Виды солнечных батарей. Типовые решения.

Частые отключения основного электропитания, а также рост тарифов на электроэнергию, влияют на то, что всё более популярными в нашей стране становятся солнечные батареи для дома и коммерческих организаций.

В большинстве случаев солнечная электростанция состоит из следующих основных компонентов:

• Солнечная панель (фотоэлектрический модуль) – полупроводниковый прибор, который преобразует энергию солнца в постоянный электрический ток.
• Контроллер заряда – устройство, преобразующее напряжение от солнечных панелей до значения, пригодного для заряда аккумуляторных батарей.
• Аккумуляторные батареи – применяются для накопления электрической энергии от солнечных панелей, внешней электросети или автономного электрогенератора.
• Инвертор – преобразует постоянное напряжение аккумуляторных батарей в переменное напряжение для питания нагрузки, а также осуществляет управление переключением питания потребителей между источниками электроэнергии в зависимости от их наличия и приоритета, для некоторых моделей может включать в себя контроллер заряда.
  

Также в состав входят элементы крепления и различное коммутационное оборудование для подключения и защиты компонентов системы.

Для того чтобы правильно осуществить расчёт солнечной электростанции, рекомендуется на первом этапе определить задачи, которые будет она выполнять. Это влияет на тип и комплектацию, а соответственно и на то, сколько будет стоить солнечная батарея.

Ниже перечислены основные задачи, для решения которых рекомендуется купить солнечную батарею.

Автономное энергоснабжение в случае невозможности подключения к внешней электросети

Такая задача возникает на объектах, где нет возможности подключиться к основному энергоснабжению. Для решения этой задачи применяются солнечные электростанции типа Off Grid. В этом случае объект становиться полностью автономным и его электропитание осуществляется только от солнечной энергии. В таких решениях солнечные батареи состоят из фотоэлектрических модулей, контроллера заряда, комплекта аккумуляторных батарей и инвертора. Электроэнергия, производимая солнечными панелями, через контроллер заряда и инвертор поступает для питания потребителей. В солнечные дни производится больше электроэнергии, чем необходимо для обеспечения энергоснабжения нагрузок. Поэтому избыток производимой электроэнергии накапливается в аккумуляторных батареях. В пасмурные дни и ночное время суток, когда отсутствует солнце, питание потребителей осуществляется за счёт электроэнергии, накопленной в батарейном массиве.

Экономия на энергоснабжении без резервирования по электропитанию

Такая задача возникает, когда Вы хотите сэкономить на своих затратах по электропитанию при подключении объекта к основному энергоснабжению. Для решения этой задачи рекомендуется установка солнечных батарей типа On Grid. Подобная схема является самой бюджетной по цене, так как в её состав входят только солнечные панели и сетевой инвертор. Нагрузка всегда получает электропитание только от внешней сети. При этом энергия, производимая солнцем, в полном объёме через инвертор экспортируется в сеть. Вы оплачиваете только разницу между потреблённой электроэнергией и экспортированной в сеть. Эта разница контролируется специальным двунаправленным счётчиком. Если Вы экспортировали больше электроэнергии чем потребили, то государство оплачивает Вам разницу по актуальном «зеленому» тарифу. Более детально о «зеленом» тарифе можно узнать в соответствующей статье на нашем сайте. Однако нужно помнить, что данное решение не обеспечит Вашим потребителям автономного энергоснабжения на случай отключения внешней сети, так как в такой схеме отсутствуют компоненты для резервного и бесперебойного электропитания. Если по какой-либо причине отключиться внешняя сеть, то инвертор автоматически отключит питание нагрузки. Также инвертор отключит экспорт во внешнюю сеть электроэнергии, которую могут в данный момент производить фотоэлектрические модули.

Резервирование по электропитанию с экономией на энергоснабжении

Такая задача возникает, когда Вы хотите построить систему резервного энергоснабжения объекта и при этом получить экономию при оплате за электроэнергию. В этом случае необходимо купить солнечную электростанцию Grid Interactive. В данной схеме в обязательном порядке будут солнечные панели, контроллер заряда, сетевой инвертор и комплект аккумуляторных батарей. К инвертору подключаются все источники электроэнергии – внешняя сеть, солнечная панель, в некоторых схемах и резервный электрогенератор (дизельная электростанция или бензогенератор). Чаше всего основным источником электроэнергии в такой схеме выступают фотоэлектрические модули. В ясные и солнечные дни, производимая ими электроэнергия, обеспечивает питание нагрузки, а также накапливается в аккумуляторных батареях. Накопленная в аккумуляторных батареях электроэнергия обеспечивает питание нагрузки в пасмурные дни, в вечернее время и ночью, когда солнечные электростанции не работают. Если электроэнергии, которую производят солнечные панели не достаточно для питания нагрузки, а аккумуляторные батареи разрядились до установленного уровня, то недостающий объём электроэнергии автоматически начинает поступать на нагрузку от внешней сети через инвертор. Также от внешней сети будет происходить подзаряд аккумуляторных батарей до необходимого уровня. К некоторым моделям инверторов помимо внешней сети может быть подключён дизель генератор или электростанция бензиновая. Это повышает гарантию бесперебойного энергоснабжения. Если ночью или в пасмурный день отключиться внешняя сеть, когда солнечная электростанция не производит электроэнергию, а аккумуляторные батареи будут разряжены, то энергоснабжение объекта будет осуществлять бензиновый или дизельный генератор.

Помимо бесперебойного электропитания такая схема обеспечивает и экономию при оплате за энергоснабжение от внешней сети, так как значительную часть потребляемой электроэнергии производят солнечные батареи. Если же солнечная электростанция производит больше электроэнергии чем необходимо для питания нагрузки на данный момент, а аккумуляторные батареи полностью заряжены, то избыток произведённой электроэнергии может быть экспортирован в сеть и продан по «зелёному» тарифу.

Солнечная батарея может быть как с однофазным, так и с трёхфазным выходным напряжением. Во втором случае необходимо использовать трёхфазный инвертор или устанавливать три однофазных инвертора по одному на каждую фазу.

Также может быть увеличено и количество контроллеров заряда в случае, если солнечные панели имеют суммарную установленную мощность, которая превышает мощность одного контроллера заряда. Тогда количество контроллеров заряда должно быть таким, чтобы их суммарная мощность была не меньше суммарной установленной мощности, которую могут сгенерировать фотоэлектрические модули.

Подобное решение применяется для случаев, когда мощность нагрузки превышает номинальную мощность одного инвертора. Для решения этой задачи инвертора устанавливают в параллель. Общая мощность параллельно работающих инверторов должна быть равна сумме мощностей каждого инвертора в отдельности. Иными словами количество инверторов должно быть таким, чтобы сумма их мощностей была не меньше суммы мощностей потребителей, которые будут к ним подключаться.

Для того чтобы правильно подобрать солнечные электростанции под конкретные задачи на Ваших объектах, рекомендуем Вам обратиться к специалистам компании «ВИНУР».

Для этого необходимо позвонить нам или заполнить соответствующий опросный лист на нашем сайте. Опытные инженеры нашей компании помогут правильно подобрать необходимое оборудование и осуществят монтаж солнечных батарей «под ключ» на Вашем объекте.

Видео "Виды солнечных электростанций со схематическими примерами от компании Винур"