Щорічне споживання енергії стрімко зростає, старі не модернізовані електромережі часто не витримують навантаження: аварійні ситуації та віялові відключення – реалії сьогодення. СЕС, як альтернативне джерело енергії дозволяє не тільки отримати підприємству або приватному домогосподарству незалежність від енергопостачальної організації, а й продавати надлишки електричного струму, що отримується.
Сонячна електростанція (СЕС): види та особливості
Сьогодні споживачі встановлюють три варіанти електростанцій, що працюють від енергії сонця:
- Автономні. Системи комплектуються фотоелектричними панелями, інвертором, групою комутуючих пристроїв. Фотомодуль трансформує ультрафіолетове випромінювання сонця на електричний постійний струм. Через контролер у денний час він надходить для заряджання акумуляторних батарей. Прилад регулює функціонування акумулятора, обмежуючи його заряджання та рівень розряджання, що продовжує експлуатаційний термін пристрою. З настанням сутінків, коли струм не виробляється, АКБ віддають зарезервовану електрику, покриваючи пікові навантаження. Інвертор змінює постійний струм на змінний і спрямовує їх у мережу споживача. Автономні СЕС – незамінний варіант для віддалених місць та господарств, де бувають часті та тривалі перебої в енергопостачанні.
- Мережні. Цей тип систем призначений для виробництва електроенергії, перетвореної від енергії сонячних променів. У їх пристрої відсутні акумулятори, оскільки завдання не входить резервування енергії, вона повністю скидається в централізовану магістраль.
- Гібридна. Електростанція поєднує елементи автономної та мережевої систем. Сонячні батареї з кремнієвих пластин служать перетворювачами сонячної енергії на електричну, яка споживається обладнанням та електротехнікою господарства, а залишком заряджаються акумулятори. Зайва електроенергія прямує до мережі на продаж. При нестачі струму, що виробляється, акумулятори-накопичувачі віддають зарезервовану енергію. Якщо констатується її нестача, живлення реалізується від основної лінії. У систему інтегрується спеціальний вид гібридного інвертора.
Від чого залежить ефективність роботи СЕС
Продуктивність системи багато в чому залежить від структури фотоелектричних пластин. Найвище ККД забезпечують монокристалічні елементи (до 20%, деякі виробники озвучують коефіцієнт корисної дії до 25%). Полікристалічні характеризуються продуктивністю в діапазоні 15-17%, менш продуктивні панелі на основі плівкових технологій. Другий показник – це площа сонячних панелей, чим вона більша, тим вищий обсяг електроенергії, що виробляється.
Впливають на ККД і зовнішні фактори, до них належать:
- інтенсивність потоку ультрафіолетового сонячного випромінювання, який безпосередньо пов'язаний з географічним розташуванням СЕС;
- кутом нахилу панелей (має бути не менше 30 градусів);
- пори року та температурного режиму (спека негативно впливає на фотоефект);
- рівень запиленості, панелі рекомендують протирати не менше двох разів на рік;
- наявність природних перешкод для сонячного світла.
Щоб підвищити ефективність роботи СЕС, застосовують пристрій, призначення якого стежити за рухом сонця. Розміщені на трекері фотомодулі автоматично повертаються за світилом протягом дня. До їх функцій входить також зміна кута нахилу в залежності від сезону. Встановлення динамічної системи стеження за сонцем збільшує майже на третину продуктивність СЕС, що дозволяє скоротити площу фотоелектричних панелей. Трекер – дороге обладнання. Його доцільно придбати для силових установок, що налічують велику кількість модулів.
Підвищує ККД станцій застосування вентильованих моделей сонячних батарей, що знижують нагрівання панелей.
Кінцева ефективність роботи СЕС залежить від сукупності всіх умов, які враховуються професіоналами при проектуванні систем та їх реалізації.
