Автономные электростанции: мощность, покрытие и принцип работы

На эффективность любой автономной солнечной электростанции влияют такие показатели, как: мощность, а также правильное количество подобранных элементов, которые будут в состоянии обеспечить необходимое покрытие. В данном материале мы рассмотрим эти два основных критерия и дополнительно расскажем о базовом принципе работы таких установок.

Мощность солнечной установки

Одна панель солнечной установке включается в себя число фотоэлементов, кратное 12. То есть на рынке вы сможете найти изделия с количеством элементов от 12 до 72. Мощность одной такой панели варьируется от 15 до 600 Вт. 

Сразу скажем, что рассчитывать на то, что установка будет выдавать номинальную мощность — не стоит. КПД таких устройств составляет, как правило, от 15 до 22% и зависит от места установки, климатических факторов, угла падения солнечных лучей. Также в процессе эксплуатации изделий необходимо учитывать и падение мощности в связи с естественным износом фотоэлементов. Как правило, данный показатель не превышает 10% от первоначальной мощности за каждые 10 лет работы устройства.

Расчет мощности и покрытие

Все солнечные панели имеют размер и мощность, которые регламентированы стандартом. Согласно «зеленому тарифу», суммарная мощность солнечной установки не должна превышать показатель в 7000 Вт, поэтому произведем расчет данного показателя на примере автономной электростанции с покрытием 8000 Вт. Для организации такой установки будем использовать наиболее распространенный вид панелей с характеристикой 275 Вт. Используя простую арифметику вычисляем количество необходимых изделий для покрытия наших потребностей:

8000 Вт : 275 Вт/шт = 29,09 шт.

Округляем до 30 и получаем номинальную мощность в 8,25 кВт.

Но не забываем, что даже летом в солнечную погоду панель будет выдавать не более 60% от своего номинала.

Теперь, зная количество и размеры панелей, рассчитываем площадь, которая необходима для размещения всех изделий, которые полностью покроют потребность в электроэнергии:

30 шт * 1,63 м2/шт = 48,9 м2

Вроде бы это немного. Однако здесь важно помнить, что в расчета учитывается лишь полезная площадь для размещения панелей без учета дополнительного оборудования. Для фактического размещения всех устройств потребуется немного больше места.

Конструкция и принцип работы автономной солнечной электростанции

Комплект автономной солнечной электростанции включает в себя следующие элементы:

• солнечные панели;

• аккумуляторы (АКБ) для накопления энергии;

• контроллер;

• инвертор;

• устройство защитной автоматики;

• крепления для панелей.

Принцип преобразования солнечной энергии в электрическую происходит следующим образом:

1. Сгенерированная фотоэлементами панелей солнечная энергия поступает на аккумуляторные батареи через контроллер заряда. Это устройство исключает разрушение АКБ вследствие их перезаряда. Контроллер автоматически настраивает режимы заряда под определенный тип аккумуляторов, что существенно продлевает срок их службы и обеспечивает корректную работу всей установки.

2. Ток, который поступает и накапливается в АКБ является постоянным. Для преобразования его в переменный, который течет в электросети дома, используется инвертор. Данное устройство следует подбирать таким образом, чтобы его мощностные характеристики соответствовали одновременному потреблению тока несколькими приборами. Еще лучше — подобрать инвертор с небольшим запасом мощности.

3. Устройства защитной автоматики предотвращают повреждение электроприборов в результате превышения установленного показателя напряжения или при коротком замыкании. Монтируются «автоматы» в специальном распределительном шкафу.

Отдельно хочется сказать про крепления, которые не только позволяют надежно зафиксировать панели в месте их размещения, но и способствуют притоку воздуха к ним. Благодаря естественной вентиляции изделия не перегреваются, что способствует максимально эффективной их работе.

Если в двух словах резюмировать весь принцип работы автономной солнечной установки, то выглядит это следующим образом: сгенерированная панелями энергия поступает через контроллер на АКБ, где накапливается в светлое время суток и используется по мере необходимости.

Таким образом, установив автономную солнечную электростанцию, вы будете иметь свой собственный источник электроэнергии, который не привязан к тарифам.