Автономні електростанції: потужність, покриття та принцип роботи

На ефективність будь-якої автономної сонячної електростанції впливають такі показники, як: потужність, а також правильна кількість підібраних елементів, які зможуть забезпечити необхідне покриття. У даному матеріалі ми розглянемо ці два основні критерії та додатково розповімо про базовий принцип роботи такого обладнання.

Потужність сонячної установки

Одна панель сонячної установки включає число фотоелементів, кратне 12. Тобто на ринку ви зможете знайти вироби з кількістю елементів від 12 до 72. Потужність однієї такої панелі варіюється від 15 до 600 Вт.

Відразу скажемо, що розраховувати на те, що установка видаватиме номінальну потужність — не варто. ККД таких пристроїв становить, як правило, від 15 до 22% та залежить від місця встановлення, кліматичних факторів, кута падіння сонячних променів. Також у процесі експлуатації виробів необхідно враховувати падіння потужності у зв'язку з природним зносом фотоелементів. Як правило, цей показник не перевищує 10% від початкової потужності за кожні 10 років роботи пристрою.

Розрахунок потужності та покриття

Всі сонячні панелі мають розмір та потужність, які регламентовані стандартом. Відповідно до «зеленого тарифу», сумарна потужність сонячної установки не повинна перевищувати показник у 7000 Вт, тому, зробимо розрахунок цього показника на прикладі автономної електростанції з покриттям 8000 Вт. Для організації такої установки будемо використовувати найпоширеніший вид панелей з характеристикою 275 Вт. Застосовуючи просту арифметику, обчислюємо кількість необхідних виробів для покриття наших потреб:

8000 Вт: 275 Вт/шт = 29,09 шт.

Округлюємо до 30 і отримуємо номінальну потужність 8,25 кВт.

Але не забуваємо, що навіть влітку в сонячну погоду панель видаватиме не більше 60% від свого номіналу.

Тепер, знаючи кількість та розміри панелей, розраховуємо площу, яка необхідна для розміщення всіх виробів, що повністю покриють потреби в електроенергії:

30 шт * 1,63 м2/шт = 48,9 м2

Начебто це небагато. Однак тут важливо пам'ятати, що у розрахунку враховується лише корисна площа для розміщення панелей без урахування додаткового обладнання. Для фактичного розміщення всіх пристроїв потрібно трохи більше місця.

Конструкція та принцип роботи автономної сонячної електростанції

Комплект автономної сонячної електростанції включає наступні елементи:

• сонячні панелі;

• акумулятори (АКБ) для накопичення енергії;

• контролер;

• інвертор;

• пристрої захисної автоматики;

• кріплення для панелей.

Принцип перетворення сонячної енергії на електричну відбувається таким чином:

1. Створена фотоелементами панелей сонячна енергія надходить на акумуляторні батареї через контролер заряду. Цей пристрій виключає руйнування АКБ внаслідок їхнього перезарядження. Контролер автоматично налаштовує режими заряду під певний тип акумуляторів, що суттєво продовжує термін їхньої служби та забезпечує коректну роботу всієї установки.

2. Струм, який надходить та накопичується в АКБ, є постійним. Для перетворення його на змінний, який тече в електромережі будинку, використовується інвертор. Цей пристрій слід підбирати таким чином, щоб його характеристики потужності відповідали одночасному споживанню струму кількома приладами. Ще краще — підібрати інвертор з невеликим запасом потужності.

3. Пристрої захисної автоматики запобігають пошкодженню електроприладів внаслідок перевищення встановленого показника напруги або короткого замикання. Монтуються «автомати» у спеціальній розподільній шафі.

Окремо хочеться сказати про кріплення, які не тільки дозволяють надійно зафіксувати панелі в місці їхнього розміщення, але й сприяють притоку повітря до них. Завдяки природній вентиляції вироби не перегріваються, що сприяє максимально ефективній їх роботі.

Якщо у двох словах резюмувати весь принцип роботи автономної сонячної установки, то виглядає це так: згенерована панелями енергія надходить через контролер на АКБ, де накопичується в світлий час доби та використовується за необхідністю.

Таким чином, встановивши автономну сонячну електростанцію, ви матимете своє власне джерело електроенергії, яке не прив'язане до тарифів.