Гибридные солнечные электростанции что это
Перейти к содержимому

Гибридные солнечные электростанции что это

Гибридные солнечные электростанции

Надежное и бесперебойное электроснабжение, использование бесплатной и чистой энергии солнца, экономия на счетах за электроэнергию — это реальность! Гибридная солнечная станция – комплексное решение всех вопросов электроснабжения загородного дома.

Если ваш загородный дом подсоединен к электросети, которая работает без сбоев, стоимость электроэнергии невысока, то вы никогда не подумаете что-то менять в своей системе электроснабжения. Но если электричество не проведено к месту вашего проживания, электрическая сеть постоянно прерывается или стоимость электроэнергии высокая, то сразу же возникает желание решить эти задачи. Для этого есть много технических возможностей, обычно устанавливают дизельный генератор или ИБП. Но самым выгодным решением является установка солнечной электростанции, которая комплексно решает все эти задачи.

Установка солнечной электростанции обеспечивает вам ряд преимуществ:

1. Выработка и экологически чистой энергии;

2. Экономия на оплате счетов за электроэнергию на 70-80%;

3. Работает как автономная станция если вас еще не подключили к внешней сети;

4. Работает как ИБП – питает ваш дом во время отключений электроэнергии;

5. «Зеленый тариф Ready!» — продажа излишков в городскую сеть после принятия закона о зеленом тарифе;

6. При использовании литиевых АКБ, в весенне-летний период можно вообще не потреблять энергию от внешней сети.

Недостатки, которые надо учитывать :

1. Необходимость иметь место, подходящее для установки солнечных батарей;

2. Дороговизна первоначальной стоимости.

Солнечные электростанции

Надо понимать, что солнечные электростанции сильно различаются в зависимости от целей использования. При отсутствии внешней сети используют автономные солнечные станции с аккумуляторами. Если есть стабильная внешняя сеть, но при этом стоимость электроэнергии высока, то для ее экономии ставят сетевые солнечные электростанции. Если внешняя сеть нестабильна и часто отключается, то устанавливаются стандартные ИБП. А вот гибридные солнечные электростанции спроектированы так, чтобы решить все эти вопросы комплексно.

Если у вас нет внешней сети, то гибридная станция собирает энергия от солнечных батарей, накапливает их в блоке аккумуляторов и расходует эту энергию по мере потребности ваших электроприборов. Если есть стабильная внешняя, то гибридная станция питает от солнечной энергии всех ваших потребителей. В случае, если солнечной энергии недостаточно, то система добавляет энергию от внешней сети. Когда солнечной энергии нет (ночь или пасмурное небо) и произошло отключение внешней электросети, то гибридная станция работает как обычный ИБП и питает важные потребители энергией, запасенной в аккумуляторах.

Конечно, у гибридной электростанции есть минус – она немного дороже, чем обычный ИБП, обычная автономная или сетевая станция, т.к. в ней есть все возможные компоненты. Она включает в себя солнечные батареи, которых нет в обычном ИБП. Гибридный инвертор дороже обычного автономного инвертора. Кроме того, в сетевой станции нет блока аккумуляторов.

Гибридные солнечные электростанции

Зачем же тогда нужны гибридные станции? Есть две ситуации, когда надо ставить гибридную станцию:

Во-первых, представим себе ситуацию: подведенная к вашему дому сеть нестабильна и отключения не редки. Наиболее оптимальное решение — это установка ИБП (об этом можете прочесть в статье ИБП против бензиновых или дизельных генераторов). Вы покупаете относительно дорогое оборудование, которое большую часть времени стоит в режиме ожидания отключения сети. Немного доплатив, вы можете использовать его для получения энергии от солнца и начать экономить на счетах за электроэнергию.

Вторая ситуация связана с дизельными или бензиновыми генератором. Стоимость энергии, получаемой от дизельных или бензиновых генераторов, самая высокая для всех автономных систем. А с учетом периодического обслуживания, заменой масел и фильтров, а также доставкой самого топлива, его реальная конечная стоимость еще больше. Гибридная солнечная станция решает проблему уменьшения потребления топлива и общего времени работы генератора. Когда нагрузка достаточно велика, она замещает электроэнергию от генератора на энергию от солнца, т. о. уменьшается количество потребленных литров топлива. А когда нагрузка небольшая, то генератор можно просто остановить и вся потребленная электроэнергия будет поступать от солнечных батарей.

Конкретное решение:

В чем же смысл именно сейчас установить инвертор Bineos HV4K? Это выгодно по ряду причин:

1. Стоимость гибридного инвертора ниже, чем стоимость общая стоимость обычного инвертора для ИБП и сетевого инвертора. Например, на момент написания статьи цена батарейного инвертора 5кВт / 48В равно 49080р, стоимость самого дешевого сетевого инвертора SOFAR 4000TLM равна 59620р, а стоимость гибридного инвертора Bineos HV4K – выгода составляет 29040 рублей!

2. Пока не принят закон о зеленой тарифе, запрещено передавать энергию в сеть. В случае, если вы будете поставлять энергию от солнечной станции в сеть сейчас, это может повлечь серьезный штраф, более того, ваш счетчик будет считать будто всю эту энергию вы потребили, а не отдали. Поэтому на данный момент нет смысла ставить большие солнечные станции для экономии энергии. На момент написания статьи, самый маленький сетевой инвертор с функцией неотдачи в сеть это SOFAR 1100TL мощностью 1100 Вт, который стоит 30тр. Если доплатить эти же деньги за гибридный инвертор Bineos HV4K, то вы получите станцию на 4000 Вт мощности солнечных батарей. Это реальная экономия!

3. Если вы решили попробовать использовать солнечную энергию для экономии, то вы можете купить маломощный инвертор и установить 3-4 солнечных батарей. При этом потом, после выхода закона о зеленом тарифе, вам надо будет заново покупать более мощный инвертор. Или сразу купить и смонтировать как минимум 10-12 солнечных батарей мощностью и смириться с тем, что большая часть энергии от солнечных батарей не будет использоваться, пока закон о зеленом тарифе не вступит в силу. На гибридный инвертор Bineos HV4K можно установить массив солнечных батарей мощностью от 750 до 4000 Вт. Уже сейчас вы может поставить 3 солнечных батареи и начать реально экономить на счетах за электроэнергию.

4. Еще одно немаловажное преимущество гибридного инвертора Bineos HV4K состоит в том, что если отключение внешней сети произошло на более долгий срок, чем запасено в вашем блоке аккумуляторов, то вы сможете продлить время резерва на большее время, чем без него. А если на улице будет солнечная погода, то вы не заметите что отключался свет даже если его не будет месяц!

Какой бы вариант вы не выбрали, установив гибридную солнечную электростанцию, Вы получите на длительный срок надежное, бесперебойное электроснабжение, а также экономию на счетах за электроэнергию используя бесплатную и чистую энергию солнца – практически все время.

Автономная, сетевая или гибридная СЭС: отличия, преимущества и недостатки

Система солнечный панелей

Альтернативные источники энергии, особенно солнечная — отличный способ стать энергонезависимыми. Но получение настоящей свободы требует тщательного исследования и правильных расчетов. Давайте выясним, какая солнечная электростанция эффективнее и что следует учесть, покупая ее для дома.

Солнечные электростанции имеют широкое распространение и первостепенное значение для экономик многих стран мира. В России этот рынок только развивается. На сегодня функционируют солнечные электростанции трех типов:

1. Автономные.
2. Сетевые.
3. Гибридные.

Автономные солнечные электростанции

Автономные СЭС предназначены для полностью автономного питания объектов при отсутствии электроснабжения от сети. В состав автономной системы электроснабжения входят:

• инвертор;
• аккумулятор для заряда;
• солнечная панель;
• контроллер;
• фурнитура для электрооборудования и тому подобное.

Автономные солнечные электростанции — это отличное решение, если вам нужно обеспечить полноценное функционирование:

• удаленной дачи;
• небольшого загородного домика;
• кемпинга или зоны отдыха;
• фермы или иного сельскохозяйственного объекта.

Преимущества автономных солнечных электростанций:

• чистая и безопасная электроэнергия;
• полная независимость от центрального электроснабжения;
• быстро монтируются и простые в использовании;
• позволяют контролировать необходимый уровень потребления электроэнергии.

Недостатки автономных солнечных электростанций:

• не подходят для тех, кто планирует воспользоваться преимуществами «зеленого тарифа»;
• комплектуются аккумуляторными батареями, которые требуют периодической замены и значительно увеличивают стоимость СЭС;
• ограниченный ресурс (при уменьшении солнечной активности);
• требуют аварийного источника питания;
• высокая стоимость оборудования СЭС.

Существует много моделей автономных СЭС для дома, в зависимости от мощности и функциональных возможностей.

Сетевые солнечные электростанции

Сетевая солнечная электростанция способна не только обеспечить домашнее хозяйство необходимой электроэнергией, но и использовать ее для «зеленого тарифа». Сетевая СЭС выгодное с точки зрения срока окупаемости. В комплект сетевой солнечной электростанции входят:

• инвертор сетевой;
• солнечные панели;
• фурнитура для крепления электрооборудования и тому подобное.

Преимущества сетевой солнечной электростанции:

• экологичность системы;
• относительно простое техническое обслуживание;
• бесшумная работа;
• возможность работать по «зеленому» тарифу, получая фиксированную плату за продажу электроэнергии государству.

Недостатки сетевой СЭС:

• высокая стоимость оборудования;
• изменчивость используемых энергоресурсов из-за сезонности и других факторов;
• требует периодической чистки: в летний период от пыли, а в зимний — от снега.

Гибридные солнечные электростанции

Гибридная солнечная электростанция сочетает в себе отдельные аспекты сетевой и автономной СЭС. В комплект входят:

• инвертор гибридный;
• аккумуляторы (батареи)
• фурнитура для крепления электрооборудования и автоматика;
• солнечные панели для крепления на крыше или в другом месте.

Гибридные СЭС работают на объектах, где есть доступ к сети, в качестве резервного источника питания. Гибридные солнечные электростанции актуальны для использования в больницах, отдельных предприятиях коммунальной отрасли или даже бюджетных учреждений. Такая станция может быть как резервным источником питания, так и приносить дополнительные поступления от избытка энергии. Средний срок окупаемости 4-6 лет.

Преимущества гибридных СЭС:

• позволяют изменять настройки в соответствии с потребностями пользователей;
• не изменяет качественных показателей при отсутствии сети или солнца;
• позволяют генерировать электричество от различных источников.

Недостатки гибридных СЭС:

• высокая стоимость оборудования;
• значительно больший срок окупаемости;
• требуют дополнительного технического обслуживания.

В последние годы наблюдается тенденция к увеличению использования солнечной энергии, как для частных, так и для корпоративных целей. Покупая готовые солнечные электростанции для дома, важно правильно рассчитать потребляемую мощность. Для анализа расходов по частным домом можно воспользоваться показаниям счетчика, включая сезонные колебания затрат энергии.

Солнечная электростанция на дом 200 м2 своими руками

Частенько в сети проскакивают сообщения о борьбе за экологию, развитие альтернативных источников энергии. Иногда даже проводят репортажи о том, как в заброшенной деревне сделали солнечную электростанцию, чтобы местные жители могли пользоваться благами цивилизации не 2-3 часа в сутки, пока работает генератор, а постоянно. Но это всё как-то далеко от нашей жизни, поэтому я решил на своем примере показать и рассказать, как устроена и как работает солнечная электростанция для частного дома. Расскажу обо всех этапах: от идеи до включения всех приборов, а также поделюсь опытом эксплуатации. Статья получится немаленькая, поэтому кто не любит много букв могут посмотреть ролик. Там я постарался рассказать то же самое, но будет видно, как я все это сам собираю.

Исходные данные: частный дом площадью около 200 м2 подключен к электросетям. Трехфазный ввод, суммарной мощностью 15 кВт. В доме стандартный набор электроприборов: холодильник, телевизоры, компьютеры, стиральные и посудомоечные машинки и так далее. Стабильностью электросеть не отличается: зафиксированный мною рекорд — отключение 6 дней подряд на период от 2 до 8 часов.

Что хочется получить: забыть о перебоях электроэнергии и пользоваться электричеством, невзирая ни на что.

Какие могут быть бонусы: Максимально использовать энергию солнца, чтобы дом приоритетно питался солнечной энергией, а недостаток добирал из сети. Как бонус, после принятия закона о продаже частными лицами электроэнергии в сеть, начать компенсировать часть своих затрат, продавая излишки выработки в общую электросеть.

С чего начать?

Всегда есть минимум два пути для решения любой задачи: учиться самому или поручить решение задачи кому-то другому. Первый вариант предполагает изучение теоретических материалов, чтение форумов, общение с владельцами солнечных электростанций, борьбу с внутренне жабой и, наконец, покупку оборудования, а после — установку. Второй вариант: позвонить в специализированную фирму, где зададут много вопросов, подберут и продадут нужное оборудование, а могут и установить за отдельные деньги. Я решил совместить эти два способа. Отчасти потому что мне это интересно, а отчасти для того, чтобы не напороться на продавцов, которым надо просто заработать, продав не совсем то, что мне нужно. Теперь пришло время теории, чтобы понять, как я делал выбор.

На фото пример «освоения» денег на строительство солнечной электростанции. Обратите внимание, солнечные панели установлены ЗА деревом – таким образом, свет на них не попадает, и они просто не работают.

Типы солнечных электростанций

Сразу отмечу, что говорить я буду не о промышленных решениях и не о сверхмощных системах, а об обычной потребительской солнечной электростанции для небольшого дома. Я не олигарх, чтобы разбрасываться деньгами, но я придерживаюсь принципа достаточной разумности. То есть я не хочу греть бассейн «солнечным» электричеством или заряжать электромобиль, которого у меня нет, но я хочу, чтобы в моем доме все приборы постоянно работали, без оглядки на электросети.

Теперь расскажу про типы солнечных электростанций для частного дома. По большому счету, их всего три, но бывают вариации. Расположу, по росту стоимости каждой системы.

Сетевая Солнечная Электростанция — этот тип электростанции сочетает в себе невысокую стоимость и максимальную простоту эксплуатации. Состоит всего из двух элементов: солнечных панелей и сетевого инвертора. Электричество от солнечных панелей напрямую преобразуется в 220В/380В в доме и потребляется домашними энергосистемами. Но есть существенный недостаток: для работы ССЭ необходима опорная сеть. В случае отключения внешней электросети, солнечные батареи превратятся в «тыкву» и перестанут выдавать электричество, так как для функционирования сетевого инвертора нужна опорная сеть, то есть само наличие электричества. Кроме того, со сложившейся инфраструктурой электросети, работа сетевого инвертора не очень выгодна. Пример: у вас солнечная электростанция на 3 кВт, а дом потребляет 1 кВт. Излишки будут «перетекать» в сеть, а обычные счетчики считают энергию «по модулю», то есть отданную в сеть энергию счетчик посчитает, как потребленную, и за нее еще придется заплатить. Тут логично подходит вопрос: куда девать лишнюю энергию и как этого избежать? Переходим ко второму типу солнечных электростанций.

Гибридная Солнечная Электростанция – этот тип электростанции сочетает в себе достоинства сетевой и автономной электростанции. Состоит из 4 элементов: солнечные панели, солнечный контроллер, аккумуляторы и гибридный инвертор. Основа всего – это гибридный инвертор, который способен в потребляемую от внешней сети энергии подмешивать энергию, выработанную солнечными панелями. Более того, хорошие инверторы имеют возможность настройки приоритезации потребляемой энергии. В идеале, дом должен потреблять сначала энергию от солнечных панелей и только при ее недостатке, добирать из внешней сети. В случае исчезновения внешней сети инвертор переходит в автономную работу и пользуется энергией от солнечных панелей и энергией, запасенной в аккумуляторах. Таким образом, даже если электроэнергию отключат на продолжительное время и будет пасмурный день (или электричество отключат ночью), в доме всё будет функционировать. Но что делать, если электричества нет вообще, а жить как-то надо? Тут я перехожу к третьему типу электростанции.

Автономная Солнечная Электростанция – этот тип электростанции позволяет жить полностью независимо от внешних электросетей. Она может включать в себя больше 4 стандартных элементов: солнечные панели, солнечный контроллер, АКБ, инвертор.

Дополнительно к этому, а иногда вместо солнечных панелей, может быть установлена ГидроЭлектроСтанция малой мощности, ветряная электростанция, генератор (дизельный, газовый или бензиновый). Как правило, на таких объектах присутствует генератор, поскольку может не быть солнца и ветра, а запас энергии в аккумуляторах не бесконечен – в этом случае генератор запускается и обеспечивает энергией весь объект, попутно заряжая АКБ. Такая электростанция легко трансформируется в гибридную, при подключении внешней электросети, если инвертор обладает этими функциями. Основное отличие автономного инвертора от гибридного – это то, что он не умеет подмешивать энергию от солнечных панелей к энергии из внешней сети. При этом гибридный инвертор, наоборот, умеет работать в качестве автономного, если внешняя сеть будет отключена. Как правило, гибридные инверторы соразмерны по цене с полностью автономными, а если и отличаются, то несущественно.

Что такое солнечный контроллер?

Во всех типах солнечных электростанций присутствует солнечный контроллер. Даже в сетевой солнечной электростанции он есть, просто входит в состав сетевого инвертора. Да и многие гибридные инверторы выпускаются с солнечными контроллерами на борту. Что же это такое и для чего он нужен? Буду говорить о гибридной и автономной солнечной электростанции, поскольку это как раз мой случай, а с устройством сетевого инвертора могу ознакомить детальнее в комментариях, если будут запросы в комментариях.

Солнечный контроллер – это устройство, которое полученную от солнечных панелей энергию преобразует в перевариваемую инвертором энергию. Например, солнечные панели изготавливаются с напряжением кратно 12В. И АКБ изготавливаются кратно 12В, так уж повелось. Простые системы на 1-2 кВт мощности работают от 12В. Производительные системы на 2-3 кВт уже функционируют от 24В, а мощные системы на 4-5 кВт и более работают на 48В. Сейчас я буду рассматривать только «домашние» системы, потому что знаю, что есть инверторы, работающие на напряжениях в несколько сотен вольт, но для дома это уже опасно.

Итак, допустим у нас есть система на 48В и солнечные панели на 36В (панель собрана кратно 3х12В). Как получить искомые 48В для работы инвертора? Конечно, к инвертору подключаются АКБ на 48В, а к этим аккумуляторам подключается солнечный контроллер с одной стороны и солнечные панели с другой. Солнечные панели собираются на заведомо большее напряжение, чтобы суметь зарядить АКБ. Солнечный контроллер, получая заведомо большее напряжение с солнечных панелей, трансформирует это напряжение до нужной величины и передает в АКБ. Это упрощенно. Есть контроллеры, которые могут со 150-200 В от солнечных панелей понижать до 12 В аккумуляторов, но тут протекают очень большие токи и контроллер работает с худшим КПД. Идеальный случай, когда напряжение с солнечных панелей вдвое больше напряжения на АКБ.

Солнечных контроллеров существует два типа: PWM (ШИМ – Широтно-Импульсная Модуляция) и MPPT (Maximum Power Point Tracking – отслеживание точки максимальной мощности). Принципиальная разница между ними в том, что ШИМ-контроллер может работать только со сборками панелей, не превышающими напряжения АКБ. MPPT – контроллер может работать с заметным превышением напряжения относительно АКБ. Кроме того, MPPT-контроллеры обладают заметно бОльшим КПД, но и стоят дороже.

Как выбрать солнечные панели?

На первый взгляд, все солнечные панели одинаковы: ячейки солнечных элементов соединены между собой шинками, а на задней стороне есть два провода: плюс и минус. Но есть в этом деле масса нюансов. Солнечные панели бывают из разных элементов: аморфных, поликристаллических, монокристаллических. Я не буду агитировать за тот или иной тип элементов. Скажу просто, что сам предпочитаю монокристаллические солнечные панели. Но и это не всё. Каждая солнечная батарея – это четырехслойный пирог: стекло, прозрачная EVA-пленка, солнечный элемент, герметизирующая пленка. И вот тут каждый этап крайне важен. Стекло подходит не любое, а со специальной фактурой, которое снижает отражение света и преломляет падающий под углом свет таким образом, чтобы элементы были максимально освещены, ведь от количества света зависит количество выработанной энергии. От прозрачности EVA-пленки зависит, сколько энергии попадет на элемент и сколько энергии выработает панель. Если пленка окажется бракованной и со временем помутнеет, то и выработка заметно упадет.

Далее идут сами элементы, и они распределяются по типам, в зависимости от качества: Grade A, B, C, D и далее. Конечно, лучше иметь элементы качества А и хорошую пайку, ведь при плохом контакте, элемент будет греться и быстрее выйдет из строя. Ну и финишная пленка должна также быть качественной и обеспечивать хорошую герметизацию. В случае разгерметизации панелей, очень быстро на элементы попадет влага, начнется коррозия и панель также выйдет из строя.

Как правильно выбрать солнечную панель? Основной производитель для нашей страны – это Китай, хотя на рынке присутствуют и Российские производители. Есть масса OEM-заводов, которые наклеят любой заказанный шильдик и отправят панели заказчику. А есть заводы, которые обеспечивают полный цикл производства и способны проконтролировать качество продукции на всех этапах производства. Как узнать о таких заводах и брендах? Есть пара авторитетных лабораторий, которые проводят независимые испытания солнечных панелей и открыто публикуют результаты этих испытаний. Перед покупкой вы можете вбить название и модель солнечной панели и узнать, насколько солнечная панель соответствует заявленным характеристикам. Первая лаборатория – это Калифорнийская Энергетическая Комиссия, а вторая лаборатория Европейская – TUV. Если производителя панелей в этих списках нет, то стоит задуматься о качестве. Это не значит, что панель плохая. Просто бренд может быть OEM, а завод-производитель выпускает и другие панели. В любом случае, присутствие в списках этих лабораторий уже свидетельствует о том, что вы покупаете солнечные батареи не у производителя-однодневки.

Мой выбор солнечной электростанции

Перед покупкой стоит очертить круг задач, которые ставятся перед солнечной электростанцией, чтобы не заплатить за ненужное и не переплатить за неиспользуемое. Тут я перейду к практике, как и что делал я сам. Для начала, цель и исходные: в деревне периодически отключают электроэнергию на период от получаса до 8 часов. Возможны отключения как раз в месяц, так и подряд несколько дней. Задача: обеспечить дом электроснабжением в круглосуточном режиме с некоторым ограничением потребления на период отключения внешней сети. При этом, основные системы безопасности и жизнеобеспечения должны функционировать, то есть: должны работать насосная станция, система видеонаблюдения и сигнализации, роутер, сервер и вся сетевая инфраструктура, освещение и компьютеры, холодильник. Вторично: телевизоры, развлекательные системы, электроинструмент (газонокосилка, триммер, насос для полива огорода). Можно отключить: бойлер, электрочайник, утюг и прочие греющие и много потребляющие устройства, работа которых сиюминутно не важна. Чайник можно вскипятить на газовой плите, а погладить позже.

Как правило, солнечную электростанцию можно купить в одном месте. Продавцы солнечных панелей также продают всё сопутствующее оборудование, поэтому я начал поиск отталкиваясь от солнечных батарей. Один из солидных брендов – TopRay Solar. О них есть хорошие отзывы и реальный опыт эксплуатации в России, в частности, в Краснодарском крае, где знают толк в солнце. В РФ есть официальный дистрибьютор и дилеры по регионам, на вышеозначенных сайтах с лабораториями для проверки солнечных панелей этот бренд присутствует и далеко не на последних местах, то есть можно брать. Кроме того, фирма-продавец солнечных панелей TopRay, также занимается собственным производством контроллеров и электроники для дорожной инфраструктуры: системы управления трафиком, светодиодные светофоры, мигающие знаки, солнечные контроллеры и прочее. Ради любопытства даже напросился на их производство – вполне технологично и даже есть девушки, которые знают, с какой стороны подходить к паяльнику. Бывает же!

Со своим списком хотелок я обратился к ним и попросил собрать мне пару комплектаций: подороже и подешевле для моего дома. Мне задали ряд уточняющих вопросов насчет резервируемой мощности, наличия потребителей, максимальной и постоянной потребляемой мощности. Последнее вообще оказалось для меня неожиданным: дом в режиме энергосбережения, когда работают только системы видеонаблюдения, охраны, связь с инетом и сетевая инфраструктура, потребляет 300-350 Вт. То есть даже если дома никто не пользуется электричеством, на внутренние нужды уходит до 215 кВт*ч в месяц. Вот тут и задумаешься над проведением энергетического аудита. И начнешь выключать из розеток зарядки, телевизоры и приставки, которые в режиме ожидания потребляют по чуть-чуть, а набегает прилично.
Не буду томить, остановился я на более дешевой системе, так как зачастую до половины суммы за электростанцию может занимать стоимость аккумуляторов. Список оборудования получился следующим:

    – 9 шт
  1. Однофазный Гибридный инвертор на 5 кВт InfiniSolar V-5K-48 – 1 шт
  2. Аккумулятор AGM Парус HML-12-100 – 4 шт

Что даёт солнечная электростанция?

Этот комплект может выдать до 5 кВт мощности в автономном режиме – именно такой мощности я выбрал однофазный инвертор. Если докупить такой же инвертор и модуль сопряжения к нему, то можно нарастить мощность до 5кВт+5кВт=10 кВт на фазу. Или можно сделать трехфазную систему, но я пока довольствуюсь и этим. Инвертор высокочастотный, а потому достаточно легкий (порядка 15 кг) и занимает немного места – легко монтируется на стену. В него уже встроено 2 MPPT-контроллера мощностью 2,5 кВт каждый, то есть я могу добавить еще столько же панелей без покупки дополнительного оборудования.

Солнечных панелей у меня на 2520 Вт по шильдику, но из-за неоптимального угла установки они выдают меньше – максимум я видел 2400 Вт. Оптимальный угол – это перпендикулярно солнцу, что в наших широтах составляет примерно 45 градусов к горизонту. У меня панели установлены под 30 градусов.

Сборка АКБ составляет 100А*ч 48В, то есть запасено 4,8 кВт*ч, но забирать энергию полностью крайне нежелательно, поскольку тогда их ресурс заметно сокращается. Желательно разряжать такие АКБ не более, чем на 50%. Это литий-железофосфатные или литий-титанатные можно заряжать и разряжать глубоко и большими токами, а свинцово-кислотные, будь то жидкостные, гелевые или AGM лучше не насиловать. Итак, у меня есть половина емкости, а это 2,4 кВт*ч, то есть порядка 8 часов в полностью автономном режиме без солнца. Этого хватит на ночь работы всех систем и еще останется половина емкости АКБ на аварийный режим. Утром уже встанет солнце и начнет заряжать АКБ, параллельно обеспечивая дом энергией. То есть дом может функционировать и автономно в таком режиме, если снизить энергопотребление и погода будет хорошей. Для полной автономии можно было бы добавить еще аккумуляторов и генератор. Ведь зимой солнца совсем мало и без генератора будет не обойтись.

Начинаю собирать

Перед покупкой и сборкой необходимо просчитать всю систему, чтобы не ошибиться с расположением всех систем и прокладкой кабелей. От солнечных панелей до инвертора у меня порядка 25-30 метров и я заранее проложил два гибких провода сечением 6 кв.мм, так как по ним будет передаваться напряжение до 100В и ток 25-30А. Такой запас по сечению был выбран, чтобы минимизировать потери на проводе и максимально доставить энергию до приборов. Сами солнечные панели я монтировал на самодельные направляющие из алюминиевых уголков и притягивал их самодельными же креплениями. Чтобы панель не сползала вниз, на алюминиевом уголке напротив каждой панели смотрит вверх пара 30мм болтов, и они являются своеобразным «крючком» для панелей. После монтажа их не видно, но они продолжают нести нагрузку.

Солнечные панели были собраны в три блока по 3 панели в каждом. В блоках панели подключаются последовательно — так напряжение удалось поднять до 115В без нагрузки и снизить ток, а значит можно выбрать провода меньшего сечения. Блоки между собой подключены параллельно специальными коннекторами, обеспечивающими хороший контакт и герметичность соединения – называются MC4. Их же я использовал для подключения проводов к солнечному контроллеру, так как они обеспечивают надежный контакт и быстрое замыкание\размыкание цепи для обслуживания.

Далее переходим к монтажу в доме. АКБ предварительно заряжены «умной» автомобильной зарядкой, чтобы выровнять напряжение и подключены последовательно для обеспечения напряжения 48В. Далее, они подключены к инвертору кабелем с сечением 25 мм кв. Кстати, во время первого подключения АКБ к инвертору будет заметная искра на контактах. Если вы не спутали полярность, то всё нормально – в инверторе установлены довольно емкие конденсаторы и они начинают заряжаться в момент подключения к аккумуляторам. Максимальная мощность инвертора – 5000 Вт, а значит ток, который может проходить по проводу от АКБ будет составлять 100-110А. Выбранного кабеля хватает для безопасной эксплуатации. После подключения АКБ, можно подключать внешнюю сеть и нагрузку дома. К клеммным колодкам цепляются провода: фаза, ноль, заземление. Тут всё просто и наглядно, но если для вас починить розетку небезопасно, то подключение этой системы лучше доверить опытным электромонтажникам. Ну и последним элементом подключаю солнечные панели: тут тоже надо быть внимательным и не перепутать полярность. При мощности в 2,5 кВт и неправильном подключении, солнечный контроллер сгорит моментально. Да что там говорить: при такой мощности, от солнечных панелей можно заниматься сваркой напрямую, без сварочного инвертора. Здоровья это солнечным панелям не добавит, но мощь солнца действительно велика. Так как я дополнительно использую разъемы MC4, перепутать полярность просто невозможно при первоначальном правильном монтаже.

Всё подключено, один щелчок выключателя и инвертор переходит в режим настройки: тут надо выставить тип АКБ, режим работы, зарядные токи и прочее. Для этого есть вполне понятная инструкция и если вы можете справиться с настройкой роутера, то настройка инвертора тоже не будет очень сложной. Надо только знать параметры АКБ и правильно их настроить, чтобы они прослужили как можно дольше. После этого, хм… После этого наступает самое интересное.

Эксплуатация гибридной солнечной электростанции

После запуска солнечной электростанции, я и моя семья пересмотрели многие привычки. Например, если раньше стирка или посудомоечная машина запускались после 23 часов, когда работал ночной тариф в электросетях, то теперь эти энергозатратные работы перенесены на день, потому что стиралка потребляет 500-2100 Вт во время работы, посудомоечная машина потребляет 400-2100 Вт. Почему такой разброс? Потому что насосы и моторы потребляют немного, а вот нагреватели воды крайне прожорливы. Гладить оказалось тоже «выгоднее» и приятнее днем: в комнате гораздо светлее, а энергия солнца полностью покрывает потребление утюга. На скриншоте продемонстрирован график выработки энергии солнечной электростанцией. Хорошо виден утренний пик, когда работала стиральная машинка и потребляла много энергии – эта энергия была выработана солнечными панелями.

Первые дни я по несколько раз подходил к инвертору, взглянуть на экран выработки и потребления. После поставил утилиту на домашний сервер, который в реальном времени отображает режим работы инвертора и все параметры электросети. К примеру, на скриншоте видно, что дом потребляет больше 2 кВт энергии (пункт AC output active power) и вся эта энергия заимствуется от солнечных батарей (пункт PV1 input power). То есть инвертор, работая в гибридном режиме с приоритетом питания от солнца, полностью покрывает энергопотребление приборов за счет солнца. Это ли не счастье? Каждый день в таблице появлялся новый столбик выработки энергии и это не могло не радовать. А когда во всей деревне отключили электричество, я узнал об этом только по писку инвертора, который оповещал о работе в автономном режиме. Для всего дома это означало только одно: живем как прежде, пока соседи ходят за водой с ведрами.

Но есть в наличии дома солнечной электростанции и нюансы:

  1. Я начал замечать, что птицы любят солнечные панели и, пролетая над ними, не могут сдержаться от счастья наличия технологичного оборудования в деревне. То есть иногда всё же солнечные панели надо мыть от следов и пыли. Думаю, что при установке под 45 градусов, все следы просто смывались бы дождями. Выработка от нескольких птичьих следов вообще не падает, но если затенена часть панели, то падение выработки становится ощутимым. Это я заметил, когда солнце пошло к закату и тень от крыши начала накрывать панели одну за другой. То есть лучше располагать панели вдали от всех конструкций, способных их затенить. Но даже вечером, при рассеянном свете, панели выдавали несколько сотен ватт.
  2. При большой мощности солнечных панелей и подкачке от 700 Ватт и более, инвертор включает вентиляторы активнее и их становится слышно, если дверь в техническое помещение открыта. Тут либо закрывать дверь, либо крепить инвертор на стену через демпфирующие прокладки. В принципе, ничего неожиданного: любая электроника греется при работе. Просто надо учитывать, что инвертор не стоит вешать там, где он может мешать звуком своей работы.
  3. Фирменное приложение умеет отправлять оповещения по электронной почте или в SMS, если произошло какое-либо событие: включение/отключение внешней сети, разряд АКБ и подобное. Вот только приложение работает по незащищенному 25 порту SMTP, а все современные почтовые сервисы, вроде gmail.com или mail.ru работают по защищенному порту 465. То есть сейчас, фактически, оповещения по почте не приходят, а хотелось бы.

Заключение

Полагаю, что это не последний мой рассказ о собственной солнечной электростанции. Опыт эксплуатации в различных режимах и в разное время года однозначно будет отличаться, но я точно знаю, что даже если в Новый Год отключат электричество, в моём доме будет светло. По результатам эксплуатации установленной солнечной электростанции могу отметить, что оно того стоило. Несколько отключений внешней сети прошли незаметно. О нескольких я узнал только по звонкам соседей с вопросом «У тебя тоже нет света?». Бегущие цифры выработки электричества безмерно радуют, а возможность убрать от компа UPS зная, что даже при отключении электроэнергии всё продолжит работать – это приятно. Ну а когда у нас наконец-то примут закон о возможности продажи электроэнергии частными лицами в сеть, я первый подам заявку на эту функцию, ведь в инверторе достаточно изменить один пункт и всю выработанную, но не потребленную домом энергию, я буду продавать в сеть и получать за это деньги. В общем, это оказалось довольно просто, эффективно и удобно. Готов ответить на ваши вопросы и выдержать натиск критиков, убеждающих всех, что в наших широтах солнечная электростанция – это игрушка.

Что такое гибридные солнечные электростанции?

Использование альтернативной солнечной энергии делает возможным стать энергонезависимыми. Энергозависимость достигается только после тщательного анализа и правильных расчетов.

Во многих странах мира солнечные электростанции широко распространены и имеют первостепенное значение для экономики.

Гибридная солнечная электростанция — специальная электроустановка, генерирующая солнечную электроэнергию. Ее используют для автономного снабжения и для продажи излишков производимой электроэнергии. Данная электростанция сочетает в себе функции автономной и сетевой. Такая установка работает по принципу резервного обеспечения и питания от сети.

Особенности работы

При достаточной солнечной интенсивности солнечные панели генерируют электричество и подают ее на гибридный инвертор для солнечных панелей, потом от него осуществляется питание. Любые излишки электроэнергии от инвертора поступают на аккумуляторные батареи, подзаряжая их. Когда аккумуляторы для солнечных батарей заряжены полностью, излишки энергии подаются в сеть для продажи.

Продажа лишней энергии в общественную сеть осуществляется при наличии договора с сетевой компанией. Это выгодно, когда тариф на продажу электричества в сеть выше, чем на покупку из сети. Когда ситуация обратная, то лучше сохранить энергию в аккумуляторах, чтобы использовать её вечером. В солнечные дни бывают периоды, когда накопители энергии уже полностью заряжены, а генерация превышает текущее потребление. В этом случае излишки будут экспортированы в сеть: лучше продать электричество по любой цене, чем потерять его.

В случае пасмурной погоды, короткого солнечного дня зимой или частых осадков солнечные батареи работают не на полную мощность. Солнечная электростанция может не вырабатывать необходимое количество энергии, тогда питание будет осуществляться за счет аккумуляторов или сети. При настройке инвертора можно сделать выбор источника резервного питания будет в приоритете.

В результате получается максимальная автономия — минимальное потребление электроэнергии и окупаемость за счет продажи излишков электроэнергии в солнечные дни.

Комплектация:

  • гибридный инвертор;
  • аккумуляторные батареи;
  • солнечные батареи;
  • вспомогательные комплектующие (кабель, крепление, система защиты и т.п.).

Гибридная солнечная электростанция рассматривается вариант электроснабжения, если:

  • нет электросети и ее подключение будет через какое-то время;
  • частые отключения электропитания более суток;
  • продавать излишки электричества станция.

Преимущества и недостатки гибридной солнечной электростанции

Гибридная солнечная электростанция считается самой функциональной, сочетая в себе все преимущества видов солнечных электростанций. При этом имеет ряд недостатков:

  • высокая цена — самая дорогая среди всех трех типов солнечных электростанций.
  • ограничения по эксплуатации инвертора. Открытое пространство или холодные и запыленные помещения противопоказаны.
  • длительная окупаемость. При необходимости замены аккумуляторных батарей каждые 3-8 лет окупаемость достигается через 8-10 лет.
  • не всегда обеспечивает автономность. При длительной пасмурной погоде днем не успевают аккумуляторные батареи получить полный заряд.

Выгоды гибридной солнечной электростанции:

  • бесшумная и эффективная работа;
  • минимизация затрат на энергопотребление;
  • автономность при аварийных отключениях;
  • защита объекта от перепадов мощности городского электроснабжения;
  • возможность монтажа на любом объекте и подключения разнообразного электрооборудования;
  • система настроек и переключений полностью автоматическая;
  • наглядность демонстрации результатов работы;
  • срок службы более 25 лет;
  • получение прибыли от продажи лишней электроэнергии в городскую сеть.

Монтаж гибридной солнечной электростанции предпочтителен предприятиям, которые функционируют круглосуточно.

В последнее время отслеживается тенденция увеличения использования солнечной энергии и в частных, и в корпоративных целях. Монтируя солнечные электростанции, необходимо рассчитать потребляемую мощность объекта. При анализе расходов можно воспользоваться показаниям счетчика, с учетом сезонных колебаний затрат энергии.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *