Из чего состоит солнечная электростанция (СЭС) и каким образом она работает?
Итак, из чего состоит и как работает небольшая частная солнечная электростанция, построенная с целью обеспечения потребностей частного дома среднего размера в электроэнергии и продажи избытка произведенной электроэнергии в общую сеть по «зеленому» тарифу?
Есть несколько конфигураций солнечной электростанции в зависимости от режима ее использования (о чем далее), но традиционная «домашняя» станция включает в себя следующие элементы:
- Солнечные (фотоэлектрические) элементы, которые мы обычно видим в форме панелей:
Ключевой элемент электростанции, который, собственно, и производит электроэнергию, превращая свет в электрический ток. Каким образом это происходит? Элемент состоит из кремния, верхний слой которого содержит множество электронов, а в нижнем их нет. Как только солнечный свет, то есть фотоны, попадают на кремний, электроны начинают перемещаться со своих мест на пустые, возникает постоянный электрический ток. - (Сетевой) инвертор:
Иначе говоря, это преобразователь постоянного тока в переменный, чтобы его можно было использовать для питания электрических приборов дома с напряжением в 220 В или для передачи к внешней электросети для продажи. Они бывают сетевые, автономные и гибридные - в зависимости от типа СЭС (см. ниже). - Контроллер:
Своеобразное сердце солнечной электростанции, прибор, который обеспечивает бесперебойное взаимодействие между составными частями станции и плавность подачи энергии. - Счетчики:
«Зеленый» счетчик для учета общего количества электроэнергии, произведенной домашней станцией, и счетчик на «входе» к электросети, он считает электроэнергию, которую станция передала к внешней электросети и которая оплачивается по «зеленому» тарифу. - Аккумуляторная батарея:
не является обязательным элементом станции, но их установка является крайне желательной, поскольку позволяет накапливать электрический заряд и использовать его тогда, когда нет солнца, например - ночью, и обеспечить автономность подачи электроэнергии в дома в случае аварийных ситуаций.
Станции бывают автономные, сетевые и гибридные, в зависимости от способа их использования, который важно понимать, планируя такое приобретение, поскольку это влияет на состав и стоимость оборудования СЭС и на финальную цену станции.
Рассмотрим три типичных варианта:
- Автономная.
Главная задача такой СЭС - генерировать и накапливать достаточное количество солнечной энергии в аккумуляторных батареях, которые затем питают потребителей электроэнергии в доме. Она подходит для тех владельцев, дома которых по разным причинам сложно и/или дорого подключить к электросети (например, дом расположен дальше 300 м от точки подключения). Или же для тех владельцев домов, которые стремятся к полной автономии от местных электросетей и не задаются вопросом быстрой окупаемости установленной станции. - Сетевая.
Это станция, главной целью которой является продажа излишков электроэнергии (суммарная выработка - собственное потребление) в сети и получение прибыли по «зеленому» тарифу. Но электроэнергия из сети при этом играет также роль «резервного» источника энергии, когда солнечной энергии не хватает (зимний сезон или ночное время). Соответственно, для этого типа СЭС нет необходимости устанавливать аккумуляторные батареи и инвертор должен быть также сетевого типа. - Гибридные.
Устанавливаются в тех случаях, когда владелец СЭС хочет обеспечить и хороший уровень автономности электроснабжения дома, и иметь возможность забирать / отдавать (избыточную) электроэнергию в сети. Если электроэнергии, вырабатываемой солнечными панелями, не хватает, а аккумуляторные батареи разрядились до установленного уровня, то объем электроэнергии, которой не хватает, автоматически начинает поступать от внешней сети через инвертор. Также от внешней сети будут подзаряжаться аккумуляторные батареи до необходимого уровня. В зависимости от модели инверторов, кроме внешней сети, может подключаться дизель-генератор или бензиновая электростанция. Это повышает гарантию бесперебойного энергоснабжения и позволяет зарабатывать на «зеленом» тарифе, но тот же инвертор будет ощутимо дороже, чем его исключительно автономные или сетевые аналоги.
