Отримати детальний розрахунок
Блог > ЯК ПРАЦЮЄ СОНЯЧНА ЕЛЕКТРОСТАНЦІЯ?

ЯК ПРАЦЮЄ СОНЯЧНА ЕЛЕКТРОСТАНЦІЯ?

Как работает солнечная электростанция
20
Серпень

Сонячна електростанція (СЕС) – це інженерна споруда, що перетворює сонячне світло в електричну енергію. Яким чином це відбувається і як працює сонячна електростанція – читайте в цій статті.

Для виробництва електрики з енергії Сонця існують такі технології:

  1. Фотоелектрична технологія – дозволяє перетворювати енергію Сонця безпосередньо в електрику. Фотоелектричні системи (вони ж сонячні електростанції) набули найбільшого поширення для електропостачання приватних домогосподарств, квартир, різних закладів, промислових і сільськогосподарських об’єктів. Такі системи швидко окупаються і вимагають мінімального технічного обслуговування.
  2. Концентруючі технології – тепло Сонця використовується для нагріву води до стану пари високого тиску з подальшою подачею його в турбіну (механічна енергія трансформується в електричну). Для збільшення інтенсивності сонячного світла використовуються системи фокусування – дзеркала і лінзи. СЕС такого типу (параболічні, баштові, тарілчасті) забезпечують великі потужності і застосовуються для електропостачання міст і великих підприємств.

Застосування екологічно чистого, альтернативного джерела енергії економічно вигідно як для забезпечення власного енергоспоживання, так і для продажу електрики в мережу за зеленим тарифом.

У цій статті детально розглядається, як працює сонячна електростанція з фотоелектричною технологією і що для цього потрібно.

Зміст статті:

Складові сонячної електростанції: основне і додаткове обладнання

Для виробництва електрики сонячною електростанцією, необхідно якісне та надійне обладнання. В першу чергу – це сонячні батареї і інвертори. Залежно від призначення і типу електростанції, її складовими можуть бути акумуляторні батареї та контролери заряду-розряду. Важливою частиною є підтримуюча конструкція, кабелі, вузол обліку зі спеціальним лічильником, система моніторингу та ін. Основний асортимент складових сонячної електростанції включає в себе:

  1. Сонячні (фотоелектричні) батареї складаються з елементів, які виготовлені в основному з напівпровідникових матеріалів – зазвичай з кремнію. Від їх типу залежить продуктивність, ціна і довговічність системи:
  • монокристалічні елементи забезпечують найвищий (до 22%) ККД, хороший температурний коефіцієнт і тривалий термін експлуатації при незначному зниженні продуктивності. Вони мають найвищу ціну через дорожнечу сировини – високоочищеного кристалічного кремнію;
  • полікристалічні елементи забезпечують ККД в межах 14-17%, мають меншу вартість за Ватт при хороших характеристиках;
  • елементи на основі аморфного кремнію (тонкоплівкові) мають найнижчу ефективність, яка до того ж порівняно швидко знижується в процесі експлуатації. До переваг відноситься найкращий температурний коефіцієнт, можливість їх розташування на нерівній поверхні і невисока ціна.
  1. Інвертор необхідний для перетворення постійного струму в змінний (AC) – для можливості його використання споживачами або передачі в електричну мережу. Інвертори бувають різної потужності, функціональності і тип їх обирається залежно від призначення. Сучасні якісні інвертори забезпечують вимірювання, безпечну роботу системи, ефективне управління енергією і навантаженням.
  2. Акумуляторна батарея застосовується в СЕС автономного і гібридного типу для накопичення енергії, виробленої фотоелектричними панелями протягом дня. Забезпечує живлення споживачів електроенергією вночі або при перебоях постачання від централізованої мережі.
  3. Контролери заряду – підключаються між сонячною панеллю і акумулятором для регулювання процесу його зарядки і забезпечення правильного заряду або, що більш важливо, для захисту від надмірного перезарядження. Функціонально вони поділяються на:
  • найпростіші контролери – просто відключають джерело при досягненні певного рівня напруги на АКБ, при цьому зарядженість становить 60-70%, що різко скорочує їх термін служби;
  • ШІМ контролер – на остаточному етапі заряду використовує широтно-імпульсну модуляцію струму заряду і забезпечує заряд акумулятора до 100%;
  • MPPT-контролер – підвищує ефективність роботи панелі шляхом «витягування» максимальної кількості енергії за рахунок вибору певного напруження і струму.
  1. Підтримуюча конструкція для панелей – забезпечує необхідну жорсткість системи і правильний кут нахилу поверхонь до випромінювання.

Раціональним рішення є установка системи моніторингу, яка відстежує в режимі реального часу виробництво е/е і може вказати на несправність.

Составляющие солнечной электростанции

Принцип роботи сонячної електростанції: фізика процесу

Принцип роботи СЕС заснований на фотоелектричному ефекті. Фотоелектричний елемент (він же сонячний елемент) використовує технологію перетворення сонячної енергії безпосередньо в електрику. Фотоелектричний елемент зазвичай виготовляється з кремнієвих сплавів. Коли фотони сонячного світла потрапляють на напівпровідниковий матеріал, генеруються вільні електрони, які можуть текти через матеріал, створюючи постійний електричний струм.

Кремній широко відомий напівпровідник, що володіє властивостями як провідників, так і діелектриків. Напівпровідники виявляють властивість, відомий як фотоелектричний ефект, що змушує їх поглинати фотони і вивільняти електрони. Щоб зробити сонячну панель, кремнієві пластини легують акцепторними і донорними домішками для його перетворення в кремній p-типу і n-типу.

Напівпровідник p-типу (позитивний заряд) має надлишок основних носіїв заряду – дірок. А n-тип (негативний заряд) має надлишок електронів. Вони з’єднуються один з одним до атомарного рівня. Через їх контакт і наявність протилежного заряду, електрони течуть від n-типу до p-типу, а дірки переміщаються від p-типу до n-типу – в результаті руху зарядів генерується струм.

В результаті фотоефекту сонячна батарея виробляє постійний електричний струм (DC). Інвертор перетворює постійний струм в змінний (AC). Іншими словами, трансформує його в такий вид, який підходить для електроживлення побутових і промислових споживачів, а також для передачі його в енергосистему.

Принцип работы СЭС

Залежно від призначення, існують такі типи сонячних електростанцій:

  1. Мережеві СЕС. У них вся вироблена електроенергія передається в енергосистему для продажу за «зеленим» тарифом. Мережеві електростанції складаються з панелей, мережевого інвертора, кабелів і підтримуючої конструкції.
  2. Автономні СЕС. Забезпечують харчування споживачів, коли відсутня централізована мережа або вона ненадійна. Автономна система крім панелей і автономного інвертора, має контролер заряду і акумуляторну батарею.
  3. Гібридні (або резервні) СЕС. Застосовуються споживачами, які стикаються з частими перебоями енергопостачання. Поєднує в собі можливості як мережевих, так і автономних систем. У гібридному (інтелектуальному) інверторі є програмування режимів споживання, накопичення і передачі електроенергії в енергосистему.

Двонаправлений лічильник встановлюється на гібридних і автономних СЕС для обліку виробленої і спожитої будинком електроенергії. Цей лічильник також враховує кількість спрямованої в енергосистему е/е за «зеленим» тарифом.

Робимо правильні висновки

З цієї статті ви дізналися про сонячні технології, принцип роботи сонячної електростанції і про те, яке обладнання для цього необхідно. А також зрозуміли, наскільки важливо передбачити безліч нюансів для продуктивної і довговічною роботи всієї системи в цілому.

При виборі обладнання необхідно оцінити його якість, ефективність та надійність. З іншого боку, комплект обладнання повинен відповідати призначенню/типу СЕС – забезпечувати певний набір функцій і характеристик. Облік всіх можливих факторів вимагає специфічних, практичних знань.

Принцип работы солнечной электростанции

Для вибору найбільш оптимального варіанту комплектації СЕС доцільно скористатися послугами фахівців профільних компаній. Ви можете звернутися за консультацією до професіоналів в області сонячної енергетики – компанії Solar Garden. Великий досвід реалізації різних проектів СЕС і штат власних фахівців дозволяє запропонувати Вам кращі послуги та обладнання.

В Solar Garden допоможуть розрахувати потужність всієї системи, визначитися з кількістю і типом сонячних батарей, вибрати характеристики обладнання з урахуванням призначення і конкретних умов. Розроблять проект, розрахують термін окупності системи. Професійні установники виконають весь комплекс робіт по монтажу електростанції з урахуванням особливостей розташування об’єкта.

Останні новини
КОНТРОЛЕР ЗАРЯДУ СОНЯЧНИХ БАТАРЕЙ: ПРИЗНАЧЕННЯ ТА ОСОБЛИВОСТІ ВИБОРУ
24
Січень

КОНТРОЛЕР ЗАРЯДУ СОНЯЧНИХ БАТАРЕЙ: ПРИЗНАЧЕННЯ ТА ОСОБЛИВОСТІ ВИБОРУ

Контролер заряду сонячних батарей використовується для запобігання перезаряду та глибокого розряду акумуляторної батареї шляхом регулювання напруги та струму від сонячної панелі. Він підвищує ефективність фотоелектричної системи, допомагає уникнути перезаряду АКБ та продовжує термін її експлуатації....

Детальніше
МОНТАЖ СОНЯЧНИХ ПАНЕЛЕЙ
11
Січень

МОНТАЖ СОНЯЧНИХ ПАНЕЛЕЙ

Зміст статті: Як встановити сонячні батареї? Установка сонячних батарей своїми руками Установка сонячних батарей спеціалістами Solar Garden Висновки Як встановити сонячні батареї? Установка сонячних батарей потребує комплексного підходу та врахування багатьох нюансів. Цей процес включає:...

Детальніше
СОНЯЧНА БАТАРЕЯ НА БАЛКОНІ: МОНТАЖ, ПЕРЕВАГИ ТА НЕДОЛІКИ
29
Грудень

СОНЯЧНА БАТАРЕЯ НА БАЛКОНІ: МОНТАЖ, ПЕРЕВАГИ ТА НЕДОЛІКИ

Переваги сонячної енергетики вже давно оцінили не лише власники приватних будинків та офісів, а й власники квартир. Сонячні батареї для квартири цілком реальна можливість заощадити на споживанні за електроенергію, забезпечити собі автономність або резервування при...

Детальніше
СОНЯЧНІ БАТАРЕЇ З АМОРФНОГО КРЕМНІЮ: ОСОБЛИВОСТІ ТА СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ
21
Грудень

СОНЯЧНІ БАТАРЕЇ З АМОРФНОГО КРЕМНІЮ: ОСОБЛИВОСТІ ТА СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ

Виробництво сонячних батарей з аморфного кремнію (a-Si) знаходиться на високому технологічному рівні. Можливість використання таких підкладок як металева фольга та полімерні плівки сумісна з виробництвом гнучких фотоелементів у промислових масштабах. Тому сонячні батареї цього типу...

Детальніше
«ЗЕЛЕНИЙ» ТАРИФ 2021-2022. МЕХАНІЗМ ПІДКЛЮЧЕННЯ ТА ЗМІНИ В ЗАКОНІ
17
Грудень

«ЗЕЛЕНИЙ» ТАРИФ 2021-2022. МЕХАНІЗМ ПІДКЛЮЧЕННЯ ТА ЗМІНИ В ЗАКОНІ

Зміст статті: Хто може встановити сонячну електростанцію у 2021-2022 роках? Ставки «зеленого» тарифу у 2021-2022 роках «Зелений» тариф – зміни у законі. Що чекати власникам СЕС у 2022? Хто може встановити сонячну електростанцію у 2021-2022...

Детальніше
ЧИ ВИГІДНІ СОНЯЧНІ БАТАРЕЇ В УКРАЇНІ?
15
Грудень

ЧИ ВИГІДНІ СОНЯЧНІ БАТАРЕЇ В УКРАЇНІ?

Активному розвитку сонячної енергетики в Україні сприяють державні пільги та хороше географічне розташування. У 2020 році встановлено СЕС сумарною потужністю 6320 МВт, що генерують 1,265 млрд кВт * год електроенергії. Частка сонячної енергії загальної генерації...

Детальніше
ВСТАНОВЛЕННЯ СОНЯЧНИХ ПАНЕЛЕЙ НА ДАХУ
10
Грудень

ВСТАНОВЛЕННЯ СОНЯЧНИХ ПАНЕЛЕЙ НА ДАХУ

Україна географічно має досить високий рівень інсоляції, що безпосередньо впливає на здатність ефективно генерувати електрику з енергії сонця. Це мотивує людей вкладати кошти в встановлення сонячних панелей на даху та землі. Фотоелектричні системи, встановлені на...

Детальніше
ДОМАШНЯ СОНЯЧНА ЕЛЕКТРОСТАНЦІЯ: ОСОБЛИВОСТІ ТА ТИПИ
16
Листопад

ДОМАШНЯ СОНЯЧНА ЕЛЕКТРОСТАНЦІЯ: ОСОБЛИВОСТІ ТА ТИПИ

Домашня сонячна електростанція – це енергогенеруючий об’єкт, що використовує пряме перетворення енергії сонця на електрику. В даний час спостерігається стрімке зростання будівництва СЕС для приватних будинків, яке зумовлене такими економічними факторами: підвищенням цін традиційні джерела...

Детальніше