Как получают электричество от солнечных батарей

Глобальное изменение климата Земли происходит не только из-за работы промышленных предприятий, выбрасывающих в атмосферу миллионы тонн различных вредных веществ. Все эти предприятия требуют в огромных количествах электрическую энергию, производство которой наращивается с каждым годом, причем не всегда это наращивание производится способами, безвредными для окружающей среды.

Строительство гидроэлектростанций нарушает водный баланс региона, появление новых водохранилищ приводит к возникновению непредсказуемых и необратимых последствий для геологического строения громадных площадей земной коры, нарушается природная экосистема.

Атомные электростанции – постоянный потенциальный источник опасного радиоактивного заражения окружающей среды. Достаточно вспомнить Чернобыльскую АЭС и Фукушиму. Приливные электростанции – это весьма дорогостоящие объекты, которые так же, как и гидроэлектростанции, нарушают природную экосистему и водный баланс региона. Ветровые электростанции своими ветросиловыми установками радикально изменяют направление воздушных потоков местности, в которой они установлены, что также ведет к необратимым изменениям экологической системы в этом регионе.

И только электростанции, использующие солнечную энергию, практически безупречны с точки зрения экологии. Не нарушая никаких глобальных параметров, эти электростанции успешно эксплуатируются в различных точках нашей планеты. Солнечные электростанции могут производить электричество различными способами.

Модульный принцип построения позволяет сооружать солнечные электростанции различной мощности. Есть гигантские, с генерируемой мощностью в сотни мегаватт, а есть индивидуальные энергетические установки с выходной мощностью в несколько десятков ватт. И если крупные электростанции обеспечивают энергоснабжение целых городов, крупных промышленных предприятий, то индивидуальные установки снабжают автономным электричеством небольшие дома, дачи, подсобные хозяйства.

Глобальное изменение климата Земли происходит не только из-за работы промышленных предприятий, выбрасывающих в атмосферу миллионы тонн различных вредных веществ. Все эти предприятия требуют в огромных количествах электрическую энергию, производство которой наращивается с каждым годом, причем не всегда это наращивание производится способами, безвредными для окружающей среды.

Строительство гидроэлектростанций нарушает водный баланс региона, появление новых водохранилищ приводит к возникновению непредсказуемых и необратимых последствий для геологического строения громадных площадей земной коры, нарушается природная экосистема.

Атомные электростанции – постоянный потенциальный источник опасного радиоактивного заражения окружающей среды. Достаточно вспомнить Чернобыльскую АЭС и Фукушиму. Приливные электростанции – это весьма дорогостоящие объекты, которые так же, как и гидроэлектростанции, нарушают природную экосистему и водный баланс региона. Ветровые электростанции своими ветросиловыми установками радикально изменяют направление воздушных потоков местности, в которой они установлены, что также ведет к необратимым изменениям экологической системы в этом регионе.

И только электростанции, использующие солнечную энергию, практически безупречны с точки зрения экологии. Не нарушая никаких глобальных параметров, эти электростанции успешно эксплуатируются в различных точках нашей планеты. Солнечные электростанции могут производить электричество различными способами.

Модульный принцип построения позволяет сооружать солнечные электростанции различной мощности. Есть гигантские, с генерируемой мощностью в сотни мегаватт, а есть индивидуальные энергетические установки с выходной мощностью в несколько десятков ватт. И если крупные электростанции обеспечивают энергоснабжение целых городов, крупных промышленных предприятий, то индивидуальные установки снабжают автономным электричеством небольшие дома, дачи, подсобные хозяйства.

Промышленные фотоэлектрические установки

Сооружение таких промышленных установок, которые преобразуют в электричество солнечную энергию, экономически оправдано в местностях, где солнце светит практически круглогодично. Одним из таких мест является Африка. В 2009 году был основан консорциум по реализации амбициозного проекта – Desertec Industrial Initiative. По этому проекту на территории Туниса в пустыне Сахара должна быть сооружена сеть солнечных электростанций суммарной мощностью 100 гигаватт. Энергия, вырабатываемая с помощью солнечных батарей должна передаваться в Европу через Средиземное море по кабелям сверхвысокого напряжения и обеспечить 15% потребностей Европы в электричестве.

Строительство в рамках проекта Desertec Industrial Initiative

В конце ноября 2014 года в Калифорнии была запущена на полную мощность крупнейшая в мире электростанция Topaz на фотоэлементах. В ее составе 9 миллионов солнечных батарей, которые расположены на площади почти 10 квадратных километров.

Мощность этой электростанции составила 550 мегаватт, что достаточно для обеспечения электричеством более 150 тысяч жилых домов. Но первенство свое эта электростанция удерживала недолго. В 2015 году на максимальную проектную мощность 580 мегаватт вышла электростанция Solar Star. В этом же году заработала на полную мощность – 550 мегаватт – еще одна электростанция Desert Sunlight. Все эти электростанции находятся в Калифорнии.

Topaz

Desert Sunlight

Европейские масштабы поскромнее калифорнийских. Да и дней солнечных здесь поменьше. Тем не менее, энергетики стараются использовать любую возможность, чтобы поставить на службу даровую энергию солнца. В Швейцарии между кантонами Санкт-Галлен и Гларус расположено изумительное по красоте озеро Валензее. Некоторые склоны гор представляли собой голые скалы.

И вот один из таких склонов решили использовать под строительство гелиевой электростанции. Был даже проведен конкурс на лучший дизайн склона, который должен быть украшен узором из солнечных батарей. И вот горный склон берега Валензее украсился солнечными панелями. Конечно, мощность этой электростанции не велика, но, тем не менее, городок Везен, расположенный на берегу этого озера, стал потреблять значительно меньше электричества из общей сети.

Солнечная электростанция на озере Валензее (Швейцария)

В России в декабре 2014 года на Алтае, в селе Кош-Агач, запустили солнечную электростанцию мощностью в 5 мегаватт. Учитывая специфику этого региона, а так же то, что Алтайский край всегда был энергодефицитным, это событие стало знаковым. Тем более, что это была первая и достаточно мощная для Алтайского края установка. Проблемы электроснабжения для отдаленных районов Сибири и Дальнего Востока всегда были достаточно острыми.

Солнечная электростанция в Алтайском крае

И вот строительство таких, пусть не очень мощных, по мировым меркам, гелиевых установок в какой-то степени эти проблемы помогает решить. Так, в июне 2015 года в поселке Батагай, что в Якутии, запустили солнечную электростанцию. Суммарная мощность ее солнечных батарей составляет 1 мегаватт. Этого достаточно, чтобы обеспечивать поселок электричеством. В дальнейшем планируется увеличить ее мощность в 4 раза. И тогда энергию можно будет накапливать, что позволит круглогодично обеспечивать поселок электричеством.

Солнечная электростанция Батагай в Якутии

Индивидуальные фотоэлектрические установки

Для обеспечения дома, дачи, небольшого подсобного хозяйства большие мощности не требуются. Здесь вполне можно обойтись мощностью в несколько киловатт.

Стандартный набор такой установки – солнечная батарея, аккумулятор, инвертор, контроллер заряда. Фирма Bosch выпустила сейчас гибридное устройство ВРТ-S 5, которое объединяет в себе инвертор, контроллер заряда, вмещает в себя комплект из шести литий-ионных аккумуляторов общей емкостью 13.2 кВт/ч.

Кроме того, устройство управления регулирует потоки электроэнергии в зависимости от времени суток и нагрузок в сети. Такая установка обеспечивает электроснабжение коттеджа общей площадью до 200 квадратных метров, со всеми бытовыми электроприборами.

По мере накопления электроэнергии излишки ее могут отдаваться в общую электрическую сеть. В случае же недостатка собственных запасов недостающая энергия может браться из общей сети.

Утро. Получаемая энергия распределяется по дому и заряжает аккумуляторы

День. Аккумуляторы полностью заряжены. Избыток отдается в сеть

Вечер. Накопленная за день энергия расходуется для домашних нужд

Ночь. При нехватке накопленной энергии подключается общая сеть

В качестве солнечных батарей могут быть использованы как обычные кремниевые монокристаллические панели, так и панели, выполненные по технологии «Глаз мотылька», что значительно повышает их мощность.

Солнечная энергетика все больше входит в нашу жизнь. Включая свет, телевизор, утюг, мало кто задумывается над тем, откуда пришло в дом электричество. Но стоит иногда подумать о том, что огромные мощности сейчас вырабатываются экологически чистым способом от энергии солнца, позволяя уменьшить тот вред, который наносит человек природе.