Солнечная электростанция

Как работает солнечная электростанция? Из каких основных элементов состоит солнечная электростанция? Критерии фотомодулей, базовые особенности размещения солнечных панелей и конструкций

К основным составляющим в солнечной электростанции можно отнести: солнечные панели, инвертор, аккумуляторы (в некоторых видах), крепеж, соединительные элементы (коннекторы, кабель) и коммутационное оборудование (ограничители, автоматические выключатели, счетчики, автоматы, разъединители, предохранители )

Солнечные электростанции в зависимости от способа их использования бывают:

• сетевые
• автономные
• гибридные

Сетевые электростастанции содержат такие основные элементы как: солнечные панели и сетевой инвертор. У этих станций нет аккумуляторов. Предназначены для собственного потребления и продаж излишков электроэнергии в сеть по зеленому тарифу. В случае отсутствия солнца или нехватки мощности от солнечной электростанции питание происходит из сети или в комбинации с ней.

Автономные электростанции состоят из солнечных панелей, автономного инвертора и аккумуляторов. Предназначены для работы без сети, а значит, и без возможности продавать туда электроэнергию или питание из нее. Объем заряда аккумуляторов подбирается так, чтобы его было достаточно даже в самый пасмурный или кратчайший солнечный день. Может использоваться в невозможности, значительной удаленности или нерентабельности питания от сети.

Гибридные электростанции состоят из солнечных панелей, гибридного инвертора и аккумуляторов. Обладают всеми преимуществами сетевых и автономных электростанций. То есть, могут аккумулировать и использовать энергию из аккумуляторов, продавать в сеть излишек и брать из сети электроэнергию, когда нужно больше.

Обычно основным элементом в солнечной электростанции (СЭС) являются солнечные панели с помощью фотоэлементов, которые под действием солнечных лучей производят электроэнергию разной мощности и параметров.

Назовем несколько основных критериев фотомодулей:

• Наверняка основным является базовая эффективность фотоэлементов, на сегодняшний день этот показатель 20-25%.
• Не мало важна мощность солнечной станции с на 1 м2 поля солнечных панелей. Ежегодно мощность фотомодулей, размещенных в солнечной панели, постоянно увеличивается.
• Деградация электрической мощности фотомодулей. Особенностью фотомодулей является деградация, то есть потеря мощности с годами использования, чем ниже деградация, тем и более привлекательны солнечные панели в долгосрочном сроке использования и, следовательно, и как инвестиции. Согласно крайним достижениям хорошим показателем можно считать 10-15% за 25 лет.

К конструктивным особенностям установки солнечных панелей относятся:

1. Географическое расположение объекта будет влиять на то, в каком регионе земного шара установлена электростанция. От этого будет зависеть сколько суммарно и что моментально будет солнечное излучение в виде энергии на 1м2.
2. Ориентировка по сторонам мира является следующим критерием. Для Украины это юг, юго-восток и юго-запад.
3. Угол наклона солнечных панелей. В зависимости от геолокации будет изменяться так называемый оптимальный угол для солнечной электростанции, при котором Вы сможете получить максимальное количество энергии из фотоэлементов. Также от угла установки панелей, который вы выберете, например, в силу конфигурации расположения крыши или угла наклона уже существующей крыши будет зависеть эффективность установки панели. Для Украины, в зависимости от поставленных задач оптимальным углом наклона солнечных панелей можно считать 35 градусов. Но панели также можно устанавливать вертикально или с небольшим наклоном в 10 градусов, падение эффективности будет, но не критическое.
4. Затенение от объектов рядом. Объекты, которые могут создавать тень на солнечные панели и продолжительность этого затенения в связи с движением солнца в зависимости от времени года или времени будут уменьшать суммарную годовую выработку электроэнергии, поэтому этого нужно по возможности избегать.
5. Еще одним фактором влияющим на работу станции является температура. Интересно то, что летом когда станция продуцирует больше электроэнергии, именно высокая температура до которой нагреваются солнечные панели уменьшает эффективность ее работы. А зимой, когда станция производит меньше электроэнергии, низкая температура, что способствует повышению эффективности работы фотомодулей. Но основным фактором почему зимой станция производит меньше электроэнергии является небольшой по продолжительности световой день и мало солнечных дней с чистым небом.

Правильно подобранный крепеж тоже достаточно важный аспект.

Крепление подбирается в зависимости от способа монтажа.

Для кровли, в зависимости от ее типа, подбирается вид крепежа, обеспечивающий прочность конструкции и надежность герметичности соединения с крышей.

Для наземных конструкций нужно будет подготовить основание с бетонированием стоек.

Оптимальным вариантом построения конструкции является оцинкованный профиль и болтовые соединения с точки зрения стоимости монтажа, надежности и эксплуатационных характеристик.

Другим хорошим решением будет алюминиевая конструкция, отлично подойдет когда необходимо облегчить конструкцию, недостатком будет обычно более высокая стоимость.

Конструкцию из черного металла мы не можем порекомендовать. Несмотря на более дешевую стоимость материала, уже в процессе монтажа данная конструкция получится дороже из-за присутствия сварочных работ, которая затем также потребует чистки от грязи, обработки мест сварки и последующей покраски в 2 слоя. Можно это и не работать, но коррозия довольно быстро найдет слабые места, которые будут 24 часа под влиянием атмосферных явлений. Кроме того, обычно такая конструкция собирается на глаз, без проведения расчетов на прочность от снежной нагрузки и порывов ветра, что ставит вообще под сомнение ее целесообразность. Кстати, для цельности ее со временем лакокрасочное покрытие необходимо обновлять 2 года, обычно это будет сопровождаться демонтажем/монтажом всех солнечных панелей. Что создает дополнительные опасности их повреждения.

Деревянную конструкцию использовать нельзя, ведь конструкция должна обеспечить продолжительное время ее эксплуатации и минимизировать риски повреждения в связи с коррозией самого крепления или демонтажа/монтажа панелей.