Домашние солнечные электростанции

Солнечные батареи – основной элемент системы. Конструктивно они представляют плоскую панель, на поверхности которой пакеты фотоэлектрических элементов, которые преобразуют энергию падающего на них излучения в постоянный электроток.

Фотоэлементы сегодня производят на основе кристаллов разных материалов: арсенида галлия, сульфата кадмия, кремния. Первые два позволяют создавать солнечные панели повышенной мощности; однако они достаточно дороги, поэтому находят применение больше в проектах, связанных, например, с космонавтикой, с системами вооружений.

Для создания электростанции для дома по показателю мощность-цена сегодня больше подходят солнечные панели, основу которых составляют фотоэлементы, изготовленные из кремния. На рынке они присутствуют в 2 вариантах: из моно- и поликристаллического кремния. Первые мощнее (у них генерация с 1 м² 190 Вт при 180 Вт у вторых), поэтому стоит останавливать внимание при выборе именно на таком типе изделий.

Размещают солнечные батареи на участках, наиболее открытых для лучей солнца. Это может быть крыша здания, подсобного помещения, садового домика, свободная от растений поляна. При этом следует избегать мест, закрываемых в течение дня тенью от рядом расположенных строений, деревьев.

Монтируют панели на специальных конструкциях, представляющих собой стержневые пространственные каркасы. Изготавливают их из специальных прокатных профилей, большей частью из материалов на основе алюминия. Системы позволяют крепить батареи в определенном пространственном положении, которое обеспечивает максимально возможный «прием» излучения в течение всех дней в году.

Мощности одной солнечной батареи недостаточно для обеспечения электроэнергией всех домашних электроприборов. Поэтому для устройства солнечной электростанции вам понадобится несколько панелей, которые объединяются одной электросхемой и могут вместе выдавать нужное количество мощности. 

Инвертор

Солнечные батареи вырабатывают постоянный электроток, а все ваши домашние электроприборы рассчитаны на питание переменным током, причем со строго определенными характеристиками. Инвертор и есть то устройство, которое занимается таким преобразованием, обеспечивая надежную работу электроприборов.

В общем случае инвертор работает как выпрямитель, но только «наоборот», принимая на входе постоянный ток от блока солнечных батарей и выдавая на выходе переменный. Кроме того, он выполняет функцию трансформатора, увеличивая выходное напряжение до необходимых 220 В, на которых «работают» все электроприборы в доме. Учитывая, что генерация панелей не является постоянной величиной во времени, прибор содержит также контроллер заряда, который обеспечивает одновременное выравнивание характеристик электротока и делает их стабильными.

Распределительный щит

Он есть в большинстве современных домов. Представляет собой набор некоторого количества клемм, соединенных между собой по определенной схеме. Одна из пар клемм является входной, к ней подсоединяются провода, по которым электроэнергия поступает от инвертора. К остальным парам подсоединяются определенные группы или отдельные домашние электроприборы (например: электроосвещение в определенной комнате, у входа в дом; розетка для холодильника, компьютера, телевизора).

В электросхеме распределительного щита есть система защиты от перенапряжения, предусмотрены выключатели, позволяющие включать/выключать каждую группу электроприборов в доме. Последнее удобно тем, что позволяет проводить какие-то работы, не отключая от электропитания всю домашнюю сеть.

Аккумуляторная батарея

Поток солнечных лучей во времени и по периодам года неравномерен. Это влияет на выработку электростанциями электроэнергии, делает ее, в большинстве случаев, нестабильной и непригодной для питания домашних электроприборов.

Вопрос решается размещением между солнечными батареями и инвертором блока аккумуляторных батарей (БАК). Приборы накапливают излишки вырабатываемой солнечными панелями энергии и выдают ее на инвертор в неблагоприятные для работы солнечных панелей время.