Все мы давно уже знаем о солнечных панелях. Кто-то не верит в их эффективность, другой — покупает и радуется, третий — сидит и считает выгоду.
Давайте разберёмся с этим вопросом и поможем этим троим, что сверху. Рассказываю на примере частного дома и собственного опыта.
Как и на каких принципах устроена современная солнечная электростанция? Какова конечная стоимость энергии? Заменит ли это чудо инженерной мысли углеводороды?
Итак…
Элементы обычной солнечной электрической станции (СЭС):
- Солнечные панели
- Контроллер заряда
- Аккумуляторные батареи
- Инвертор
- Коммутация
Если коротко, то панели преобразуют солнечное излучение в электричество. Для накопления этого электричества служат аккумуляторы. Контроллеры следят, чтобы аккумуляторы не разряжались и не брали лишнего. Так как мы получаем на выходе постоянный ток, а наши домашние приборы требуют переменный, и к тому же 220 Вольт, то используем инверторы (преобразователи).
Теперь давайте я расскажу о каждом элементе отдельно.
Панели
Солнечные панели — основа и «сердце» СЭС. Это несколько фотоэлектрических моделей, соединённых в одно устройство с помощью проводников. В основном все панели выполнены на основе кристаллического кремния. Сверху модули покрывают специальным закалённым сверхпрозрачным стеклом. Такая конструкция герметична и защищена от ветра, пыли и влаги.
Рынок предлагает нам панели трёх типов:
- Монокристаллические
- Поликристаллические
- Плёночные
Монопанели обладают повышенной эффективностью, по сравнению с остальными, но стоят на порядок выше, чем поликристаллические. Обычно, если вы не ограничены пространством и площадями, для монтажа выбирают поликристаллы.
Плёночные вы все видели на маленьких повербанках и всевозможных садовых фонариках. Они изготовлены путём печати специальных чернил на прозрачную плёнку.
Исходя из этого, делаем вывод, что выбор панелей заключается в выборе между этими технологиями.
В данный момент появились новые разработки панелей на основе монокристаллов. Отличие от обычных — гибкая основа и множество вариантов для монтажа или иного применения.
Контроллеры заряда
Очень значимый прибор, выполняющий важные функции. Он следит за разрядом и зарядом наших аккумуляторов, контролирует мощность энергии, которую произвели панели. Контроллер является неотъемлемой частью станции, т.к. от него зависит вся её работа. В обязанность функционала прибора входит много параметров, например: подключение на зарядку аккумов в автоматическом режиме, отключение при полном заряде и т.д.
Все эти функции крайне необходимы для сохранения жизни дорогостоящих аккумуляторных батарей, преждевременный выход из строя которых совсем нежелателен.
Аккумуляторы
Батареям отводится роль посредника в цепочке получения электрических мощностей конечному потребителю, то есть нам с вами. В системе им отводится особое место (в прямом и переносном смысле).
Каким образом всё происходит? Аккумулятор — это прибор для накопления электричества, работающий на принципе обратимости химических процессов. С помощью этой реакции (обратимости) и возникает возможность работы в циклическом режиме разрядов и зарядов. Все мы знаем со школы — чтобы зарядить батарею, надо пропустить ток в обратном направлении.
Но обычные «стартерные» аккумы нам не подойдут. Подборка аккумуляторов для вашей системы проводится по двум основным параметрам — ток заряда от панелей и конструкция + характеристики инвертора. Нас интересуют батареи с возможностью глубокого разряда, которые имеют огромный ресурс при цикличной работе.
Основные требования, применяемые при выборе АБК:
- Надёжная и большая цикличность (разряд/заряд);
- Мощный ток и малый саморазряд;
- Минимальное обслуживание;
- Диапазон рабочих температур по максимуму.
Правила выбора, разновидности, характеристики аккумуляторов мы рассмотрим в отдельной статье в ближайшее время.
Инверторы
В переводе слово инвертор означает — «переворачивать». В нашем случае — преобразование. Простым языком — это прибор, который преобразовывает постоянное напряжение АКБ в переменное. Инверторы предназначены для получения родных нам 220 вольт и 50 герц.
Все преобразователи можно разделить на две большие группы:
- Инвертор с модифицированной синусоидой (отлично подходит для домашних приборов, которые имеют собственные блоки питания. Это: телевизоры, ноутбуки, компьютеры и т.д.).
- Инвертор с чистым синусом (используется для питания устройств, в составе которых есть электродвигатель: холодильник, стиральная машина, микроволновка, насосы и т.д.)
Коммутация и прочее
Тут, я думаю, всё ясно. Без расходников и проводов — никуда! Дополнительно нам могут понадобиться:
- Кабель и разъёмы — подключение солнечных панелей (обычно идут вместе с панелями, но всякое бывает);
- Трансформаторы — повышают напряжение до необходимого уровня (особый случай);
- Соединительные коробки — помогают снизить расходы на прокладке кабеля и упрощают подключение;
- Погодная станция — контролирует погодные и температурные параметры (удобно вести наблюдения и записывать в журнал, что и как).
В заключение приведу несколько примеров для составляющих солнечной станции с ценами:
1. Солнечные панели
FSM Sunways
- Поликристалл 250 ватт, 24 вольт — 11 700 рублей
- Монокристалл 200 ватт, 24 вольт — 13 400 рублей
2. Контроллеры
- Контроллер заряда JUTA 20A CM2024Z 480 ватт — 2 800 рублей (для двух панелей)
3. Аккумуляторы
- Гелевый аккумулятор SWB 12-100G 100 а/ч (срок службы 10 лет) — 13 600 рублей
4. Инвертор
- Инвертор, преобразователь напряжения Союз PI/12 — 12 300 рублей
Получается цена простейшей солнечной системы (СЭС) примерно будет равна 30-35 тысячам рублей. Но на практике дом на 3-4 человека потребует вложений от 80 тыс. рублей.
Все эти цены, конечно, носят приблизительный характер. На практике надо учитывать, что небольшой запас только улучшает параметры системы, что достаточно логично. Чем больше энергии вы хотите получать и чем выше эффективность солнечной системы, тем больше придётся заплатить…
