Домашние солнечные электростанции: виды и особенности

В современности домовладельцы всё чаще обращаются к альтернативным источникам электроэнергии, так как цены на 1 кВт обычного электричества растут, что делает последнее менее привлекательным. В качестве замены такого рода источника выступают домашние солнечные электростанции. Покупка оборудования и его монтаж – дело не из простых, так как оба пункта требуют денежных и трудовых вложений, профессиональных навыков.

Разновидности

Видовое деление домашних солнечных электростанций происходит с учётом следующих параметров: конструкции и принципа работы устройств. Перечислим основные виды.

Башенная станция

В конструкции такого вида есть особенность: в центре зеркальной площади электростанции располагается башня.

В дневное время сигналы из центра управления определяют положение зеркал. Они регулируются и располагаются к солнцу так, что угол отражения света направляет лучи на котёл, расположенный вверху башни. В ясные дни, когда солнце светит наиболее ярко, внутренность котла может нагреваться до 700 градусов по Цельсию. Такая температура заставляет воду испаряться, а именно она играет роль теплоносителя в солнечной электростанции. В таком состоянии пар направляется в турбину, которая запускает электрогенератор. Коэффициент полезного действия при такой схеме достигает 20%. Таким способом электроэнергией можно обеспечить жилые дома, или даже маленькие промышленные строения.

Тарельчатая станция

Схема работы таких солнечных электростанций схожа с башенной системой, за небольшим исключением. Здесь применяется модульный механизм, состоящий из нескольких модулей из самостоятельных отражателей тарельчатой формы и приёмника солнечных лучей. Диаметр зеркала может составлять около двух метров. Самостоятельные группы модулей могут образовывать единую электрическую сеть.

Тарельчатые солнечные электростанции изготавливаются в виде стационарных или переносных моделей. Последние часто используются в дальних экспедициях (к примеру, в поисковых), где на местах преобладает количество солнечных дней.

Панельная домашняя электростанция

В конструкции таких станций используются фотоэлектрические полупроводниковые преобразователи, реализованные на монтажных платах. Мощность электрического тока в таких станциях достигает десятки мВт, если преобразователи соединяются в одну сеть. Панели универсальны: применяются на крышах домов, автомобилей, на воде, в космосе.

Такие станции доставляют удобство частным домовладельцам, так как обеспечивают их электроэнергией для решения многих бытовых вопросов. Панели перманентно генерируют солнечные лучи в ток, направляющийся в аккумуляторные батареи. Без задействования этих батарей, только от электротока панелей могут функционировать лишь небольшие потребители электричества (калькуляторы, часы и т. д.).

Аккумуляторы не перезаряжаются или разряжаются, так как в них установлены специальные контроллеры, отслеживающие уровень заряда. Более дешёвая по исполнению альтернатива – световой диод. Минус последнего варианта заключается в том, что контроль над уровнем заряда аккумуляторов возлагается на домовладельца.

Основными источниками питания в таких станциях являются аккумуляторные батареи, которые обеспечивают электроэнергией весь дом и отдельные бытовые приборы; последние часто работают от переменного тока с напряжением 220 В. Для того, чтобы обеспечить постоянный ток батареи таким уровнем напряжения, применяются преобразователи – инверторы. Таким образом, обеспечивается подача электроэнергии на такие мощные бытовые приборы, как холодильные аппараты, пылесосы, стиральные машины и т. д.

Возможно прямое обеспечение электроэнергией маломощных устройств с блоками питания, требующими низкое напряжение (12 и 24 В). Например, это радиоэлектроника, персональные компьютеры и зарядные устройства.

Разновидности панельных солнечных электростанций

Панельные станции удобны для использования в быту. Разновидности таких систем и их параметры:

• Автономные домашние электростанции. Такие устройства включают в свою конструкцию солнечные панели и аккумуляторные батареи. Конструкция позволяет соорудить систему обеспечения электричеством, полностью независящую от внешних источников. Главным минусом подобных станций является стоимость оборудования. Особенно она высока на накопители электроэнергии (аккумуляторные батареи).
• Сетевые электростанции. В конструкции таких домашних электростанций отсутствуют батареи. Такие станции применяются в стационарных электросетях. Преобразованная солнечная электроэнергия используется различными потребителями, а излишняя часть высвобождается в общую электросеть. Оттуда же берется, когда электричества недостает от солнечной энергии. Общая сеть в таком случае играет роль накопителя электричества. Создается ситуация зависимости от стационарной электросети и электроэнергии в ней, что становится недостатком подобной схемы солнечной электростанции. Сфера применения таких сетевых станций – частные дома малых размеров, потребляющие около 10 кВт электричества.
• Гибридные электростанции. Представляют собой усреднённую версию предыдущих схем, так как имеют схожие параметры. Преимущества таких устройств: меньшие затраты на дорогостоящее оборудование (накопители), компенсация аварии (к примеру, при выходе из строя стационарного источника, или при больших токовых нагрузках).