Фотоэлектрические системы

Фотоэлектрические системы электроснабжения

Если фотоэлектрический комплект для ваших потребностей мал, то вы можете установить себе полноценную солнечную систему электроснабжения

Существуют 3 основные конфигурации солнечных фотоэлектрических систем электроснабжения, которые описаны ниже. Также, дополнительная информация содержится на страничке с описанием особенностей различных фотоэлектрических систем.

Разновидности фотоэлектрических энергосистем
Разновидности фотоэлектрических энергосистем

1. Автономная фотоэлектрическая система полностью независима от сетей централизованного электроснабжения. За исключением некоторых специальных применений, в которых энергия от солнечных батарей напрямую используется потребителями (например, водоподъемные установки, солнечная вентиляция и т.п.), все автономные системы должны иметь в своем составе аккумуляторные батареи. Энергия от аккумуляторов используется во время недостаточного прихода солнечной радиации или когда нагрузка превышает генерацию солнечных батарей.

2. Батарейная соединенная с сетью фотоэлектрическая система похожа на автономную систему. В ней также используются аккумуляторные батареи, но такая система одновременно подключена к сетям централизованного электроснабжения. Поэтому излишки, генерируемые солнечными батареями могут направляться в нагрузку или сеть (для этого необходимы специальные инверторы, которые могут работать параллельно с сетью, их часто называют «гибридными»). Если потребление превышает генерацию электричества солнечными батареями, то недостающая энергия берется от сети. Некоторые модели таких инверторов с зарядными устройствам могут давать приоритет для заряда аккумуляторов от источника постоянного тока (например, солнечного контроллера), тем самым снижая потребление энергии от сети для заряда аккумуляторов.
Существует разновидность батарейной соединенной с сетью системы, в которой вместо контроллеров заряда солнечных батарей применяются сетевые фотоэлектрические инверторы, соединенных к выходу ББП. Такую возможность имеют всего несколько моделей ББП, но общая эффективность системы за счет применения сетевых фотоэлектрических инверторов может быть намного выше, чем при применении контроллеров заряда АБ.

3. Безаккумуляторная соединенная с сетью фотоэлектрическая система является самой простой из всех систем. Она состоит из солнечных батарей (или ветроустановки, или микроГЭС) и специального инвертора, подключенного к сети. В такой системе нет аккумуляторов, поэтому они не могут использоваться в качестве резервных систем. Когда сеть пропадает, то и выработка электроэнергии солнечными батареями также прекращается. Это может быть ограничением такой системы, но основное ее преимущество — высокая эффективность, низкая цена (за счет отсутствия аккумуляторов и менее дорогого сетевого инвертора) и высокая надежность.

Автономные фотоэлектрические энергосистемы

Возможно создание автономной системы электроснабжения на солнечных батареях различной сложности. Наиболее простая система имеет на выходе низкое напряжение постоянного тока (обычно 12 или 24В). Такие системы применяются для обеспечения работы освещения и небольшой нагрузки постоянного тока в доме — радио, телевизор, ноутбук, магнитофон и т.п. Можно использовать различные автомобильные аксессуары, вплоть до холодильников. Следует отметить, что при этом необходима прокладка отдельной проводки постоянного тока со специальными розетками и вилками, которые исключают неправильную полярность подключения. При подключении светильников с лампами постоянного тока необходимо также соблюдать полярность и следить за тем, чтобы при замене ламп они имели такую же полярность подключения, как и те, которые использовались ранее. В противном случае возможен выход из строя ваших потребителей.

Фотоэлектрическая система постоянного тока для дома
Фотоэлектрическая система постоянного тока для дома

Типовая схема такой системы приведена на рисунке справа. Обычно такие системы применяются, если максимальное расстояние от аккумулятора до самой дальней подключенной нагрузки не превышает 10-15 м, а ее мощность — не более 100Вт. При этом надо следить за тем, чтобы падение напряжения при всех включенных потребителях в самой дальней точке было в пределах допустимого (обычно не более 10%). Для правильного выбора сечения провода вы можете воспользоваться справочной информацией по выбору сечения провода исходя из допустимого падения напряжения на участке электропроводки.

Если у вас нагрузка превышает указанные рекомендованные максимальные значения, или потребители электроэнергии находятся на значительном расстоянии от аккумулятора, необходимо добавить в систему инвертор (преобразователь постоянного тока низкого напряжения от аккумуляторов в 220 В переменного тока). В этом случае вы сможете питать практически любую бытовую нагрузку суммарной мощностью, не превышающей мощность инвертора. Система электроснабжения автономного дома с выходом переменного тока на базе фотоэлектрической солнечной батареи в этом состоит из практически тех же компонентов, как и в предыдущем случае, плюс инвертор, т.е.:

Система электроснабжения для дома, переменный ток
Система электроснабжения для дома, переменный ток
  1. Солнечной батареи необходимой мощности
  2. Контроллера заряда аккумуляторной батарея, который предотвращает губительные для батареи глубокий разряд и перезаряд
  3. Батареи аккумуляторов (АБ)
  4. Инвертора, преобразующего постоянный ток в переменный
  5. Энергоэффективной нагрузки переменного тока

Для обеспечения надежного электроснабжения необходим резервный источник электропитания (на рисунке не показан). В качестве такого источника может быть небольшой (2-6 кВт) бензо- или дизельэлектрогенератор. Введение такого резервного источника электроэнергии резко сокращает стоимость солнечной батареи из-за отсутствия необходимости рассчитывать ее на худшие возможные условия (несколько дней без солнца, эксплуатация зимой, и т.п.)

В этом случае в систему также вводится зарядное устройство для быстрого заряда (в течение нескольких часов) АБ от жидкотопливного электрогенератора. Возможно применение блока бесперебойного питания, в котором функция заряда АБ уже встроена.

Пример комплектации автономной фотоэлектрической системы электроснабжения

Ниже приведен вариант системы для электроснабжения удаленного жилого дома. Принимаются следующие исходные данные:

  • Суточное потребление энергии 3 кВт*ч (среднестатистические данные по России)
  • Приход солнечной радиации — 4 кВт*ч/м2 в день (средний приход солнечной радиации для европейской части России с весны по осень)
  • Максимальная пиковая мощность нагрузки — 3 кВт (можно одновременно включить стиральную машину и холодильник)
  • Для освещения используются только компактные люминесцентные или светодиодные лампы переменного тока
  • В пиковые часы (максимальная нагрузка, например когда включены стиральная машина, электрокипятильник, утюг и т.п.) для предотвращения быстрого разряда АБ включается бензиновый или дизельный электрогенератор
  • Генератор также будет включаться при пасмурной погоде, если АБ разряжается до нижнего допустимого напряжения. Возможно включение генератора как в ручном режиме, так и полностью в автоматическом. В последнем случае система также должна включать модуль автоматического запуска и останова генератора, а сам генератор должен быть немного доработан для возможности подключения системы автоматики.

солнечные батареи на деревянном домеЕсли необходимо минимизировать время работы жидкотопливного электрогенератора с целью сохранения топлива, солнечная фотоэлектрическая система электроснабжения будет состоять из элементов со следующими параметрами:

  1. пиковая мощность солнечной батареи равна 1000 Вт (выработка до 5 кВт*ч сутки)
  2. минимальная номинальная мощность инвертора — 3 кВт с возможностью кратковременной нагрузки до 6 кВт, входное напряжение 24 или 48 В
  3. аккумуляторная батарея общей емкостью 800 Ач (при напряжении 12 В), что позволяет запасать до 4,5 кВт*ч электроэнергии при 50% разряде АБ)
  4. контроллер заряда на ток до 40-50 А (при напряжении 24 В)
  5. дизель или бензогенератор мощностью 3-5 кВт
  6. зарядное устройство для заряда АБ от бензогенератора на ток до 150 А (может быть встроено в инвертор
  7. кабели и коммутационная аппаратура (выключатели, автоматы, разъемы, электрощиты и т.п.)

Примеры комплектации таких систем и их стоимость вы можете посмотреть в нашем Интернет-магазин, в разделе «Фотоэлектрические системы«.

Если допустимо увеличение времени работы дизель-генератора, стоимость системы можно снизить за счет его более частого включения. В этом случае энергия от солнечной батареи будет использоваться для электроснабжения минимальной нагрузки — освещение, радио, телевизор — а генератор будет включаться несколько раз в день (от 2 и более, в зависимости от выбранной емкости АБ). При этом начальная стоимость системы снижается как за счет уменьшения пиковой мощности солнечной батареи, так и за счет снижения емкости АБ. Такая оптимальная система для электроснабжения жилого дома может состоять из следующих компонентов:

  1. солнечной батареи с пиковой мощностью 300-400 Вт
  2. инвертора мощностью 2-4 кВт, входное напряжение 24 или 48 В
  3. аккумуляторная батарея общей емкостью 400-600 А*ч (при напряжении 12 В)
  4. контроллер заряда на ток до 40-50 А (при напряжении 24 В)
  5. дизельгенератор мощностью 4-6 кВт
  6. зарядное устройство для заряда АБ от бензогенератора на ток до 150 А
  7. кабели и коммутационная аппаратура (выключатели, автоматы, разъемы, электрощиты и т.п.)

Необходимо учитывать, что одновременно со снижением общей стоимости системы возрастут эксплуатационные расходы за счет большего расхода топлива.

Если у вас есть сеть, и вы хотите снизить потребление от сети, или повысить надежность электроснабжения за счет применения солнечных батарей, обратитесь к следующей статье — Фотоэлектрические системы электроснабжения, соединенные с сетью

Похожие записи

  • 75
    Солнечные батареи и фотоэлектрические системы электроснабжения от "Вашего Солнечного Дома" У нас вы можете найти широкий спектр продукции для использования энергии Cолнца. К таким продуктам в первую очередь относятся системы для преобразования солнечного света в электричество - солнечные фотоэлектрические батареи…
    Метки: системы, электроснабжения, солнечных, фотоэлектрические, систем, солнечные, тока, батарей, т.п, батареи
  • 74
    Преимущества использования солнечных батарей в автономных и резервных системах электроснабжения Очень часто приходится сталкиваться с мнением, что применять солнечные батареи нецелесообразно, что они дороги и не окупаются. Многие думают, что гораздо легче поставить бензогенератор, который будет обеспечивать энергией ваш дом.…
    Метки: солнечных, батареи, солнечной, батарей, солнечные, дома, аккумуляторов, мощностью, электроснабжения, фотоэлектрические
  • 71
    Фотоэлектрические системы электроснабжения, соединенные с сетью Каргиев В.М. Компания "Ваш Солнечный Дом" Мы являемся первой компанией на российском рынке, которая широко продвигает применение сетевых фотоэлектрических инверторов в автономных, резервных и соединенных с сетью системах. Ни одна из других компаний, даже…
    Метки: системы, аккумуляторов, электроснабжения, аб, инвертора, заряда, батареи, батарей, солнечные, солнечных
  • 70
    Расчет фотоэлектрической системы Ниже приведен простой пошаговый метод расчета фотоэлектрической системы (ФЭС). Этот метод поможет Вам определить требования к системе и выбрать необходимые Вам компоненты системы электроснабжения. Расчет системы состоит из 4-х основных этапов: Определение нагрузки и потребляемой энергии Определение…
    Метки: системы, тока, аб, нагрузки, постоянного, батареи, электроснабжения, фотоэлектричество, фотоэлектрические, солнечные
  • 69
    Фотоэлектрические комплекты Для того, чтобы использовать солнечную энергию для питания ваших потребителей, одной солнечной батареи недостаточно. Кроме солнечной батареи нужно еще несколько составляющих. Типичный состав комплекта следующий: Фотоэлектрический комплект для нагрузки постоянного тока 12В фотоэлектрическая батарея контроллер заряда аккумуляторной батареи…
    Метки: ток, солнечной, нагрузки, тока, батареи, мощность, аб, фотоэлектрические, системы, заряда
  • 67
    Фотоэлектрические системы Для того, чтобы фотоэлектрические модули были надежным источником электроэнергии, необходимы дополнительные элементы в системе: кабели, поддерживающая структура и, в зависимости от типа системы (соединенная с сетью, автономная или резервная), еще и электронный инвертор и контроллер заряда с аккумуляторной…
    Метки: системы, сетью, фотоэлектрические, электроснабжения, фотоэлектричество, батареи, солнечные

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *