Солнечные и ветряные электростанции в вашем доме

Бывают случаи, когда здание, будь то частный дом, дача или какое то специальное строение построено на большом расстоянии от населенных пунктов и как следствие – отсутствие коммуникаций.

В последнее время стали набирать популярность ветряные и солнечные электростанции. Эти две системы электроснабжения позволяют повысить автономность загородного дома, отличаются разве что первичным способом получения электрики, а во всем остальном – инфраструктура идентичная.

Ветряная электростанция призвана преобразовывать кинетическую энергию ветра во вращение привода генератора электрического тока. В такой системе есть редуктор, который повышает обороты привода генератора для увеличения количества производимой энергии. Ведь мощность электрогенератора постоянного тока прямопропорциональна количеству оборотов вала генератора.

ветрогенератор целесообразно устанавливать в местах, где частые и сильные ветра. Часто ветровые турбины применяют на специальных мачтах, ведь чем выше – тем ветер сильнее.

Эффективность ветровой турбины оценивается по следующим параметрам:

• количество лопастей;
• номинальная скорость – скорость движения ветра, когда установка способна обеспечить номинальную мощность;
• начальная скорость – минимальная скорость ветра, при которой генератор начинает вырабатывать ток;
• максимальная скорость – предельно допустимая скорость ветра, при которой генератор способен работать без повреждений;
• частота вращения турбины при номинальной мощности;
• количество производимой электроэнергии в киловатт-часах за единицу времени.

Эти параметры влияют обуславливают выбор той или иной модели ветрогенератора.

Солнечная электростанция – установка, которая преобразует солнечную энергию в электрическую. Мощность такой установки зависит от суммарной площади солнечных батарей, которые называются солнечными модулями (панелями). Отсюда видим зависимость – мощность прямопропорциональна количеству панелей. Что бы увеличить мощность, достаточно добавить определенное количество модулей.

КПД солнечных панелей невысок, более того, со временем этот показатель уменьшается. В хороших модулях падение производительности не более 20% за 20 лет. Срок эксплуатации панелей обычно составляет не более 30 лет.

Такие установки целесообразно применять в местности, где много солнца. Облучение участка пространства светом называют инсоляцией.

Выбирая солнечные панели нужно учитывать погоду. Которая характерна для той или иной местности. Устанавливать батареи необходимо, чтобы на протяжении дня на панели не падала тень, а угол падения лучей составлял около 90°.

Вне зависимости от выбранного альтернативного источника электроэнергии, характеристики электрического тока должны соответствовать общепринятым стандартам. Для нас это – 220 В переменного тока, частота — 50 Гц.

Далее полученную энергию нужно накапливать, преобразовывть, а затем и потреблять нужное количество.

Что бы все это обеспечить — сущесвует система из 3 составляющих:

• блок аккумуляторов, в котором накапливается электроэнергия;
• контроллер заряда аккумуляторов. Через него на батареи поступает ток;
• инвертор – преобразователь постоянного напряжения в переменное.

Принцип работы системы следующий: панель (генератор) производит постоянный ток, который передается на контроллер, с последующей зарядкой аккумулятора. Например, панель с мощностью 120 Вт и напряжением 12 В выдает максимальный ток заряда 10 А.

Для накопительного аккумулятора емкостью 100 А•ч ( 12 В), теоретически панель полностью сможет его зарядить за 10 часов. На практике времени пойдет больше. Это связано с различными потерями и тем, что 10 часов солнце не будет освещать панель под углом 90 градусов.

Для того, что бы подключить к аккумулятору бытовой прибор, нужно между ними ставить инвертор, который ограничивает максимальную выходную мощность электрического тока и преобразовывает с постоянного тока в переменный. Также надо учесть, что КПД инвертора примерно 75-80%.

Емкость батареи, которая необходима для автономной работы, высчитываем по формуле:

C=Р*Т*КПД/U,
C – емкость батареи (ампер-час),
P – мощность нагрузки (ватт),
T – время работы (часы),
U – напряжение батареи (вольт)
( КПД примерно 75%).

Из этой формулы вытекает формулу для определения времени работы устройства с заданной мощностью:

T=C*U/(P*КПД)

Для расчета нужной мощности автономной электростанции надо подобрать оптимальные параметры между первичной мощностью генерирующей установки, емкостью и напряжением аккумуляторов, выходной мощностью и КПД инвертора, и четко определить нужную нагрузку на автоносную систему энергообеспечения.

В сухом остатке имеем следующее — чем больше поставить солнечных модулей и ветрогенераторов, тем больше энергии они выработают, ну и тем больше они смогут зарядить аккумуляторов, которые в свою очередь смогут дольше питать электроэнергией ваш дом.

Дата публикации: 19.12.2012

Похожие записи:

• Сила ветра в помощь хозяйству
• Какой гелиоколлектор выбрать?
• Значимость солнечной энергетики
• Украинец изготовил самостоятельно солнечный коллектор
• Основные составляющие солнечной электростанции
• Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии