Солнечная энергия: неисчерпаемый источник энергии

Солнечная панель

Солнечная энергетика – это технология получения электрической или тепловой энергии путем преобразования энергии солнечного света. Преобразование солнечной энергии в электрическую носит название фотоэнергетика или солнечная энергетика.

Солнце - неиссякаемый источник энергии. Солнечные модули можно размещать как на земле, так и на крышах зданий. В отличие от некоторых других методов выработки электроэнергии, фотоэлектрические системы не создают шумового загрязнения. Кроме того, системы требуют относительно небольшого ухода и обслуживания по сравнению с другими методами выработки электроэнергии. Достаточно время от времени вытирать снег или пыль с солнечных модулей. Если модули монтируются под углом, то пыль даже удаляется дождем самостоятельно.

Солнечная энергия может быть использована в любой точке мира и с применением различной установленной мощности и размера солнечной системы: начиная с солнечного рюкзака для зарядки смартфона и заканчивая фотоэлектрическими парками площадью в несколько гектаров, которые могут снабжать солнечной электроэнергией целые промышленные зоны или города. Солнечная генерация доступна каждому - гражданам в целях электроснабжения собственного домохозяйства, фермерам для обеспечения электроснабжения на полях или для предприятий и государственных учреждений.

В отличие от традиционных источников энергии, таких как уголь или газ, солнце доступно везде. Для выработки энергии необязательно наличие солнечной погоды и прямых солнечных лучей - даже при облачном небе вырабатывается электричество, хотя и не так эффективно, как в солнечную погоду. Распространённым заблуждением является то, что для практического применения солнечной энергетики температура окружающей среды должна быть высокой. Это отнюдь не так - солнечная генерация так же успешно используется и безотказно работает как в жарких африканских странах под палящим солнцем, так и в холодных регионах, таких как заснеженная Якутия. Кстати, благодаря гладкой поверхности защитного стекла на панелях, небольшое количество снега обычно самостоятельно соскальзывает с модулей.

Фотовольтаика (греч. Фотос – свет и Вольт – единица измерения электрического напряжения, назв. в честь Алессандро Вольта). Это название очень распространено в международном общении – Photovoltaics, сокращенно - PV. Это способ получения электроэнергии, при котором фотогальванические элементы преобразуют энергию солнца в электричество.

Солнечная электростанция или солнечная система является единым объектом для производства электрической энергии с использованием солнца. В этом случае установленная мощность солнечной электростанции может варьироваться от нескольких ватт (в калькуляторе или другом маломощном электронном устройстве) до крупных солнечных парков от 500 мегаватт до одного гигаватта, что является размером российских атомных электростанций. Как правило, каждая солнечная электростанция имеет однотипный состав оборудования, различаются только характеристики оборудования в зависимости от требуемой потребителем мощности и типа напряжения. Объекты для генерации маломощной солнечной электроэнергии расположены, например, на крышах образовательных учреждений нашего проекта.

Компоненты солнечной электростанции:

Солнечные модули – группа полупроводниковых компонентов (фотоэлементов), преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток. Модуль состоит из множества солнечных элементов. Модули производятся с различными параметрами и характеристиками в зависимости от количества солнечных элементов, их размеров и используемой технологии. Солнечные модули обычно весят от 13 до 25 кг, достигают средних размеров 1 x 1,5 x 0,3 метра и имеют срок службы не менее 25 лет.
На сегодняшний день основным материалом, используемом при производстве ячеек (фотоэлементов) для солнечных панелей является кремний. Существует несколько видов солнечных панелей - монокристаллические, поликристаллические, тонкопленочные и гетероструктурные.

Установленная мощность солнечной электростанции означает величину активной электрической энергии, которую солнечная электростанция может генерировать в данный момент времени. Установленная мощность зависит от количества солнечных модулей, используемых на электростанции, и от мощности каждого отдельного солнечного модуля. Например, один солнечный модуль может иметь установленную мощность как 100 Вт, так и 350 Вт, даже если оба модуля имеют одинаковый размер. Вместимость или мощность модуля зависит от используемых солнечных элементов, технологии его производства и ряда других факторов.

Солнечный инвертор является полупроводниковым компонентом, который преобразует постоянный ток, генерируемый солнечным модулем, в переменный ток. При этом в составе инверторных устройств могут устанавливаться трансформаторы напряжения, для получения необходимого потребителю уровня напряжения.

Контроллер – микропроцессорное устройство, своего рода "мозг" солнечной системы, которое управляет управляет режимами работы солнечной электростанции и контролирует их, а также переключает питание потребителя от солнечной электростанции/аккумулятора (при наличии) / центрального источника питания (при наличии), контролирует заряд аккумулятора и защищает систему электропитания потребителя от перегрузок. На промышленных солнечных электростанциях для контроля электростанции вместо контроллера используется структура управления более высокого уровня.

Система мониторинга солнечной электростанции, по сравнению с контроллером, представляет собой структуру для управления крупными (промышленными) сетевыми или локальными солнечными электростанциями более высокого уровня. Система имеет в своем составе такое оборудование как релейная защита и автоматизация, телемеханика, система учета электроэнергии, система слежения за положением солнца, так и систему диспетчеризация солнечной электростанции (управляемые диспетчером).

Аккумулятор – электрохимическое устройство, позволяющее накапливать электрическую энергию на длительный срок, чтобы передать ее потребителю электроэнергии в необходимые периоды времени. Наиболее часто используются, в зависимости от применяемой технологии: свинцово-кислотные и литий-ионные аккумуляторы. Эти аккумуляторы также часто называют накопителями солнечной энергии.

1 кВт – это что и это сколько?
Ватт (русское обозначение: Вт, международное обозначение: W) - единица измерения мощности, включающая мощность постоянного электрического тока, активной и полной мощности переменного электрического тока. Устройство названо в честь шотландско-ирландского изобретателя механики Джеймса Ватта (Watt).

1 Вт установленной мощности солнечной электростанции - это величина пиковой активной электрической мощности, которую солнечная электростанция может генерировать в данный момент времени. 1000 Ватт - это киловатт, 1000 киловатт - это мегаватт, а 1000 мегаватт - это гигаватт.