ТИПЫ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ, ИХ ЭФФЕКТИВНОСТЬ, ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ

В последние годы фотоэлектрические технологии развивались быстрыми темпами. Многие субъекты – предприятия, домохозяйства, города признали экологическую и экономическую необходимость в применении альтернативных ресурсов и получили от этого прибыль. В зависимости от применяемой технологии, конструкции и предназначения применяются разные типы солнечных электростанций. Рассмотрим самые распространенные из них.

Содержание статьи:

• • • Технологии использования солнечной энергии
    • Типы фотоэлектрических станций
    • Типы станций, использующих концентрированную технологию
    • Эффективность фотоэлектрической системы
    • Преимущества и недостатки солнечных электростанций

Технологии использования солнечной энергии

Существует три основных технологии использования энергии солнца:

1. Фотоэлектрическая. Солнечные панели прямо преобразуют излучение солнца в электричество путем фотоэлектрического эффекта. 
2. Солнечный коллектор. Эта технология использует тепловую энергию солнца для нагрева жидкого или газообразного теплоносителя с последующим использованием для отопления и горячего водоснабжения.
3. Концентрированная технология. Применяется для концентрации света на приемнике с помощью линз или зеркал. Полученный таким образом пар приводит в движение турбину для производства электроэнергии. 

Все три технологии эффективно применяются для различных целей.

Типы фотоэлектрических станций

Станции, работающие на принципе фотоэффекта, бывают трех основных видов:

1. Автономные СЭС. Применяются для бесперебойного круглосуточного обеспечения энергией отдельных объектов в изолированных системах при отсутствии или ненадежной сети. Наличие аккумулятора позволяет питать приборы ночью и при длительных перебоях электроснабжения. При разрядке АКБ электроснабжение обеспечивается от сети, а в случае изолированной системы — от другого альтернативного источника. Ввиду относительно высокой стоимости, устанавливаются, как правило, при удаленном расположении от электросетей.
2. Сетевые солнечные станции. Применяется в основном как коммерческий проект для заработка по "зеленому" тарифу. Для владельцев частных домохозяйств их мощность ограничивается до 30 кВт, юридическими лицами — без ограничения. Технологически для работы сетевой СЭС необходимо подключение к общей электросети. В системе отсутствует АКБ, вся выработанная э/э идет на питание собственной нагрузки, а избыток продается государству по "зеленому" тарифу. 
3. Гибридная солнечная электростанция — сочетает в себе функции как автономной, так и сетевой. Такие станции еще называют резервными, поскольку обеспечивают надежное резервирование объектов, которые сталкиваются с частыми перебоями энергоснабжения. Благодаря наличию аккумуляторной батареи и возможности программировать режимы, гибридная солнечная станция обеспечивает наиболее оптимальное управление энергией. Ночью нагрузка может питаться от АКБ или сети. Днем, при избыточной генерации, излишки можно направлять в энергосистему по повышенному тарифу.

В настоящее время популярным вариантом являются портативные СЭС. Они компактные, легкие — их можно взять с собой в машину, нести как рюкзак, сумку. Преимуществом является мобильность и автономность, недостатком — небольшая мощность.

Типы станций, использующих концентрированную технологию

Конструктивно электростанции с концентрированной технологией делятся на типы: 

1. Башенная СЭС. Резервуар с водой устанавливается на башне высотой до двадцати метров в центре расположенных по кругу гелиостатов. Солнечный трекер обеспечивает оптимальный угол наклона зеркал к свету. В яркий день температура в приемнике может достигать несколько сотен градусов. Вырабатываемый пар используется для вращения стандартных турбин, превращая свет в электричество. 
2. Электростанции тарельчатого и параболического типа. По принципу действия они похожи с предыдущей, однако отличаются конструкцией — приемник и отражатель представляют собой единый блок. В тарельчатых ЭС отражатель состоит из зеркал по форме напоминающих тарелки, а параболический отражатель представляет собой длинное параболоцилиндрическое зеркало. 

Комбинированные СЭС объединяют в себе несколько технологий — в одной системе возможна установка концентраторов и фотомодулей. Например, для производства электричества и получения горячего водоснабжения. 

Эффективность фотоэлектрической системы

Эффективность ФЭС характеризует какое количество энергии солнца будет преобразовано в электричество. Средний КПД фотоэлектрических батарей по отрасли находится в пределах 19%. В первую очередь этот показатель зависит от их типа — монокристаллические батареи обеспечивают КПД 21-23%, поликристаллические — 18-19%. 

Эффективность зависит от нескольких факторов:

• технологии и материалы, применяемые при производстве;

• интенсивность излучения солнца в соответствии с картой инсоляции регионов;
• ориентация фотоэлектрического массива относительно сторон света;
• выбор места и способа монтажа;
• температура окружающей среды;
• потери в оборудовании и кабелях;
• старение (деградация) в процессе работы.

Что касается эффективности всей системы — высокий КПД также должны иметь инверторы. 

Преимущества и недостатки солнечных электростанций

Все типы СЭС обеспечивают главное преимущество — они производят электрическую энергию из доступного и экологичного источника.

Преимущества солнечных электростанций:

• снижение зависимости от ископаемых источников;
• низкие эксплуатационные расходы— в отличие от ископаемых ресурсов, фотовольтаические системы практически не нуждаются в обслуживании; 
• снижение расходов на потребление электроэнергии из коммунальной сети;
• автономные солнечные электростанции для дома обеспечивают надежное электроснабжение там, где централизованной электросети нет;
• резервирование — бесперебойная подача электричества во время аварий или ремонтов сети;  
• сетевая солнечная станция для дома обеспечивает собственное потребление и дает возможность заработать деньги на "зеленом" тарифе.

К недостаткам можно отнести высокие первоначальные финансовые вложения, наличие подходящего места и зависимость от времени года — зимой генерация снижается из-за короткого светового дня.

Установка СЭС — это экономически выгодная инвестиция. Льготы, низкая стоимость обслуживания и долговечность  обеспечивают относительно быструю их окупаемость. Выбрать и заказать наиболее эффективную электростанцию можно на сайте Solar Garden.