Солнечные электростанции, инверторные системы и проблема нехватки мощности

C каждым годом население земли употребляет больше энергии, с каждым годом вопрос охраны окружающей среды от промышленных выбросов заслуживает все большее значение, о проблемах глобального потепления не знают разве лишь малыши и обитатели палящих широт, потрясения цен на нефть приносят не лишь заработок бессчетной армии журналистов, но и служат предметом обсуждения в семейном кругу и нефтяных магнатов, и простых обывателей. Населению земли безотлагательно нужен источник дешевенькой и желанно неистощимой энергии. Фактически, источник энергии глодать и находится не так уж далековато по космическим меркам, в итоге 150 миллионов километров — это Солнце.

Вопросец в том, как эту энергию поставить на работу человеку. Желая, ежели поразмыслить, все традиционные источники энергии (не считая ядерной) приходят законсервированной энергией солнца, в том числе ископаемые углеводороды, и человек употребляет энергию солнца давным-издавна. Преимущественно 100 годов назад люди выучились создавать электроэнергию, более удачный в обращении вид энергии, ее можнож беречь, можнож передавать на большие расстояния, просто преобразовывать в другие внешности энергии — тепло, свет, движение и т.д. Традиционные методы получения электроэнергии подразумевают сжигание горючего, и сквозь посредничество механического движения в многообразного рода генераторах теснее достается электричество, природно, что лишь незначимая количество энергии горючего перебегает в электрическую энергию.

Издавна теснее делались пробы прямого преображения солнечной энергии в электричество, но лишь тогда, иной раз население земли сумело достигнуть высококачественной чистки кремния, тяжба двинулось с мертвой точки. Кремний — удивительный субстанция, 2-ой по распространенности компонент во Вселенной, с примесями ведет себя как сплав, очищенный до чистоты 99,9996% — как полупроводник. Различными способами в нем формируются полупроводниковые переходы, тот или иной чувствительны к свету. КПД главных фотоэлементов не превосходил 2-3%, но даже экий густой коэффициент преображения солнечной энергии в электричество дозволил сделать фотоэлектрические батареи для практического применения. С движением поры технологии шли вперед, и на данный момент обыкновенный КПД солнечных модулей сочиняет 14-15%, теоретическая граница описывает наибольший КПД кремниевых элементов в 87% либо в собранном в батарею внешности примерно 83-84%. До этого пока далековато, но в лабораториях теснее достигнуты характеристики в 40-50%. Удерживающим фактором служит относительно высочайшая стоимость на кремниевые фотоэлементы, но в баста 2007 года компания Nanosolar (США) теснее начала создание фотоэлементов по стоимости $ 0,99 Вт. Вспомним то период, иной раз мобильный телефон был в диковину и быть достойным практически, как кар! Так что не успеем обернуться, а доступная солнечная энергия теснее на пороге.

Теснее на данный момент глодать кровельные субстанции, стеновые панели и ткани, тот или иной могут производить электричество кроме собственной основной функции.

Вы сможете сказать — это все далековато от наших интересов, это для космоса, военки и т.д. И будете не правы! Теснее пару лет в Рф производятся солнечные электростанции, тот или иной употребляются в самых различных областях: от электроснабжения дачных жилищ до кормленья налаженности мониторинга на газовых магистралях, от кормленья ретрансляторов сотовой взаимоотношения до энергосберегающих комплексов для подъездов жилых жилищ. В Америке, Европе, Азии солнечные электростанции ставятся для кормленья государственных энергетических налаженности, государственное стимулирование дозволяет людям ставить большие мегаваттные станции и добывать приличные средства. Хватить огласить, что в Германии при стоимости на отпускаемую гражданам энергию 0,13 Евро/кВтчас (младше 5 рублей) оплата за произведенную на солнечной электростанции энергию сочиняет 0,55 Евро (практически 20 рублей). А в Германии солнечной энергии в год падает примерно на 10% младше чем в Подмосковье. Академик Алферов как-то например, что «ежели-бы лишь 15% издержек, тот или иной Русский Альянс истратил на развитие атомной энергетики, имелось истрачено на развитие солнечной, нам бы не пригодилось ни одной атомной электростанции...». В договорах Рф употребление разыскали лишь автономные либо полуавтономные солнечные электростанции. Не секрет, что даже там, где потребители подключены к сети, качество электроснабжения часто забывает желать наихорошего: пониженное либо завышенное напряжение, импульсы перенапряжения и искажение формы сигнала, перекос фаз и перебои — вот далековато неполный список заморочек электроснабжения. Все это утежеляется чрезвычайно басистой культурой употребления электроэнергии. Об энергосбережении вспоминают в последнюю очередь, желая лишь подмена лампочек на люминесцентные дозволит сократить потребление электро энергии в 4-5 разов.

С бурным развитием стоительства личных жилищ трудности с электроснабжением встали обостряться. Теснее практически не встретишь жилища, где не был бы определен стабилизатор. Но употребление стабилизатора не решает, а быстрее увеличивает проблему. Стабилизатор тем либо другим методом наращивает напряжение на выходе, но не производит энергию, на рост напряжения тоже расходуется энергия, этаким образом, повышая напряжение на выходе стабилизатора, мы понижаем его на входе, тем усиливая нагрузку на сеть. В баста баста сеть может не 

перенести и отключиться в лучшем случае, а в худшем может сгореть трансформаторная подстанция. Что же можнож сделать в этаком случае? Глодать в итоге один-одинешенек путь — нужен доп источник энергии, тот или другой может подключаться в необходимое период и восполнить нехватку энергии в сети. Это могут водиться: солнечная электростанция поршневой либо турбинный генератор, топливная спиртовая либо водородная ячейка, ветрогенератор, аккумуляторная батарея и т.д. Для того, чтоб можнож имелось употреблять различные источники энергии общо, необходимо агрегат, тот или другой автоматом конфигурировало структуру налаженности в зависимости от перегрузки и состояния входной сети. Этаким агрегатом приходят ругательные поколения инверторов, владеющие современным процессорным контроллером и применяющие интеллектуальные схемы управления источниками энергии. Употребление схожих инверторов дозволяет творить самые различные налаженности электроснабжения для разнообразных случаев: от простого бесперебойника с долгим сроком резервирования до налаженности, дозволяющей более экономичным образом употреблять различные источники энергии находящиеся в распоряжении потребителя.

Рассмотрим подробнее некие налаженности с подключением к проблемной сети

1. Солнечная электростанция — инвертор употребляется для подпитки потребителей от солнечной энергии, при всем этом налаженность обыкновенно конфигурируется этаким образом, чтоб по максимуму употреблять энергию солнца и подключать сеть лишь при нехватке солнечной энергии. Обыденное употребление: энергосберегающие комплексы для ЖКХ, объекты, где выделенной мощности не хватает, а солнечные ресурсы местности разрешают употреблять фотоэлектричество, а также объекты, где употребление вторых источников энергии затруднено либо невыносимо.
2. Инверторная налаженность бесперебойного питания — инвертор употребляется для зарядки аккумов и контроля за состоянием входной сети, ежели характеристики сети выходят за определенные рубежи либо сеть отключается, инвертор генерирует сигнал, и потребители приобретают энергию как ни в чем ни посещало. Срок резервирования может достигать 2-3 дней, на больший срок стоимость аккумов делается достаточно большой, и выгоднее ипользовать для зарядки аккумов генератор либо второй источник.
3. Инверторная налаженность с вероятностью повышения выделенной мощности — инвертор употребляется в так именуемом «бустерном» режиме и функционирует параллельно с сетью на одну нагрузку, употребляя скопленную в аккумах энергию. Не секрет, что даже там, где пониженное напряжение в сети в ночной период, перегрузка на сеть понижается и можнож количество энергии навести на зарядку аккумов, чтоб позже в подходящий причина прибавить мощности.

Ежели для вас не хватает выделенной мощности, то по эмпирической формуле P_жел = (P_выд)2×600/ S (где P_выд — мощность выделенная электросетью в кВт, 600 — эмпирический коэффициент, S — наибольший расход энергии в кВтчасах в месяц по свидетельствам счетчика) можнож примерно найти, какую мощность можнож заработать от сети, употребляя инверторную налаженность для повышения выделенной мощности. Само собой разумеется, эта формула недействительна в варианте, иной раз доборная мощность нужна для кормленья оборудования, функционирующего повсевременно, в данном варианте без доп источника не обойтись. Употребляя подобную налаженность, вы приобретаете также и бесперебойник, т.к. доборная энергия запасается в аккумах и быть может использована в случае перебоев с электроснабжением.

Стоимость схожих налаженности хватить велика, но часто дозволяет решить нерешаемую задачку. К примеру, за выделение доборной мощности густо электроснабжающие организации берут немалые средства, и не постоянно и везде доборная мощность вообщем быть может выделена. Так что часто употребление инверторной налаженности в той либо другой конфигурации приходит единственно вероятным.

Снова жажду направить заинтересованность читателей на вопросцы экономии электроэнергии. Экономия на освещении может сочинять львиную долю экономии. На нынешний причина самыми действенными источниками света приходят газоразрядные ламы (металлогалогеновые, натриевые густого и высочайшего давления). У натриевых ламп густого давления световая отдача сочиняет до 200 люменов на ватт, в то период как у лампочек в итоге 6-25 люменов на ватт. Теснее вплотную к газоразрядным лампам приблизились светодиоды — отдача у лучших образчиков сочиняет теснее 140 люменов на ватт, при всем этом долговечность в 100 000 часов и наиболее дозволяет в неких вариантах пренебречь относительно высочайшей ценой. Даже простые малогабаритные ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ЛАМПЫ (их нарекают энергосберегающими) разрешают в 4-5 разов уменьшить расход энергии на освещение, а современные эталоны с моментальным зажиганием и небольшими габаритами способны полностью заменить простые лампочки в быту, не считая этого срок занятия таковых ламп сочиняет 5000-12 000 часов, а у лампочек чуть 500-1000 часов. Даже там, где определены трубчатые люминесцентные лампы — в кабинетах, магазинах и т.д., можнож уменьшить издержки энергии на освещение в 2,5 однажды, заменив электромагнитные пуско-регулирующие аппараты на современные электронные, в каком-нибудь большом торгашеском центре экономия может добиться сотен киловатт.

Иное направление для экономии электроэнергии — это климатизация (остывание и отопление) и подготовка горячей воды. Что на нынешний причина употребляется для кондиционирования? — кондюки с KOP (koefficient of perfomance) не наиболее 3 (т.е. каждый истраченный киловатт в час электроэнергии доставляет нам не наиболее 3 кВтчасов мороза либо тепла), в то период как во целым мире издавна теснее употребляются кондюки с KOP 6,5-7,0, и тратят на те же цели в 2,5 однажды младше энергии. Очередной отопительный устройство идеально не употребляется у нас для цельнее отопления, остывания и получения горячей воды — это тепловой насос, желая еще в русские поры этакое оборудование в нашей стране производилось и употреблялось для отопления промышленных цехов. KOP этакого теплового насоса сочинял не наиболее 3, но и то это сопоставимо с кондюками, тот или иной сегодняшний день устанавляваются в Рф. Современные термо насосы располагают KOP, одинаковый 5-5,5. Ежели тепловой насос объединить с солнечным коллектором, а так обыкновенно делается, мы заработаем в зимний период отопление и горячую воду, летом — остывание и горячую воду, при всем этом издержки электроэнергии будут достаточно незначимыми, к примеру, на дом 200 мтр² с 4 жителями в год будет истрачено на отопление, остывание и горячую воду примерно 5000-7000 кВтчасов электроэнергии, некие тратят этакое численность энергии в месяц, употребляя обычный электрокотел. Употребление теплового насоса дозволяет потребителю по свойскому усмотрению регулировать температуру в помещении, снижать ее в зимний период либо увеличивать в летнюю пору, в факторы своего неимения, чтоб понизить издержки на электроэнергию, не ожидать начала отопительного сезона, не зависеть от ежегодных отключений горячей воды.

Этаким образом, можнож сделать решение, что употребление современного сверхтехнологичного оборудования для электроснабжения и кондиционирования доставляет не лишь высококачественное снабжение необходимыми энергоресурсами, но и определенную ступень независимости от показной ситуации и всякого рода распределителей энергии. Возникает преимущественно способностей для личного строительных работ в симпатичных участках, там, где затруднено получение либо вообщем отсутствует электричество. Употребление инверторных налаженности для повышения выделенной мощности дозволяет решать, казалось бы, неразрешимые задачки в городке и пригородных участках широкого домостроительства, при всем этом не увеличивая, а с учетом мероприятий по экономии и уменьшая нагрузку на сеть. Запасение энергии в ночное период не лишь улучшает характеристики перегрузки на генераторы электростанций, но и дозволяет в неких вариантах экономить — ночные тарифы обыкновенно в 4 однажды дешевле, запасаем энергию ночкой, а расходуем иной раз желаем, оплата пусть в 3 однажды, но младше. Второй вопросец, что для воплощения схожих деяний необходимо достаточно драгоценное оборудование, но все надо считать, а дешевеньких ресурсов теснее не будет.

П. МИХАЛЕВ.