Перспектива, когда у человечества закончатся природные ресурсы, не так уж и далека: по расчетам ученых это время наступит около 2030 года. Поэтому уже сейчас активно ищутся альтернативные источники энергии. Строительство коттеджей в отдаленных районах, куда нельзя протянуть линии электропередач, также требует поиска альтернативной энергии.
В Европе все шире используются автономные электростанции на основе энергии солнца. В некоторых странах доля электроэнергии, получаемая с помощью таких мини-электростанций, уже сегодня составляет около 15 % всей используемой электроэнергии.
Сравним электростанций на разных видах топлива. Автономные станции, которые смогут обеспечить электричеством небольшой загородный дом, сегодня могут работать на следующих источниках энергии:
- дизельное топливо;
- газовое топливо;
- энергия ветра;
- электрические панели получающие энергию солнца.
Каждый из этих источников имеет обладает своими достоинствами и своими недостатками. Для дизельного топлива недостатками являются высокий уровень шума и загрязнение окружающей среды.
Для электростанций на газовом топливе отрицательной стороной является также высокий уровень шума. Дизельное и газовое топливо имеют тенденцию к постоянному удорожанию. Энергия ветра бесплатна. Но недостатков у этого вида также много: сильный шум, необходимость большой площади для установки ветряков, дорогое оборудование.
Получение электричества с помощью электрических панелей обладает абсолютной экологичностью, доступностью в любом самом отдаленном уголке земли, отсутствием шума.
Преимущества электростанций на солнечных панелях
Развитие такой энергетики сдерживает пока что только высокая стоимость оборудования. Самостоятельно изготовить такую установку невозможно из-за ее технической сложности. Основу установки составляют солнечные панели и следующие элементы:
- интеллектуальные контроллеры;
- инверторы;
- аккумуляторы.
Солнечные панели, иначе называемые модули или батареи, изготавливаются из следующих материалов:
- из монокристаллического кремния;
- из мульти кристаллического кремния;
- из аморфного кремния
Изготовление солнечных модулей представляет собой очень сложный технологический процесс. Разные виды панелей различаются по цене, качеству и сроку использования. Солнечный свет, попадая на солнечные панели, преобразуется в электричество, поступающее в контроллер. Полученный постоянный ток заряжает аккумуляторные батареи и, проходя через них с помощью инвертора, преобразуется в переменный ток, имеющий частоту 50 Гц и напряжение 220 вольт.
Даже небольшие такие энергетические установки могут выдавать мощность до 4 кВт, что достаточно для обеспечения электроэнергией небольшого коттеджа (холодильник, телевизор, радио, компьютер, зарядные устройства, освещение).
Энергия абсолютно бесплатна. Все затраты складываются только из затрат на приобретение, установку и сервисное сопровождение оборудования. При пасмурной погоде энергия расходуется из аккумуляторных батарей.
Гелевые аккумуляторы. Их роль в автономном энергоснабжении
Для электростанций, работающих на энергии солнца, специально разработаны гелевые аккумуляторы, которые обладают длительным сроком работы и могут выдержать более тысячи циклов разрядки без потери емкости. Гелевые аккумуляторы используются как источники энергии при наступлении темноты, а также для стабилизации напряжения.
Они могут надежно работать в условиях самой жесткой эксплуатации. В отрасли, использующей солнечную энергию, появление гелевых аккумуляторов значительно увеличило долговечность и надежность солнечных электростанций.
Для Московской области может быть использовано две солнечные панели, обладающие общей мощностью 180 Вт. Этого достаточно для круглосуточной непрерывной работы при расходе не более 1,0 кВт в час.
Гарантийный срок работы солнечных батарей достаточно долгий – 25 лет. Срок службы аккумуляторов – 12 лет, инверторов – 10 лет. Эксплуатационные расходы заключаются в плановой очистке аккумулирующих свет поверхностей, замене контактов с коррозией и плановой замене раз в 10 лет инверторов и аккумуляторов.
Если подсчитать стоимость оборудования и обслуживания электростанций для других видов топлива, то увидим, что материальные затраты для них будут ниже только в первые три года работы. И это без учета растущей стоимости топлива и экологического вреда от выброса продуктов сгорания в атмосферу.
