Солнечная электростанция для дома на 5 квт и 10 квт

Контроллер заряда аккумуляторов

Между солнечными панелями, вырабатывающими электроэнергию, и аккумуляторными батареями, которые эту энергию накапливают, устанавливается контроллер. Контроллеры различаются по техническим характеристикам и стоимости. Как ни странно, это самый главный элемент управления солнечной мини-электростанцией: контроллер защищает аккумуляторы от полного разряда и от перезаряда, которые для них очень опасны. В случае недопустимо низкого разряда аккумуляторов контроллер отключает нагрузку. В том случае, когда аккумуляторы полностью заряжены, контроллер не дает энергии от солнечных батарей поступать в аккумуляторы.

Собственный опыт и впечатления

На нашей даче небольшая система из солнечных батарей успешно проработала несколько лет, пока не появилась возможность подключиться к общей электросети. Конечно же, когда после установки солнечных батарей мы смогли включить нормальный свет, холодильник, насос для воды, антенну и телевизор, это было просто чудо.

Однако за системой необходимо постоянно следить и поддерживать ее в правильном, работоспособном состоянии. Например, контакты на месте соединения проводов от солнечных панелей с контроллером заряда периодически окисляются и перестают качественно проводить заряд. Поэтому их необходимо периодически зачищать и подключать заново. Если этого не делать, то заряд от батарей поступает в аккумуляторы не полностью, мини-электростанция накапливает меньший запас электричества, чем рассчитывалось, и при включении обычной (рассчитанной для нее) нагрузки уже не справляется: скорость разряда становится быстрее скорости заряда. Кроме того, если система бюджетная и не очень мощная, необходимо очень четко понимать, какие электроприборы можно включать одновременно, а какие – нет.

Пока у нас с мужем была возможность часто ездить на дачу и следить за солнечными батареями, все хорошо работало и никаких проблем не возникало. Но когда обязанность поддерживать систему в рабочем состоянии легла на плечи наших пожилых родителей, начались проблемы с ее функционированием, потому что у них не хватало знаний и опыта. В итоге было принято решение воспользоваться появившейся возможностью подключиться к обычной электросети, чтобы не нагружать их лишними заботами.

Основываясь на нашем опыте, я могу сказать, что собрать достаточно бюджетную автономную мини-электростанцию на солнечных батареях вполне реально. И она действительно будет надежно и эффективно работать, обеспечивая основные потребности небольшого дачного домика. Однако для поддержания ее в хорошем состоянии нужно тщательно изучить вопрос и периодически проводить ее диагностику и профилактику.

Слабые солнечные электростанции

Все, что вырабатывается меньше 5 кВт энергии в сутки, можно смело считать слабой батареей. Такие солнечные электростанции для дома и дачи ориентированы лишь на краткосрочное использование или взаимодействие с небольшим количеством приборов. Фактически, если взять частный дом, то в нем получится запитать холодильник и, может быть, еще 1-2 прибора. Для полноценной и комфортной жизни такого явно недостаточно. Дача в этом плане выглядит намного выгоднее. Там редко когда требуется постоянно обеспечивать электричеством большое количество техники, а с малым ее числом отлично справятся и маломощные батареи.

Контроллер

Избранные модули имеют напряжение 29 В. Для них подходящим контроллером является MPPT. Он снабжен функцией отслеживания максимума мощности. А также может снижать напряжение. То есть, функционирует при различных параметрах напряжения на солнечных элементах и аккумуляторах.

Батарея фотоэлементов при максимальной мощности должна вдвое превышать этот параметр на комплекте батарей. Такое соотношение весьма желательно. Тогда КПД преобразования в контроллере выдаст максимум.

Ветровые электростанции для дома — плюсы, минусы и обзор лучших современных моделей (105 фото)
Биогазовая установка своими руками — пошаговое описание производства, 130 фото и видео описание биогазовой установки
Как сделать ветрогенератор на 220В своими руками: пошаговое описание изготовления самодельных ветряков (схемы, проекты, фото и видео)

При выборе этой детали мощность солнечной батареи по паспорту делят на аккумуляторное напряжение. Получится ток зарядки по максимуму. Контроллер должен постоянно выдерживать это значение.

Инструкция к калькулятору

Для вашего удобства мы создали специальную программу, которая поможет вам оценить затраты на компоненты солнечной электростанции. Надо иметь ввиду, что это не все затраты, а только на основное оборудование — солнечные модули, аккумуляторы и инверторы. Отдельно вам потребуется оплатить стоимость конструкции и проводки. Она зависит от конкретного места крепления модулей и их расстояния до аккумуляторов и потребителей. Местами крепления могут быть:

крыши различных конструкций,
стены,
балконы
участки земли
другие места

Шаг 1

Вы должны оценить сколько электрической энергии вам необходимо, чтобы обеспечить работу всех бытовых приборов. К примеру, вам необходимо 3 светодиодные лампочки на 6 часов в сутки, холодильник на 24 часа, компьютер на 6 часов. Вы находите соответствующие графы в калькуляторе и заполняете их.

Получилось, что вам необходимо 8,37 квт час в день. Теперь вам необходимо рассчитать количество аккумуляторов.

Шаг 2

Выберете емкость аккумулятора (100 или 200 ампер в час) и его напряжение (12 или 24 Вольт). По умолчанию в меню программы стоит 100 ампер в час и 12 Вольт). Программа покажет вам количество аккумуляторов, которые необходимы для работы всех бытовых приборов в течении указанного времени. В нашем примере получается 6 аккумуляторов (100 ампер в час и 12 Вольт).

Далее вам необходимо зарядить ваши аккумуляторы солнечным светом от модулей.

Недостатки

Несмотря на очевидные преимущества, солнечные электростанции также имеют недостатки. Это в первую очередь расходы. Солнечные станции хотя и становятся дешевле с каждым годом, например, солнечная электростанция 5 квт купить которую можно в компании Еcosolution только в этом году подешевела на 15 процентов, они все же еще довольно дороги, когда речь идет о крупных проектах. Также их установка для массового использования требует огромных поверхностей.

Экологический аспект производства панелей является спорным вопросом. Конечно, определенная степень загрязнения окружающую среду присутствует, но нереально добиться 100 % экологической энергии в промышленных масштабах. Солнечные электростанции не собирают и не накапливают энергию ночью, но в случае традиционных электростанций также случаются простои и перебои в подаче электроэнергии. Поэтому следует придерживаться разумной политики управления запасами.

Основные недостатки солнечных электростанций:

отсутствие добычи энергии ночью;
высокие затраты на хранение энергии;
относительно высокая цена солнечных элементов;
суточная и сезонная изменчивость солнечной радиации;
местные климатические изменения, неблагоприятные для использования солнечной энергии;
трудности с накоплением и концентрацией энергии;
низкая дневная плотность потока энергии солнечной радиации;
установка занимает большие площади;
большие производственные и строительные затраты;
высокие финансовые затраты;
не очень высокая мощность.

Плюсы и минусы солнечных электростанций

После рассмотрения различных типов установок, можно выделить общие преимущества солнечных электростанций:

Работают на возобновляемых источниках энергии.
Большинство СЭС могут действовать во многих местах земного шара с доступом к солнечному свету.
Практически не наносят время окружающей среде.
В СЭС отсутствуют движущиеся механизмы и узлы, используемые в большом количестве. Исключение составляют лишь приводы, регулирующие положение установки.
Солнечные установки сохраняют свои достоинства и параметры не менее 25 лет. После этого отдельные показатели могут снизиться, но станция все равно будет работать.
Существенные плюсы солнечных электростанций заключаются в возможности их использования в труднодоступных местах без централизованного электроснабжения.
При необходимости может использоваться гибридная солнечная электростанция, сочетающая в себе детали, компоненты, параметры и технические характеристики нескольких типов электроустановок.

Рассматривая минусы солнечных электростанций следует остановится на некоторых недостатках:

Сильная зависимость от погодных условий и времени суток.
Необходимость в периодическом техническом обслуживании. Поверхности гелиопанелей должны своевременно очищаться от пыли и других загрязнений. Некоторым системам может потребоваться вентиляция или принудительное охлаждение.
Недостатки солнечных электростанций заключаются в отрицательном влиянии на экосистему. Например, птицы, пролетающие над установкой, погибают мгновенно.
Недостаточный КПД гелиопанелей, их сравнительно высокая стоимость, необходимость в дорогостоящем дополнительном оборудовании.

Портативная солнечная электростанция

Солнечная электростанция для дома на 5 кВт и 10 кВт

Электростанция на солнечных батареях

Газотурбинная электростанция (ГТЭС)

Геотермальные электростанции (ГТЭС)

Ветряные электростанции

ТОП-4: «Стандарт»

Описание

С солнечной электростанцией, занимающей 4 место в ТОП-10, будет комфортно и светло на даче, потому что она предназначена для обеспечения работы бытовых приборов, освещения, насосов, подающих воду для полива и бытовых нужд, электроинструмента и пр.

Характеристики

Мощность панели и инвертора – 1020 и 2000 Ватт;
АКБ – емкость 400 Ач;
Пусковая мощность и номинальная (для инвертора) -6000ВА и 2400 В;
Форма и значение напряжения выхода – чистая синусоида и 230В;
Ток зарядного – 60А;
Настройка с помощью дисплея или компьютера;
КПД – 93%;
Панели — кремниевые поликристаллические;
GEL батарея- необслуживаемая, герметичная 2000х2 Ач;
Есть энергосберегающий режим и защита от возможных перегрузок;
Размер модуля, блока управления, батареи соответственно — 164×99×3,5 см (вес 20 кг); 65×30×15 мм (20 кг); 21,8×23,8×52,2 мм (до 65 кг).

Комплектация

В комплекте поставляются:

Панели солнечные – 4 штуки;
Зарядное устройство и инвертор – 1 шт.;
Батарея емкостью 2000Ач- 2 шт.;
Параллельно соединенные коннекторы – 3 шт.;
Контроллер 12/24В – 1шт.;
Кабель сечением 4 км.мм – 2 шт.

Основные отличия

Высокая мощность;
Питает большое количество электроприборов, нужных для современной комфортной жизни;
Солнечная станция полностью автоматизированная. При снижении нагрузки до 5 Вт, она переходит в «спящий режим»;
Обеспечивает расширенные функции, т.е. автоввод резерва и подключения зарядки для увеличения энергии в холодное время;
Высокая стабильность;
Бесшумность;
Простота в управлении и привлекательный интерфейс;
Малые сроки, требующиеся на установку;
Компактность. Для установки достаточно 0,5 м.куб пространства;
Длительный период эксплуатации- до 25 лет.

Купить

Где купить	Цена в российских рублях
https://moskva.tiu.ru/p339887913-solnechnaya-elektrostantsiya-standart;all.html?_openstat=tiu_prosale%3B%D1%81%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B5+%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B8%3B%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F+%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D1%8F+%C2%AB%D0%A1%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%B4%D0%B0%D1%80%D1%82%C2%BB%3Bcatalog	165000
https://itanna.ru/solnechnaia-elektrostantciia-ekostandart	165000
https://ryazan.sol-batery.ru/solnechnye-batarei/solnechnaya-elektrostantsiya-komplekt-dacha-standart.html	194150

Крупнейшие солнечно-тепловые электростанции на Земле

Крупнейшие солнечные тепловые электростанции в мире

Мощность МВт	Название	Страна	Местоположение	Координаты	Тип	Примечание
392	СТЭС Айвонпа	Сан-Бернардино, Калифорния	35°34′ с. ш. 115°28′ з. д.HGЯO	башенный	Введена в эксплуатацию 13 февраля 2014
354	Solar Energy Generating Systems	Пустыня Мохаве, Калифорния	35°01′54″ с. ш. 117°20′53″ з. д.HGЯO	параболоцилиндрический концентратор	СЭС состоит из 9-ти очередей
280	Mojave Solar Project	Барстоу, Калифорния	35°00′40″ с. ш. 117°19′30″ з. д.HGЯO	параболоцилиндрический концентратор	Строительство завершено в декабре 2014 года
280	Solana Generating Station	Аризона	32°55′ с. ш. 112°58′ з. д.HGЯO	параболоцилиндрический концентратор	Строительство завершено в октябре 2013 года
250	Genesis Solar Energy Project	Блайт, Калифорния	33°38′37″ с. ш. 114°59′16″ з. д.HGЯO	параболоцилиндрический концентратор	В эксплуатации с 24 апреля 2014 года
200	Solaben Solar Power Station	Логросан, Испания	39°13′29″ с. ш. 5°23′26″ з. д.HGЯO	параболоцилиндрический концентратор	3-я очередь закончена в июне 2012 2-ая очередь закончена в октябре 2012 1-ая и 6-ая очереди закончены в сентябре 2013
160	СЭС Уарзазат	Марокко	30°59′40″ с. ш. 6°51′48″ з. д.HGЯO	параболоцилиндрический концентратор	с тремя хранилищами 1-ая очередь закончена в 2016 году
150	Solnova Solar Power Station	Санлукар-ла-Майор, Испания	37°25′00″ с. ш. 06°17′20″ з. д.HGЯO	параболоцилиндрический концентратор	1-ая и 3-я очереди завершены в мае 2010 4-ая очередь завершена в августе 2010
150	Andasol Solar Power Station	Гуадикс, Испания	37°13′42″ с. ш. 3°04′06″ з. д.HGЯO	параболоцилиндрический концентратор	Заверено строительство: Andasol 1 (2008), Andasol 2 (2009), Andasol 3 (2011). Каждый имеет тепловой резервуар рассчитанный на 7,5 часов работы.
150	Extresol Solar Power Station	Торре-де-Мигель-Сесмеро, Испания	38°39′ с. ш. 6°44′ з. д.HGЯO	параболоцилиндрический концентратор	Строительство завершено: Extresol 1 и 2 (2010), Extresol 3 (2012). Каждый имеет тепловое хранилище рассчитанное на 7,5 часов работы
110	Crescent Dunes	Най, Невада	38°14′ с. ш. 117°22′ з. д.HGЯO	башенный	в эксплуатации с сентября 2015
100	KaXu Solar One	ЮАР	28°53′40″ ю. ш. 19°35′53″ в. д.HGЯO	параболоцилиндрический концентратор	с хранилищем на 2,5 часа
Мощность МВт	Название	Страна	Местоположение	Координаты	Тип	Примечание

Установка фотоэлементов

Устанавливаются они по специальной методике:

для увеличения производительности выставляется под углом 90 градусов к падающим лучам поверхность блоков;
допустимая погрешность (учитывая, что Светило движется) от перпендикулярного положения не может превышать 15 градусов;
при всесезонном пользовании электростанцией, необходимо угол выставить относительно широты в столько же градусов, но со знаком «+», т.е. +15 градусов;
если предполагается пользоваться станцией только в жаркое время, отталкиваются от значения угла в – 15 градусов.

Только, установив солнечную батарею под углом в 90 градусов к падающим лучам, можно рассчитывать на максимальную эффективность. Увеличить отдачу до полутора раз возможно, если батарею солнечную закрепить на поворотном устройстве, способном двигаться вслед за перемещением Солнца. Способ рассчитан на небольшие конструкции.

Изготовление в домашних условиях

Комплексная гелиосистема потребует немалого вложения средств. Но все потраченные деньги вернутся в будущем. Срок окупаемости в зависимости от количества модулей и способов использования солнечной энергии будет разниться. Но все же можно уменьшить первоначальные расходы не за счет потери качества, а за счет разумного подхода к выбору компонентов солнечной батареи.

Если вы неограничены в площади установки солнечных модулей, и в вашем распоряжении есть приличное пространство, то на 100 кв. м вы можете установить поликристаллические солнечные батареи. Это позволит сэкономить немалую сумму в семейном бюджете.

Не старайтесь покрыть полностью крышу солнечными батареями. Для начала установите пару модулей и подключите к ним ту технику, которая работает от постоянного напряжения. Нарастить мощность и увеличить количество модулей можно всегда со временем.

Если вы ограничены в бюджете, то можете отказаться от установки контроллера – это вспомогательный элемент, который необходим для отслеживания уровня заряда батареи. Вместо него, можно дополнительно подсоединить к системе еще один аккумулятор – это позволит избежать перезаряда и увеличит емкость системы. А для контроля заряда можно использовать обычные автомобильные часы, которыми можно измерять напряжение, да и стоят они в разы дешевле.

Как работает солнечная электростанция

Теплоэлектростанция на параболоцилиндрических концентраторах работает по иному принципу. На железную опору установлены параболоцилиндрические зеркала, сконцентрированные на максимальный прием солнечных лучей. В их фокусе расположена светопоглощающая трубка, в которой циркулирует масляный носитель, поступающий в теплообменник с водой. Жидкость быстро нагревается, превращаясь в пар, который вращает турбогенератор. Вакуумные СЭС используют энергию потоков воздуха, за счет разных температур.

Конструкция состоит:

Из высокой башни;
Встроенной турбиной с электрогенератором;
Участком земли, накрытым зеркалами.

Мощность увеличивается по мере нагревания потоков воздуха. Благодаря прогреву земли башня может вырабатывать энергию круглосуточно, что является важным преимуществом в сравнении с другими солнечными аналогами. Для солнечных генераторов основной частью конструкции являются батареи, состоящие из множества тонких пластин кремния, которые преобразовывают солнечные лучи в электроэнергию. Чтобы обеспечить достаточную мощность, необходимо устанавливать несколько батарей. Такие системы обычно применяют для домашнего хозяйства, освещения оранжерей и выставок.

Особенности солнечных электростанций для дома

В России такие устройства пользуются популярностью в основном в южных регионах страны. Связано это с тем, что электростанции на солнечных батареях для дома требуют достаточного освещения, получить которое на Севере сложно или вообще невозможно. В теории существуют специальные модели, способные работать практически при любом уровне освещения, и они даже показывают неплохой коэффициент полезного действия. Однако именно они настолько дороги, что проще уже пользоваться другими альтернативными вариантами. Следует отметить, что у нас такие батареи редко когда применяются для полноценного снабжения дома электричеством. Чаще всего они нужны только для того, чтобы запитать самое необходимое: холодильник и некоторые бытовые приборы, без которых не обойтись. Все электростанции, работающие на солнце, можно условно разделить на две категории:

Постоянные. Эти модели все время собирают энергию и передают ее на аккумулятор, от которого питаются уже все приборы.
Временные. Такие устройства сначала заряжают аккумулятор, и лишь потом, после заполнения, он некоторое время обеспечивает автономную работу всего необходимого.

Первая категория, разумеется, намного удобнее, но и обходится существенно дороже

В выборе таких приспособлений очень важно правильно распределить свои желания, потребности и возможности. Вполне вероятно, что действительно мощная и полноценная электростанция вовсе и не нужна

В любом случае даже самый простой вариант такого изделия все равно существенно облегчает жизнь в тех регионах, где с централизованным снабжением все очень плохо.

Правила выбора солнечной электростанции для дома

Для того чтобы правильно выбрать солнечную электростанцию, следует ответить на ряд вопросов и определить критерии выбора, как то:

Необходимо рассчитать электрическую мощность установленных приборов, потребляющих электрическую энергию;
Следует рассчитать максимальное потребление энергии в час;
Необходимо определить на какую продолжительность в течение года будет работать электростанция (сезонно или круглогодично);
Узнать или определить из официальных источников информацию о солнечной активности в месте установки солнечной электростанции;

Обратить внимание на комплектующие элементы станции:

Фотоэлементы;
Аккумуляторную батарею;
Контроллер;
Инвертор.

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

Фотоэлементы – это солнечные батареи (панели), которые представляют собой определенное количество кремниевых фотоячеек, соединенных между собой и помещенных в единый корпус. Фотоячейки бываю трех видов: из поликристаллов, монокристаллов и с напылением из кремния

Использование того или другого вида фотоячеек влияет на КПД установки, ее габариты, вес и стоимость;

Аккумуляторная батарея – является накопителем выработанной электрической энергии
Важно обратить внимание на температуру эксплуатации, уровень заряда и мощность, которые может выдержать устройство;

Контроллер – электронный прибор, который отвечает за контроль и регулировку заряда аккумуляторной батареи. Устройства различаются по конструкции, что влияет на их стоимость
Простые работают по принципу «включить-выключить» подачу энергии, их применение приводит к быстрому выходу из строя аккумуляторных батарей

Более сложные приборы регулируют заряд батареи, осуществляя его по ступенчатому принципу, тем самым обеспечивая более продолжительный срок службы аккумуляторов. MPPT контролеры – наиболее сложные устройства, позволяющие наиболее качественно и экономично организовать работу солнечной электростанции.

Инвертор — сложный электронный элемент, который преобразовывает постоянный электрический импульс в переменный, с заданным напряжением и частотой. При выборе важно обратить внимание на: мощность устройства, его КПД, отсутствие радиопомех, стабилизацию выходного напряжения, коэффициент гармоник, диапазон температур эксплуатации, воздействие перегрузок на работу устройства и способы защиты элементов агрегата.

Рассмотрим некоторые варианты комплектации солнечных электростанций и их характеристики.

Гибридная солнечная электрическая станция мощностью 1,88 кВт/ч, Россия

Солнечная электростанция на фотоэлементах, основные характеристики:

Производительность — 6.48 кВт/час;
Мощность – 1,88 кВт;
Панель — 8 шт.;
Мощность панели — 235.0 Вт;
Напряжение панели — 24.0 В;
Напряжение станции — 48.0 В;
Тип аккумулятора – AGM;
Емкость аккумулятора — 180.0 А/ч;
Аккумулятор — 4.0 шт.

Солнечная электростанция класса «Люкс»

Аккумуляторная накопительная система для бесперебойного и автономного питания, в которой используется энергия на солнечных батареях.

В основной комплект входит:

Панель мощностью 200 Вт — 9 штук;
Зарядный контроллер Xantrex XW-MPPT60-150 (MPPT, 60 А);
Инвертор Xantrex XW4024 (4,0 кВт / 24 В=);
Системный контроллер Xantrex SCP;
Аккумулятор-батарея Delta GX 12200, гелевая — 6 штук;
Автоматы для защиты постоянного тока OBB-60 (60 А) и 250 А — 3 шт.;
Бокс для коммутации автоматов защиты.

Солнечная электрическая станция «Дом», мощностью 7.5 кВт, Россия.

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:

Тип электростанции — электростанция на фотоэлементах;
Производительность — 7.5 кВт/ч;
Максимальная мощность – 1,5 кВт;
Панели в комплекте — 6 шт.;
Панельная мощность — 250.0 Вт;
Напряжение в панели — 24.0 В;
Напряжение в самой станции — 220.0 В;
Типовой аккумулятор – GEL.

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.

Как извлечь выгоду

Беря во внимание тот факт, что солнечные батареи работают только в солнечную погоду, нужно подробно изучить их разновидности. В частности, материалы, из которых они производятся

Поликристаллические батареи могут преобразовывать не только прямые солнечные лучи, но и рассеянный свет. И тогда облака, закрывающие солнечное освещение, уже не будут являться препятствием для их работы. Отзывы утверждают – чтобы получить наибольшее количество электроэнергии, нужно останавливать свой выбор именно на поликристаллических кремниевых батареях.

Но что же делать, если, к примеру, выпадет снег? Снегопад, как и иные виды осадков, не станут минусом в данном случае. Напротив, во время снегопада объем отраженных лучей увеличивается. И если подобраны именно батареи с кремниевыми фотоэлементами, энергии накопится еще больше. Однако частоту осадков тоже необходимо учитывать при установке панелей, ведь их нужно будет от этих осадков очищать.

Наука не дремлет и вполне может статься, что вскоре будут изобретены батареи, которые вовсе не будут иметь никаких недостатков. И тогда люди будут принимать гораздо больше участия в сохранении окружающей среды.

Пример расчета

Исходные данные (произвольно):

Телевизор мощностью Pа = 100 Вт работает t = 5 часов в сутки и 7 дней в неделю.
Осветительные приборы общей мощностью Pа = 1000 Вт, t = 6 часов в сутки и 7 дней в неделю.
Освещенность солнечной панели: T — 5,5 час в сутки (широта Москвы, лето).
КПД инвертора — 0,9.
Характеристика одной аккумуляторной батареи: Са — 225 А/ч, Uа — 12 В.
Уровень разрядки АКБ — 0,7.

При суммарной мощности приборов 1100 Вт среднесуточный расход энергии составит Wн = 45,500 кВтч в неделю или Wс= 6,500 кВтч в сутки. Для точного расчета требуется учитывать вероятность одновременного использования приборов, пиковые и реактивные нагрузки или распределение нагрузки в течение суток.

По суммарной мощности потребителей 1,1 кВт выбираем инвертор мощностью 2 кВт (с перспективой роста и компенсации неучтенных нагрузок). Входное напряжение инвертора Uинв- 24 В.

Полная суточная токовая нагрузка на инвертор в А*ч с учетом КПД инвертора: Wc/КПД*Uинв = 6500/0,9*24 = 297,91 А*ч.

Эта величина важна для определения количества АКБ, тока подзарядки и, в конечном счете, надежности системы.

В нашем случае:

Токовая нагрузка увеличивается в два раза для обеспечения двухдневного энергоснабжения.
Учитываем допустимую глубину разрядки батареи 0,7.
Получаем суммарную токовую нагрузку — 297,91*2*0,7 = 851,19 А*ч.

С учетом характеристики одной аккумуляторной батареи Са = 225 А*ч получаем число блоков батарей на напряжение 24 В (напряжение инвертора) 851,19/225 = 3,78. Округляем до 4-х. Для того чтобы получить Uа (12 В) на одну батарею соединяем в одном блоке две батареи последовательно. Итого получается 4 параллельно соединенных блока, состоящих из двух батарей каждый. Всего 8 аккумуляторов.

В дополнение к нагрузке потребителя необходимо добавить нагрузку, учитывающую подзарядку батарей. Она составляет 10% суммарной мощности аккумуляторного модуля (8*225*12) = 21600 Втч*10% = 216 Втч. Суммарная среднесуточное потребление будет составлять — 6500+216 = 6716 Втч.

Для обеспечения системы энергией солнечная батарея должна за время освещенности (T =5,5 часов) выработать среднесуточную потребность в электроэнергии (6716 Втч). Следовательно, блок из солнечных модулей (с выходным напряжением 24 В и мощностью 200 Вт каждый) должен состоять из 6 модулей (6716/5,5*200 = 6,10).

Определяемся с размерами и количеством фотоэлементов

В хороших солнечных батареях на 12 вольт должно быть 36 элементов, на 24 вольта — 72 фотоэлемента. Это количество оптимально. При меньшем числе фотоэлементов вы никогда не получите заявленный ток. И это — лучший из вариантов.

Не стоит покупать сдвоенные солнечные панели — по 72 и 144 элемента соответственно. Во-первых, они очень большие, что неудобно при перевозке. Во-вторых, при аномально низких температурах, которые у нас периодически случаются, они первыми выходят из строя. Дело в том, что ламинирующая пленка при морозах сильно уменьшается в размерах. На больших панелях из-за большого натяжения она отслаивается или даже рвется. Теряется прозрачность, катастрофически падает производительность. Панель идет в ремонт.

Солнечная панель на 4 В имеет 7 элемента

Второй фактор. На больших по размерам панелях должна быть больше толщина корпуса и стекла. Ведь увеличивается парусность и снеговые нагрузки. Но далеко не всегда это делают, так как значительно возрастает цена. Если вы видите сдвоенную панель, а цена на нее ниже, чем на две «обычных», лучше ищите что-то другое.

Еще раз: лучший выбор — солнечная панель для дома на 12 вольт, состоящая из 36 фотоэлементов. Это оптимальный вариант, проверенный практикой.

Принцип работы солнечной электростанции

Солнечные электростанции для дома правильнее называть батареями. Они работают на фотоэлементах, способных напрямую преобразовывать энергию солнца (фотоны) в используемое нами электричество. В основе этого процесса лежат полупроводники с разным покрытием. За счет воздействия на них фотонов возникает разница в структуре, которая и приводит к выработке энергии. Существуют и другие варианты таких устройств, но для снабжения частных домов они практически не используются, так как слишком дороги. Выработанная батареей энергия накапливается в емком аккумуляторе и уже оттуда используется на любые нужды. Также используется специальный распределительный щиток, позволяющий направлять требуемую мощность на нужные приборы, чтобы их не «спалить». Этот принцип, основанный на фотоэлементах, является самым распространенным и простым в эксплуатации. Существует большое количество других вариантов, но они обычно дороже, сложнее в использовании и установке.