1. Автономна сонячна електростанція (постійний струм, DC)
2. Схема електростанції автономного типу постійного струму
3. Автономна сонячна електростанція (змінний струм, AC)
4. Схема електростанції автономного типу змінного струму
5. Схема мережевої електростанції автономного типу змінного струму
6. Мережева сонячна електростанція (змінний струм, AC)
7. Схема мережевої сонячної електростанції змінного струму
8. Гібридна сонячна електростанція (змінний струм, AC)
9. Схема гібридної мережевий електростанції змінного струму
10. Схеми з виділеними групами споживачів
11. Дизельний генератор в схемі сонячної електростанції

Опубліковано 26.05.2016 00:53 Автор: Abramova Olesya

ТИПИ СОНЯЧНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ:

• Автономна електростанція (постійний струм)

• Автономна електростанція (220 / 380В)

• Мережева електростанція (220 / 380В)

• Гібридна електростанція (220 / 380В)

Сонячна електростанція - спеціальна інженерна конструкція, яка служить для перетворення сонячної радіації в електричну енергію (постійний або змінний струм). Найпоширеніший тип сонячних електростанцій заснований на плоских фотоелектричних модулях монокристалічного або полікристалічного виду, які забезпечують перетворення сонячної радіації в постійний струм (DC). Залежно від застосовуваної схеми, постійний струм може інвертуватися в змінний (AC) або стабілізуватися для заряду акумуляторних батарей.

Нижче докладно описані принципи роботи і схеми сонячних електростанцій, які на сьогоднішній день успішно застосовуються і забезпечують найбільшу ефективність роботи.

Автономна сонячна електростанція
(постійний струм, DC)

Принцип дії: сонячна радіація перетворюється в постійний електричний струм за допомогою сонячних панелей, які підключаються до контролерів заряду акумуляторів. Електрична енергія накопичується в акумуляторах в денний час доби, коли Сонце активно, після чого може використовуватися в будь-який час для живлення споживачів постійного струму.

Схема електростанції автономного типу постійного струму

Контролер заряду на базі ШІМ-контролера (PWM-тип) забезпечує заряд акумуляторів свинцево-кислотного типу AGM VRLA, GEL VRLA або FLA типів.

У разі застосування просунутих сонячних контролерів заряду, таких як BlueSolar MPPT, можливий заряд акумуляторів більш високого класу: OPzV (свинцево-кислотні необслуговувані елементи), OPzS (свинцево-сурм'янисті малообслуговувані), NiCd (нікель-кадмієві обслуговуються або малообслужіваніе) або LiFePO4 (літій залізо-фосфатні акумулятори).

Призначення: даний вид сонячної електростанції встановлюють в тих випадках, коли потрібно організувати автономне вуличне освітлення або забезпечити електроживленням будь-які інші споживачі постійного струму: охоронні системи, оперативні ланцюга постійного струму, телекомунікаційні установки (радіозв'язок, супутниковий зв'язок, інтернет і т. Д.).

Ефективність роботи: дуже висока, 97-98%

Складові: Сонячні панелі, контролер заряду, акумулятор.

Робота в умовах «зеленого» тарифу: неможлива.

Автономна сонячна електростанція
(змінний струм, AC)

Принцип дії: Сонячні батареї виробляють постійний струм в періоди сонячної активності, який надходить до контролера MPPT. Контролер заряду акумуляторів автоматично встановлює оптимальні настройки (стабілізацію) постійного струму для заряду акумуляторів і виробляє якісний багатостадійний заряду батарей різних типів: AGM, GEL, OpzS, OpzV, NiCd або високотехнологічних літієвих акумуляторів (Li-ion). Коли акумуляторний банк повністю заряджений, надлишок електричної енергії надходить на вхід інвертора напруги DC / AC, до виходу якого підключаються споживачі змінного струму (AC).

У періоди відсутності сонячної активності (вечір, ніч і рано вранці), електроенергія для споживачів змінного струму черпається з акумуляторних батарей (DC) і перетворюється в змінну (AC) за допомогою інвертора напруги.

Сучасні функції інверторів дозволяють дуже гнучко налаштовувати схему роботи сонячної електростанції, особливо це затребувано для приватних будинків і котеджів.

Схема електростанції автономного типу змінного струму

Схема мережевої електростанції автономного типу змінного струму

Режим I. Автономне електропостачання. Дана схема може застосовуватися, коли немає мережі змінного струму. Вся накопичена за світловий день електроенергія в акумуляторах використовується у вечірній і нічний час для живлення споживачів змінного струму. Правильний розрахунок потужності сонячних панелей (PV-масиву) і достатня енергоємність акумуляторів дозволяють забезпечити повну автономність об'єкта.

Режим II. Змішане електропостачання. Цей вид електростанцій вимагає наявності мережі змінного струму, яка використовується при розряді акумуляторів, щоб не відбувалося припинення подачі електропостачання будинку. Гідність даного типу в тому, що немає необхідності встановлювати більше масиви сонячний батарей і блоки акумуляторів, т. К. Завжди є можливість отримати недолік електроенергії від мережі.

Режим III. Резервне електропостачання. В даному випадку схема сонячної електростанції передбачає настройку інвертора таким чином, що акумуляторний банк залишається завжди зарядженим на 100%. Лише невелика кількість виробленої сонячної електроенергії витрачається на підтримку повного заряду акумуляторів, решта об'єму перетворюється на змінний струм і використовується для живлення активних споживачів, надлишок віддається в мережу згідно з умовами «зеленого» тарифу.

Призначення: описані вище типи сонячних електростанцій затребувані для приватних будинків і котеджів, де повністю відсутня мережа або коли мережу відрізняється низькою якістю. Також дані схеми нерідко застосовні для комерційного застосування: невеликі виробничі ділянки, системи телекомунікацій та будь-які інші області, де потрібно створити надійну систему резервного живлення з можливістю істотної економії потрбленной електроенергії. Варто відзначити, що деякі режими роботи можливі тільки в инверторами MultiPlus, Quattro і Symo Hybrid, які підтримують тонке налаштування і передачу надлишку електроенергії по «зеленому» тарифу.

Ефективність роботи: висока, до 90-93% при прямому і інвертіруемом режимах.

Складові: сонячні панелі, MPPT-контролер, акумуляторний банк, гібридний інвертор, рідше - дизельний генератор.

Робота в умовах «зеленого» тарифу: підтримується.

Мережева сонячна електростанція
(змінний струм, AC)

Принцип дії: виробляється постійний струм (DC) сонячними батареями надходить на вхід сонячного інвертора, який виробляє перетворення постійного на змінний струм (DC / AC). Вихід від сонячного інвертора підключений до мережі змінного струму і споживачам електроенергії.

Дана схема відрізняється своєю простотою, однак конструкція має кілька особливостей. Так, електростанція працює тільки коли доступна електрична мережа змінного струму, а також напруга в мережі має перебувати в робочому діапазоні інвертора.

Схема мережевої сонячної електростанції змінного струму

Призначення: даний вид дуже затребуваний для будинків, дач, котеджів, де пропонуються вигідні умови «зеленого» тарифу. У денний час, коли споживання електроенергії, як правило, на мінімальному рівні, вироблена енергія передається в мережу по улову «зеленого» тарифу. У вечірній і нічний час, коли в будинку працює основна частина споживачів, енергія надходить з мережі. Таким чином, даний вид сонячної електростанції дозволяє істотно економити на витратах за оплату електроенергії, а якщо збільшена достатньо для того масив сонячних батарей, домогосподарство буде отримувати прибуток за позитивну різницю виробленої і витраченої електроенергії за підсумками місяця.

Ефективність роботи: дуже висока, до 97%.

Складові: сонячні панелі, сонячний PV-інвертор.

Робота в умовах «зеленого» тарифу:

підтримується.

Гібридна сонячна електростанція
(змінний струм, AC)

Принцип дії: сонячними батареї (DC) підключені до мережевого сонячного инвертору (DC / AC). Мережа змінного струму підключається на вхід гібридного інвертора (DC / AC), також до гібридного инвертору підключені акумуляторні батареї. Вихід мережевого сонячного інвертора і гібридного інвертора об'єднані через розподільний щит і забезпечують електроживленням споживачів змінного струму.

Застосування гібридного інвертора з зарядним пристроєм в даному типі сонячної електростанції забезпечує ряд незаперечних переваг: електростанція працює навіть при відсутності напруги в мережі змінного струму, а також в умовах нестабільної мережі. Користувачеві доступно кілька режимів роботи, які можуть гнучко настроюватися за бажанням і відповідно до пори року.

Схема гібридної мережевий електростанції змінного струму

Режим I. Автономна електростанція. Згенерована електроенергія накопичується в акумуляторах: мережевий інвертор подає змінну напругу на вихід гібридного інвертора, який виробляє заряд акумуляторів. Надлишок використовується споживачами або віддається в мережу змінного струму за умовами «зеленого» тарифу. У вечірній і нічний час електроживлення забезпечується гібридним інвертором від акумуляторів.

Для автономного електропостачання потрібно встановлювати достатню потужність сонячних батарей, щоб згенерованої електроенергії вистачало на достатній заряд акумуляторів, а їх ємності було досить, щоб покрити потреби споживачів.

У разі застосування гібридного інвертора Quattro з двома входами, до другого підключається дизельгенератор, яким система управляє автоматично відповідно до заданих настройками. Наприклад, при досягненні встановленого порогового значення розряду акумуляторів, дизельгенератор буде заведений автоматично.

Режим II. Змішане електропостачання. В даному випадку допускається незначний розряд акумуляторів або повний, після чого електроживлення буде переключено на мережу змінного струму. Сонячний інвертор продовжує роботу в будь-яких випадках і доповнює потужність системи, а також продовжує заряджати акумулятори. Надлишок передається в мережу за умовами «зеленого» тарифу.

Режим III. Резервне електропостачання. У цьому випадку схема налаштована таким чином, що акумулятори задіяні тільки при відсутності електричної мережі (аварія, планове відключення, віялові відключення і т. Д.). Сонячний інвертор виробляє електроенергію і забезпечує споживачів, надлишок передається в мережу за умовами «зеленого» тарифу.

Призначення: подібні електростанції затребувані для будинків, котеджів, офісів, готелів, готелів, баз відпочинку і т. Д., Де потрібно створити систему гарантованого електроживлення, а також знизити залежність або повністю відмовитися від загальної мережі електропостачання.

Ефективність роботи: дуже висока, до 97%.

Складові: Сонячні панелі, сонячний PV-інвертор, гібридний інвертор, акумуляторний банк, рідше - дизельний генератор.

Робота в умовах «зеленого» тарифу: підтримується.

Схеми з виділеними групами споживачів

Проектування сонячної електростанції на етапі будівництва - правильний крок, який дозволяє створити зручну схему розподілу електроенергії. Дуже важливо передбачити групи споживачів з різним пріоритетом, дана опція дозволяє збалансувати систему резервного живлення. Наприклад, перша група - охоплює електричні прилади з максимальним пріоритетом, які повинні працювати навіть при зникненні напруги в мережі: освітлення, системи охорони, опалення, зв'язку і т. Д. Друга група - прилади другорядної важливості, які вимагають коректного завершення роботи, при пропажі напруги в мережі їх можна відключити вручну або за допомогою дистанційного керування. А третя група - споживачі з низьким пріоритетом, без яких можна обійтися під час відключення електроенергії.

Таким чином, незалежно від типу сонячної електростанції, правильна схема забезпечує істотне підвищення комфорту в умовах аварійного відключення мережі.

Дизельний генератор в схемі сонячної електростанції

Дизельний генератор - важливий елемент резервного або автономного електропостачання. По-перше, дизельгенератор забезпечує дуже тривалий резервне живлення при наявності додаткового бака з паливом. По-друге, генератор може покривати великі потреби в електричній потужності. По-третє, сучасні системи забезпечують інтелектуальне управління генератором. Такі інвертори як Quattro, підтримують два входи змінного струму і можуть самостійно запускати генератор, коли акумулятори розряджаються до певного користувачем рівня. Дана можливість дозволяє уникнути глибокого розряду акумуляторів, а також виключити ймовірність повного відключення електропостачання.