Солнечные электростанции

Выступая экологичной и эффективной альтернативой водным и тепловым электростанциям, солнечные ЭС с момента своего появления только наращивают объёмы эксплуатации. Сегодня СЭС используются не только в качестве гигантских промышленных объектов для обеспечения регионов и государств, но и компактными установками для автономного питания отдельных строений.

Типы электростанций

Современные СЭС разделяют на следующие типы:

• башенного типа;
• тарельчатого типа;
• станции на основе фотобатарей;
• станции на базе параболических концентраторов;
• комбинированные;
• солнечно-вакуумные;
• аэростатные солнечные.

Башенные и тарельчатые СЭС

Наибольшее распространение имеют гелиоэлектростанции башенного, тарельчатого типа и СЭС с фотоэлементами. Работа первых двух базируется на преобразовании солнечной энергии в паровую, а паровой - в электрическую. Башенная СЭС представляет собой высокое сооружение в виде башни, окружённой множеством зеркал-гелиостатов. Конструкция сооружена так, что в любой момент времени отражённые лучи попадают на резервуар с водой, установленный наверху башни. Температура в нём повышается вплоть до 700ºC, и получаемый из воды пар приводит турбину станции в движение.

СЭС тарельчатого типа работают по тому же принципу, только собираются из отдельных модулей с приёмниками (располагается в зоне концентрации отражённого света) и отражателями с зеркалами, похожими по форме на тарелки.

Фотоэлектрические СЭС

Электростанции с фотоэлектрическими модулями более распространены, потому что отлично подходят для использования на небольших бытовых, общественных и производственных объектах. Станция состоит из множества плоских панелей, отличающихся по габаритам и мощности. Падение лучей солнца на их поверхность запускает фотоэлектрическую реакцию (за счёт образования свободных электронов). Благодаря этому появляется электрический ток, который отводится к накопителю или в сеть потребления.

Солнечные электростанции на плоских гелиобатареях хороши тем, что легко устанавливаются практически на любом объекте, к которому поступает много естественного света, а также позволяют монтировать мобильные системы электрогенерации.

Состав бытовой электростанции на солнечной энергии

Солнечная электростанция для обеспечения жилого дома включает в себя, помимо панелей, приборы для хранения и распределения энергии:

• аккумуляторы;
• инвертор;
• контроллер заряда.

Панели под воздействием солнечного света генерируют постоянный электрический ток за счёт высвобождения атомов кремния и образования свободных электронов. Ток постоянно "сливается" в аккумуляторы, которые соединены с панелями посредством контроллера. Из аккумулятора электрический ток уходит через инвертор, преобразующий постоянное напряжение в переменное величиной в 220 В. Для увеличения КПД блок с панелями оснащается датчиком перемещения солнца, который постепенно поворачивает их, сохраняя оптимальный угол падения лучей. Но ввиду расходов на покупку и обслуживание устройства слежения его использование целесообразно при наличии 8 и более панелей в системе.

Преимущества солнечных электростанций

• уменьшение расходов на оплату центрального электроснабжения;
• автономность;
• большой срок службы;
• возможность совершенствовать станцию другими источниками энергии.

Характерными недостатками данных систем являются:

• относительно низкий КПД (хотя исходное сырье абсолютно бесплатно);
• зависимость от погоды;
• дороговизна приобретения и монтажа системы.

Таким образом, установка солнечной электростанции в качестве основного или дополнительного источника электричества целесообразно при:

• отсутствии центральной электромагистрали или лимитированном снабжении;
• большом количестве солнечных дней;
• низком энергопотреблении сети, которую обеспечивает станция.

Готовые гелиоэлектростанции

Для удобства монтажа и технического обслуживания бытовых электростанций на солнечных панелях предлагаются готовые комплекты нескольких видов:

• Автономные солнечные генераторы. Это небольшие системы с несколькими панелями, обеспечивающие электроэнергией объекты без большого постоянного потребления: водяные насосы, вентиляционные системы, аварийное питание.
• Полноценные солнечные электростанции с высокой продуктивностью. Они разрабатываются для генерации тока для больших объектов с большим потреблением: домов и производственных помещений в местах, где нет централизованного электроснабжения.

В обоих случаях иногда совмещается несколько источников энергии. К солнечным панелям чаще всего добавляют ветровые генераторы. Редко встречаются комбинированные станции, совмещающие солнечное и водное оборудование.