотоэлектрические модули (ФЭМ), улавливающие солнечный свет, и инвертор. Он преобразует ток из постоянного в переменный, необходимый для бытовых приборов. Конструкция надежна, позволяет получить большую выработку при относительно малой площади модуля.
К минусам сетевых СЭС относят невозможность автономной работы.
На эффективность, срок службы станции влияет тип используемых фотоэлементов. Модули на основе поликристаллов кремния стареют быстрее, чем монокристаллические (20 лет против 25–30), а их КПД редко превышает 18 %.
Долговечные системы принято оснащать монокристаллическими или гетероструктурными модулями. Яркий пример — сетевая СЭС в комплекте «Базовый» от АО «Мосэнергосбыт».

В сборке используется современный фотоэлемент HVL 290, изготовленный российским производителем по гетероструктурной технологии. У модулей низкие показатели деградации и длительная гарантия на мощность — в течение 25 лет панели будут работать с заявленной эффективностью.

Особенностью СЭС на гетероструктурных модулях являются улучшенные показатели работы в условиях низкой освещенности (облачность).

Автономные системы

Автономные СЭС предназначены для обеспечения электричеством объектов, не подключенных к электросетям общего пользования. Данные станции могут функционировать как полностью самостоятельные, так и в комбинации с дополнительными генераторами электроэнергии (топливные, ветряные генераторы и т.д.).
В состав СЭС входит: комплект солнечных модулей, инвертор, комплект АКБ и контроллер заряда. Днем ток направляется на электропитание потребителей и/или подзарядку АКБ. Ночью и в пасмурную погоду расходуется энергия от аккумуляторов.
Допускается использование автономных СЭС в паре с электросетью общего пользования.

Читайте также:
Как выбрать контроллер заряда солнечных батарей - полный обзор

Стоимость автономных СЭС выше, чем у сетевых за счет использования АКБ. В основном используются для аварийного электроснабжения — при частых скачках напряжения, сбоях на основной линии.

Системы применяют для полностью независимого, круглосуточного электроснабжения домов, которые невозможно подключить к центральной сети, или это слишком дорого и долго; при использовании дизельных/бензиновых генераторов, как инструмент, позволяющий уменьшить время их работы и сократить расход топлива.

Аккумуляторные батареи требуют особых условий эксплуатации и периодической замены. Необходимость замены АКБ и частота этой процедуры зависит от выбранного режима и интенсивности использования. При выборе СЭС обратите внимание на тип, емкость АКБ, количество циклов зарядки/разрядки. Золотым стандартом признаны литиево-ионные батареи — дорогостоящие, но крайне надежные. Свинцово-кислотные аккумуляторы — это баланс между ценой и эффективностью; их можно заряжать малыми токами, характерными для бытовых СЭС.
В автономной СЭС, комплект «Расширенный+», используются гелевые АКБ (GEL) — разновидность свинцово-кислотных, где электролит находится не в жидком, а гелеобразном состоянии. Срок службы батарей — до 15 лет. Они функционируют в диапазоне +15–40 °С без существенной потери емкости.

У СЭС на гелевых АКБ высокие показатели безопасности, так как корпус батареи непроницаемый.

Гибридные СЭС

Гибридные СЭС совмещают в себе характеристики сетевой и автономной СЭС. Работают параллельно с центральной сетью электроснабжения (экономия электроэнергии) и при этом имеют резерв в виде комплекта АКБ, позволяющий продолжать работу при отключении центральной сети.

Например, при отключении электричества или на пиковых нагрузках система работает автономно, задействуя АКБ; ночью снабжение идет от центральной линии, а в остальное время станция накапливает заряд и питает приборы от солнечной энергии. При использовании дифференцированного тарифа на э/э, целесообразно настроить станцию на заряд АКБ от сети ночью, по дешевому тарифу, и использование этой же энергии от АКБ днем, по дорогому.

Гибридные СЭС эксплуатируются в основном при наличии общей сети. Традиционное применение — инструмент экономии потребления э/э и резервный источник питания при отключении внешней линии.

Рассмотрите гибридные СЭС, если в доме:

● дорогие тарифы на электроэнергию, или большая разница между дневным и ночным тарифом;
● нестабильная центральная сеть;
● вы заботитесь об экологии и окружающей среде

Стоимость системы выше, чем у сетевой СЭС, за счет использования инвертора класса hybrid и комплекта АКБ.

Гибридная станция, комплект «Базовый», на 2,9 кВт ФЭМ от АО «Мосэнергосбыт» укомплектована узлом EasySolar II, выполняющим функции преобразователя, зарядного устройства и контроллера.

На корпусе устройства есть дисплей, где отображаются уровень заряда АКБ, вольтаж и другие данные. Параметры системы можно отслеживать прямо со смартфона, в приложении VRM.

Напомним, что любая СЭС позволяет отдавать излишки э/э в центральную сеть. Владелец станции мощностью до 15 кВт с 2019 года имеет право продавать энергию гарантирующему поставщику по системе «Зеленого тарифа». Рекомендуем проконсультироваться с местной сбытовой компанией по вопросу покупки э/э во время согласования покупки СЭС.

Самые эффективные солнечные панели – обзор 2020 года

Эффективность солнечной панели – ключевая характеристика, ориентируясь на которую, покупатели делают выбор. При этом под эффективностью принято понимать КПД. Действительно ли эффективность модуля ограничивается коэффициентом полезного действия и какие факторы на нее влияют? Разберем ниже.

Факторы, влияющие на эффективность фотомодулей

Распространенное мнение, что на КПД влияет только используемый в производстве материал и от него напрямую зависит мощность батареи, но это не совсем так. Существует несколько технологических нюансов.

Как оценивается КПД солнечных панелей

КПД – пусть не единственный, но все же ключевой параметр. Он показывает, какой процент солнечного света панель может трансформировать в электроэнергию. КПД измеряется в лабораторных условиях при следующих параметрах:

  • Объем энергии солнечного света – 1000 Вт;
  • Температура – 25 градусов;
  • Рабочая площадь модуля – 1 м2
  • Угол наклона панели – 30 градусов.

И если производитель указывает КПД в 17%, это значит, что при указанных выше условиях из 1000 Вт батарея демонстрирует выходную мощность в 170 Вт на м2.

Вообще, эталоном для кремниевых элементов является 20% КПД. Некоторым производителям удалось увеличить этот показатель за счет технологических решений, но в среднем полезное действие составляет 16-18%. При этом:

  • Поликристаллические панели показывают 14-16%;
  • Монокристаллические дотягивают до 17-20%.

Влияние КПД на эффективность очевидно – чем больше солнечной энергии может преобразовать модуль, тем выше мощность на выходе. Также очевидно, что при эксплуатации достичь лабораторных условий невозможно, поэтому фактический КПД часто отличается от заявленного.

Соединение и размеры пластин солнечных панелей

Солнечные панели состоят из многочисленных кремниевых пластин (36, 60, 72, 96 хотя возможно и другое количество). От размера и технологии соединения этих пластин напрямую зависит эффективность:

  • Монокристаллические батареи, разделенные на 60 клеток, выдают до 19% КПД;
  • Панели, разделенные на шинглы – прямые горизонтальные линии – демонстрируют от 17% до 19% КПД;
  • 120-клеточная панель, в которой размер клетки уменьшен вдвое, позволяет повысить производительность до 20%;
  • Новейшие батареи с IBC-структурой на 60 или 96 клеток выдают до 22% эффективности, что пока является рекордом.
Читайте также:
Фонари на солнечных батареях - разновидности и преимущества

При оценке соединения на первое место выходит количество шин или IBM. Шины – это вертикальные линии, проходящие сквозь всю панель, через которые передается выработанное электричество. Чем больше шин, тем меньше потерь при передаче. Наиболее эффективными на данный момент являются панели IBM 5 с 5-тью горизонтальными шинами.

Мощность солнечных батарей на квадратный метр

Альтернативный способ оценки эффективности солнечной панели – измерение производственной мощности на м2 или на 1 модуль (по стандарту – 1,6 м2). В этом случае покупатель получает не абстрактные проценты, а конкретное количество вырабатываемой энергии.

Мощность и КПД – взаимосвязанные величины и тестируются при одинаковых лабораторных условиях. Поэтому чтобы рассчитать мощность достаточно площадь умножить на КПД и на 1000 Вт (солнечное излучение при испытаниях). Например 1,6*20%*1000 = 320 Вт.

Однако производители добиваются и большей мощности при меньших КПД за счет оптимизации соединений и сокращении энергопотерь при передаче от фотомодуля непосредственно на распределительную коробку. Поэтому одинаковые по КПД панели могут на выходе давать разное количество энергии.

Производство солнечных панелей: материалы и качество

Вышеперечисленные факторы эффективности напрямую связаны с технологией производства панелей. От изготовителя напрямую зависит два важнейших параметра:

  • Материал модуля – используется монокристалл или поликристалл, ведь КПД и степень очистки у этих материалов отличаются, что также влияет на эффективность;
  • Общее качество сборки – включая целостность материала, степень его очистки, технологию соединения фотографических элементов и прозрачность защитной сборки.

Если о моно- и поликристаллах и их влиянии на КПД мы поговорили выше, то общее качество сборки стоит рассмотреть подробнее. Различают 4 класса качества солнечных панелей:

  • Grid A – безупречное качество сборки и материалов. Как правило, это монокристаллические панели от ведущих брендов типа Solar Power, BenQ или LG. Стоят они соответственно своему качеству, но окупаются за счет высокого КПД и длительного срока эксплуатации.
  • Grid B – допускается незначительное изменение в цвете фотомодуля или несущественные повреждения корпуса, не влияющие на общую производительность – царапины, потертости.
  • Grid C – наблюдается нарушения структуры фотоэлемента (сколы, трещины) или повреждения вторичных компонентов батареи, некритичные для работы. Сюда же относятся батареи, изготовленные из отходов производства основных панелей – осколки и пластины малых размеров, которые спаиваются между собой.
  • Grid D – низкое общее качество сборки, дешевые материалы и как следствие быстрая деградация модуля с малым КПД. Класс D характерен для ноунеймов неизвестного происхождения, у которых даже технические характеристики часто отсутствуют.

Соответственно, панели с самой высокой эффективностью изготавливаются из монокристалла кремния топовыми компаниями с многолетним опытом исследований в области солнечной энергетики. Такие компании часто разрабатывают и новые технологические решения для соединений, общей конструкции и передачи энергии, чем повышают качество и производительность своего продукта.

Обзор солнечных панелей

Чтобы читатель мог наглядно увидеть разницу между модулями различной эффективности проведем краткий обзор нескольких моделей от известных производителей.

Самые мощные солнечные панели

В этой категории панели будут размещены в порядке роста КПД:

  • LP72-375M PERC – продукт представлен LEAPTON SOLAR состоит из очищенного монокристалла, соединенного по стандарту IBM 5 и имеет КПД в 19,1%. При стандартном размере 1960 х 992 мм выдает 375 Вт энергии, что очень неплохо для батареи такого класса. Стоимость в Украине – 4000 грн*.
  • LG NeOn 340 W – одна из новейших моделей популярного производителя. Имеет 60 клеток, но при этом 12 токосъемных дорожек, то есть фактически соединение IBM 12. Размер стандартный – 1686 x 1016, а мощность на выходе 340 Вт, что несколько ниже, чем у первой модели. Зато КПД составляет 19,8%. Стоимость в Украине – 6100 грн*.
  • SunForte PM096B00 333W от BenQ – при относительно стандартных габаритах 1559 x 1046 мм модуль включает целых 96 клеток, способных выдавать на выходе 333 Вт мощности. При этом за счет технологии IBC производитель смог добиться КПД в 20,4%. Обойдется такая панель в 14 000 грн*.
  • JAM72S03-375/PR 375 от JA Solar – собрана из 144 клеток стандарта HalfCell и имеет соединение IBM 5. Производитель заявляет КПД до 19,5%, но что интересно при габаритах в 2000х991мм панель генерирует те же 375 Вт энергии, то есть фактически мощность на м2 ниже. Стоимость в Украине – 5200 грн*.

Как можно видеть, стоимость растет пропорционально КПД и известности производителя и борьба тут идет буквально за каждую десятую процента.

leapton lp72-375m perc 5bb LG NeOn 340 W BenQ SunForte PM096B00 333W JA Solar JAM72S03-375/PR 375 Wp
Основные
Производитель Leapton LG BenQ JA Solar
Страна производитель Китай Южная Корея Тайвань Китай
Тип панели Монокристаллическая Монокристаллическая Монокристаллическая Монокристаллическая
Материал изготовления модуля Чистый кремний Чистый кремний Чистый кремний Чистый кремний
Материал рамки Алюминий Алюминий Алюминий Алюминий
Мощность (Вт) 375 340 333 375
Ток при максимальной мощности (А) 9.39 9.86 6,13 9,48
Напряжение при максимальной мощности (В) 39.4 34.5 54,7 39,58
Ток короткого замыкания (А) 9.92 10.53 6.27 10,03
Напряжение холостого хода (В) 48.09 41.1 64.8 47,78
Количество элементов (шт.) 72.0 60 96 144
Минимальная рабочая температура (град.) -40.0 -40.0 -40.0 -40.0
Максимальная рабочая температура (град.) 85.0 90.0 80.0 85.0
Степень защиты IP IP67 IP68 IP67 IP67
КПД, не менее (%) 19.1 19.8 19.6 18,92
Гарантийный срок (мес) 60 300 120 144
Габаритные размеры
Вес (кг) 21.5 17.1 18,6 22,5
Длина (мм) 1960.0 1686.0 1559.0 2 000.0
Ширина (мм) 992.0 1016.0 1046.0 991.0
Толщина (мм) 40.0 40.0 46.0 40.0
Температурные коэфициенты
Температурный коэффициент тока 0.06 0.03 0.05 0.051
Температурный коэффициент напряжения -0.3 -0.27 -0.33 -0.289
Температурный коэффициент мощности -0.4 -0.36 -0.26 -0,36
Читайте также:
Рекуператор воздуха своими руками - как сделать для дома или квартиры, в том числе пластинчатый, чертежи и схемы, устройство, виды + видео

Самые дешевые солнечные панели

Теперь рассмотрим несколько бюджетных моделей для сравнения стоимости и технологических характеристик:

  • AS-6P30 280W – модель компании Amerisolar. При стандартном размере 1640х992 выдает 280 Вт мощности и имеет соединение IBM 4. Материал – поликристалл, а коэффициент полезного действия 17,4%, что для такой модели неплохо. Интересно, что производитель дает гарантию на 2 года, хотя для панелей более характерно 4-5 лет. Зато стоит всего 2800 грн*.
  • RS 280 POLY – поликристаллическая панель малоизвестного китайского производителя Runda. Состоит из 60 клеток, с четырьмя токопроводящими дорожками. Выдает на стандартном размере 280 Вт, а заявленная эффективность составляет до 17,2%. Цена – 2400 грн*.
  • RSM60-6-280P – поликристаллическая модель от Risen с пятью токопроводящими дорожками на 60 клеток. Мощность и размеры такие же, как и у предыдущих представителей. Можно купить за 2700 грн*.
  • Energy AXP120-12-156-290 от AXIOMA – пожалуй уникальная модель. Оснащена 12-тью токопроводящими шинами с мощностью на выходе в 290 Вт. Номинальный КПД – 17,5%, что тоже немало. В основе поликристалл. Уникальна тем, что при таких характеристиках в Украине стоит от 2400 грн*. Как производитель смог снизить цену настолько при сложной технологии производства, остается только догадываться.

Таким образом на малоэффективные солнечные сетевые электростанции цена в 2-4 раза меньше, чем более производительные, однако и выдают они при этом на 25-20% меньше энергии. Если вы к примеру закупите 10 LP72, то за 40 000 грн* получите 3,7 кВт мощности, а установив на ту же сумму RSM60 (16 штук) 4,4 кВт. Однако при этом потребуется больше площади для монтажа, да и скорость деградации последних будет выше.

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.

Читайте также:
Портативная зарядка на солнечной батарее - отзывы

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?

  • Введут абонентскую плату за присоединённую тебе мощность (тратит или не тратил – неважно, что-то заплатишь, раз тебя присоединили к проводам).
  • Введут социальную норму, когда за превышение месячного лимита – влупят повышенный тариф.
  • Постепенно отменятпониженный коэффициент для электроплит и селян (сейчас это 0,7), ну и т. д.

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.

  • Проконсультироваться со специалистом для подбора оптимального по мощности сетевого комплекта, с учетом возможностей генерации (солнечная активность в регионе установки) и потребностей в электроэнергии.
  • Купить и смонтировать сетевую солнечную электростанцию (возможна установка солнечных панелей, как на крыше, так и наземным способом).
  • Подать в региональную электросетевую компанию заявление на получение Технических Условий для объекта микрогенерации и установку специализированного двустороннего смарт-счетчика.
  • Заключить с ответственной энергосбытовой компанией договор на покупку электроэнергии.

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.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: