СОЛНЕЧНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ, АВТОНОМНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ НА СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЯХ И БЕСПЕРЕБОЙНИКИ
Солнце привлекало людей всегда. Ему поклонялись, его изучали и пытались использовать льющийся с неба свет. Давным-давно были придуманы солнечные часы, позже с помощью солнечного тепла стали нагревать воду. Всем знакомый летний душ построен по такому принципу, позволяя в жаркий летний день купаться в теплой водичке. В этом случае, как и в солнечных часах, используется пассивная энергия Солнца.
Но мечталось, конечно, и об активном потреблении солнечного тепла и света (кстати, один метр квадратный Солнца излучает более шестидесяти тысяч киловатт энергии). Многие фантасты прошлого века в своих романах описывали солнечные аккумуляторы и огромные солнечные электростанции, обеспечивающие энергией прекрасные города будущего из стекла, металла и бетона. Сегодня мечта превратилась в реальность, и такие электростанции не только существуют, но и свободно продаются. К настоящему моменту РАО ЭС Востока уже частично заместило дизельную генерацию энергией возобновляемых источников более чем в 10 поселках Республики Саха (Якутия) и Камчатского края. На Дальнем Востоке работают сегодня свыше 500 дизельных электростанций суммарной мощностью более 670 МВт, и существенная часть этих мощностей, расположенных в изолированных энергоузлах, может быть уже в ближайшее время замещена генерацией на основе возобновляемых источников энергии. Альтернативная энергетика на Дальнем Востоке России уже сегодня во многих случаях выгоднее традиционной. Об этом заявил заместитель генерального директора по стратегии и инвестициям ОАО «РАО Энергетические системы Востока» Алексей Каплун в ходе доклада на пленарной сессии Международного форума по возобновляемой энергетике REENFOR-2013.
Конечно, об освещении целого города пока речь не идет, но для электроснабжения дачного домика или загородного коттеджа мощности имеющихся в продаже солнечных электростанций вполне достаточно. Кроме того, есть небольшие модели, которые можно установить, например, на балконе, вырабатываемой ими электроэнергии хватит, чтобы подпитывать телевизор и две лампочки. И во время отключения электричества можно будет продолжать смотреть свой любимый сериал или футбольный матч.
Такая мини-электростанция стоит не дороже хорошего телевизора и дает 350 ватт электроэнергии, причем пользоваться ей можно даже в пасмурные дни. Полтора киловатта дают солнечные электростанции, предназначенные для снабжения электричеством дачного домика или строительной бытовки. В таких моделях присутствует уже не одна, а две солнечных батареи, которые позволят работать холодильнику, телевизору, освещать дом и заряжать мобильные телефоны.
Если же требуется обеспечить электричеством большой загородный коттедж, следует подумать о модели с девятью солнечными панелями. Их вполне хватит для выработки электроэнергии до десяти киловатт в сутки при хорошей погоде, причем речь идет о средней полосе. Зимой вырабатываемая мощность будет чуть меньше, но электричество можно накапливать, используя имеющийся аккумулятор.
Таким образом, вполне очевидно, что будущее – за солнечными электростанциями. Ведь запасы ресурсов в недрах Земли рано или поздно иссякнут, а Солнце светить будет.
Сейчас уже ни кому не надо рассказывать, что такое электроэнергия от солнца. К этому виду электроэнергии относится и автономное освещение на солнечных батареях. Безусловно, его можно назвать оптимальной конструкцией при решении проблемы
освещения местности. Когда подключения к электросетям общего потребления затруднительно, или неэффективно. Например, имеется ограничение по выделенной мощности, или слабое напряжение.
Работает автономное освещение на известном принципе – использование солнечной энергии света и преобразование её в электрическую. В светлое время суток фотоэлемент (монокристаллическая панель из кремния) принимает световой поток, преобразует его и направляя в конвектор, и накапливает
в аккумуляторах.
С наступлением вечерних сумерек, автоматика срабатывает на включение лампы. Когда аккумуляторы заряжены достаточно,
полноценное освещение может осуществляться до 10 часов.
С рассветом светильник с автономным освещением переходит в режим накопления электроэнергии. Зарядка аккумуляторов может происходить и в пасмурную погоду и зимнее время года.
Преимущества применения автономного освещения очевидны. Независимость от сетевого подключения электричества и дополнительных затрат на разрешительную документацию. Нет затрат на покупку и прокладку кабеля, оплату услуг организаций по выполнению этих работ.
Независимость от тарифов и мощностей электросетей.
Достаточная долговечность. Сроки эксплуатации элементов системы – от 20 лет. Сама солнечная батарея может проработать 35 лет. Аккумулятор и процессор управления – 20 лет.
Легкость в обслуживании. Не надобности иметь специальные навыки в эксплуатации энергосистем.
Экологически чисто, что само по себе важно в наши дни, и безопасно. Низкое эксплуатационное напряжение.
Более того, система может иметь способность переключения в экономный режим работы. В зависимости от времени года. И после установки автономной системы освещения на солнечных батареях вы получаете абсолютно независимые источники освещения дорог, магистралей, улиц, аллей парков и тропинок в садах. Одно необходимо делать регулярно – это содержать в чистоте сами солнечные панели.
Сам источник света – это фонарь с лампой LED. Мощный, 50-ти ваттный светодиод, который дает приятное освещение, без раздражающего глаза мерцания, Срок службы до 50 000 часов.
Бесперебойное электроснабжение для котельной:
инвертор выигрывает у «традиционных» решений на базе генераторов по всем позициям:
Моментально «подхватывает» нагрузку при отключении
Работает без шума
Не требует отвода выхлопов и горячего воздуха
Устанавливается в любом (даже жилом!) помещении
Не требует топлива
Не боится холода
Практически не нуждается в обслуживании
ИБП для котла должен давать гладкую синусоидальную форму тока, идентичную переменному току городской сети. Это очень важно, потому что искаженная форма тока приводит к быстрому износу насосов, а также может «не понравиться» системе поджига горелок котла. Поэтому в качестве ИБП котла годятся инверторы только категории «чистый синус»
А все ИБП с «псевдосинусом»-«аппроксимированным синусом», а также «бюджетные» генераторы и даже часть брендовых генераторов младших линеек имеют искажения формы тока. Заметить влияние этих искажений можно и без приборов – из-за них насосы «гудят».
Бесперебойное питание котла подразумевает работу с большими пусковыми мощностями. Пусковая мощность – это та мощность, которая потребуется для запуска прибора. Номинальную она может превышать в разы, потому что насосу требуется преодолеть сопротивление неподвижной жидкости.
Разумеется, можно использовать генераторы или офисные ИБП с «чистым синусом» и мощностью, равной величине пусковых мощностей приборов. Но повышенная мощность требуется только на короткое время – до нескольких секунд. И более мощный, чем нужно, ИБП высокого класса – это бесполезные траты. А более мощный, чем нужно, генератор – это еще и повышенный износ его двигателя из-за постоянной работы в режиме недозагруженности.
Инверторы, как специализированные ИБП именно для нагрузок с пусковыми токами, способны «переваривать» пиковую пусковую нагрузку почти в 2 раза больше своего номинала.
Так, один 3 кВт-ный блок инвертора PowerStar выдерживает пиковую нагрузку до 5.8 кВт.
Поэтому инвертеры – ещё и самое выгодное решение, когда не требуется аварийное электроснабжение целого дома, а нужно только бесперебойное питание котельной.
Длительность бесперебойного питания котла
Для оценки времени автономной работы нужно знать два параметра:
приблизительная среднечасовая мощность нагрузки
ёмкость аккумуляторной батареи.
Мощность, постоянно потребляемая котельной (автоматика котла, поджиг и наддув горелки, насосы принудительной циркуляции теплоносителя), редко превышает 400-500Вт.
Мощность погружного насоса скважины может варьироваться от 1000 до 3000Вт. Но современные системы водоснабжения имеют гидроаккумулятор, благодаря которому насос скважины работает обычно не более 5-6 минут в час. Поэтому, к примеру, насос 1,2 кВт будет потреблять в час только 100Вт.
Таким образом, типовая среднечасовая мощность котельной – порядка 500 Вт/час.
К базовому варианту поставки инвертора PowerStar предлагается батарея из 2-х аккумуляторов 12В на 100 Ач, что дает примерно 2 кВт/час энергии (для упрощенного расчета применимо правило, что одна 12В батарея 100Ач отдает до 1 кВт-часов энергии)
Такой базовый вариант поставки инвертора PowerStar обеспечит до 4 часов аварийного питания котла и водоснабжения коттеджа и 5-6 часов без насоса.
Инвертор какой мощности потребуется?
Кроме среднечасовой мощности нагрузки, определяющей продолжительность резервного питания котла, для выбора инвертора необходимо знать, какая мощность может потребоваться единовременно. Она и определит необходимый номинал мощности инвертора. При этом желательно закладывать 20% запас сверх мощности нагрузки.
В большинстве случаев для бесперебойного питания котла и насоса будет достаточно одного 3 кВт-го блока инвертора.