Солнечные электростанции: классификация и особенности эксплуатации

Популярность альтернативных источников электрической энергии с каждым годом возрастает. Владельцев частных домов привлекает приемлемая цена киловатта, а одним из популярных вариантов считается использование солнечных электростанций. Стоимость такого вида оборудования характеризуется высокими значениями, сложностью выбора оборудования и установки. Для проведения монтажа требуется наличие профессиональных навыков и определенного опыта.

Классификация оборудования

Представленные на рынке солнечные электростанции отличаются принципом работы и конструктивными особенностями. Принято выделять следующие виды:

• башенные;
• тарельчатые;
• панельные.

В центре башенной конструкции находятся зеркала, которые характеризуются большой площадью. Система обеспечивает регулирование расположение зеркал так, чтобы угол отражения лучей соответствовал попаданию света на котел, который закреплен на башне. В яркие солнечные дни температура внутри котла способна достигать 700 0C. Роль теплоносителя играет вода, которая в такой ситуации переходит в парообразное состояние.

При помощи специальных насосов испаряющаяся вода подается на турбину, которая приводит в действие генератор для выработки электрической энергии. Подобная схема позволяет обеспечить КПД до 20%. Она часто используется с целью генерирования электроэнергии для жилых домов и небольших промышленных объектов.

Принцип работы тарельчатой солнечной электростанции схож с башенными системами. Отличительной особенностью считается то, что в ней используется модульная система. Она предполагает сборку из нескольких отражателей, в результате чего оборудование напоминает форму тарелки. Система имеет приемник лучей, а зеркальная поверхность может достигать размеров до 2 метров. Отдельные модули обычно объединены в единую электрическую сеть.

Тарельчатые электростанции могут иметь стационарное или мобильное исполнение. Второй вариант более удобен для использования в условиях экспедиции и переездов, при выполнении работ в районах с большим количеством солнечных дней.

Панельная электростанция состоит из отдельных элементов, которые выполнены на монтажных платах. Если выполняется группировка в единую сеть, то можно получить источник тока с мощностью в несколько десятков мегаватт. Подобные конструкции допустимо устанавливать на воде, транспортных средствах и домах. Такой вариант допустимо использовать в условиях космоса.

Преимуществами панельных электростанций считается возможность использования для решения широкого перечня задач. Их часто устанавливают в частных домах и на небольших промышленных постройках. Подобные варианты способны выполнять преобразование солнечных лучей и обеспечивать постоянный ток, который в дальнейшем направляется на батареи аккумуляторов. Обеспечить непосредственную работу без приборов накопления способны только маломощные электроустройства, например, часы или калькулятор.

За процессом зарядки аккумулятора следит специальный контроллер. Подобное устройство не позволяет им перезаряжаться и полностью разряжаться. Оно может быть заменено силовым диодом, что позволяет существенно удешевить стоимость конструкции. При таком варианте хозяину потребуется самостоятельно выполнять контроль за процессами заряда батареи.

Аккумуляторы батареи позволяют обеспечить питанием бытовые устройства дома. Основная масса потребителей функционирует от переменного напряжения в 220 вольт, поэтому для создания необходимых условий и постоянного тока используются инверторы. Подобные устройства позволяют обеспечить требуемое питание даже мощной бытовой техники, в том числе для стиральной машины, пылесоса или холодильника.
Осуществлять прямое подключение аккумуляторов можно в устройствах, которые имеют специальные блоки питания с низким напряжением на 12 или 24 вольта. К подобной категории относятся зарядные приспособления, компьютеры и радиоприборы.

Основные разновидности систем

На рынке представлены солнечные электростанции автономного, сетевого и гибридного типа. Первые состоят из солнечных панелей и батарей аккумуляторов, которые обеспечивают накопительный эффект. Подобные устройства позволяют создать независимые системы для снабжения электричеством, которое поступает от внешних источников. Недостатками автономных солнечных электростанций считается высокая стоимость, а основные расходы связаны со сложной конструкцией накопительных аккумуляторов.

В сетевых электростанциях отсутствует дорогостоящие аккумуляторные батареи. Системы подобного типа широко используются для обеспечения работы в стационарных электросетях. Накопленная энергия может быть использована для питания различных потребителей. При появлении излишек электричество подается в общую сеть, а при нехватке наблюдается обратный эффект. Недостатками таких вариантов считается зависимость от стационарной сети и присутствия в ней электроэнергии. Подобные системы используются для обеспечения питания небольших зданий и способны обеспечить мощность потребления около 10 кВт.

Гибридные электростанции сочетают достоинства автономных и сетевых систем. В результате владелец может добиться снижения стоимости станции и застраховаться от негативных последствий при наступлении аварийной ситуации. Подобное может наблюдаться при повреждении стационарной сети или появлении больших перегрузок.