Возможно создание системы электроснабжения на солнечных батареях различной сложности. Наиболее простая система имеет на выходе низкое напряжение постоянного тока (обычно 12 или 24 В). Такие системы применяются для обеспечения работы освещения и небольшой нагрузки постоянного тока в доме — радио, телевизор, ноутбук, магнитофон и т. п. Можно использовать различные автомо­бильные аксессуары, вплоть до холодильников.

Внимание.

При этом необходима прокладка отдельной проводки постоян­ного тока со специальными розетками и вилками, которые исклю­чают неправильную полярность подключения.

При подключении светильников с лампами постоянного тока необходимо также соблюдать полярность и следить за тем, чтобы при замене ламп они имели такую же полярность подключения, как и те, которые использовались ранее. В противном случае возможен выход из строя ваших потребителей.

Типовая схема такой системы приведена на рис. 3.3. Обычно такие системы применяются, если максимальное расстояние от аккумуля­тора до самой дальней подключенной нагрузки не превышает 10—15 м, а ее мощность — не более 100 Вт.

При этом надо следить за тем, чтобы падение напряжения при всех включенных потребителях в самой дальней точке было в пределах допустимого (обычно не более 10%). Для правильного выбора сече­ния провода вы можете воспользоваться справочной информацией по выбору сечения провода исходя из допустимого падения напряжения на участке электропроводки.

Если у вас нагрузка превышает указанные рекомендованные мак­симальные значения, или потребители электроэнергии находятся на значительном расстоянии от аккумулятора, необходимо добавить в систему инвертор.

Определение.

Инвертор— это преобразователь постоянного тока низкого напряжения от аккумуляторов в 220 В переменного тока.

В этом случае вы сможете питать практически любую бытовую нагрузку суммарной мощностью, не превышающей мощность инвертора.

Система электроснабжения автономного дома с выходом перемен­ного и постоянного тока на базе фотоэлектрической солнечной бата­реи включает в себя практически те же компоненты, что и схема на рис. 3.3, плюс контроллер заряда аккумуляторной батарея, а именно:

♦ солнечная батарея необходимой мощности;

♦ контроллер заряда аккумуляторной батареи, который предот­вращает губительные для батареи глубокий разряд и перезаряд;

♦ батарея аккумуляторов (АБ);

♦ инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный;

♦ энергоэффективные нагрузки переменного тока.

ЩЩ Совет.

|ц«|

игн Для обеспечения надежного электроснабжения необходим резервный источник электропитания. В качестве такого источника может быть небольшой (2—6 кВт) бензо - или дизельэлектрогенератор.

Введение такого резервного источника электроэнергии резко сокра­щает стоимость солнечной батареи из-за отсутствия необходимости рассчитывать ее на худшие возможные условия (несколько дней без солнца, эксплуатация зимой и т. п.)

В этом случае в систему также вводится зарядное устройство для быстрого заряда (в течение нескольких часов) АБ от жидкотоплив­ного электрогенератора. Возможно применение блока бесперебойного питания, в котором возможность заряда АБ уже встроена.

Рассмотрим пример комплектации фотоэлектрической системы электроснабжения. На рис. 3.4 приведен вариант системы для элек­троснабжения удаленного жилого дома.

Принимаются следующие исходные данные:

♦ суточное потребление энергии 3 кВтхч (среднестатистические данные по России);

♦ приход солнечной радиации — 4 кВтхч/м2 в день (средний при­ход солнечной радиации для европейской части России летом);

♦ максимальная пиковая мощность нагрузки — 3 кВт (можно од­новременно включить стиральную машину и холодильник);

♦ для освещения используются только компактные люминесцент­ные лампы переменного тока;

♦ в пиковые часы (максимальная нагрузка, например, когда вклю­чены стиральная машина, электрокипятильник, утюг и т. п.) для предотвращения быстрого разряда АБ включается бензиновый или дизельный электрогенератор.

Н

Примечание.

Ггнератор также будет включаться при пасмурной погоде, если АБ разряжается до нижнего допустимого напряжения.

Возможно включение генератора как в ручном режиме, так и пол­ностью в автоматическом. В последнем случае система также должна включать модуль автоматического запуска и останова генератора, а сам генератор должен быть немного доработан для возможности под­ключения системы автоматики.

Бели необходимо минимизировать время работы жидкотоплив­ного электрогенератора с целью сохранения топлива, солнечная фотоэлектрическая система электроснабжения будет состоять из эле­ментов со следующими параметрами:

♦ пиковая мощность солнечной батареи равна 1000 Вт (выработка до 5 кВтхч сутки);

♦ минимальная номинальная мощность инвертора — 2 кВт с воз­можностью кратковременной нагрузки до 4 кВт, входное напря­жение 24 или 48 В;

♦ аккумуляторная батарея общей емкостью 800 Ач (при напряже­нии 12 В), что позволяет запасать до 4,5 кВтхч электроэнергии при 50% разряде АБ);

♦ контроллер заряда на ток до 40—50 А (при напряжении 24 В);

♦ дизель или бензогенератор мощностью 3—5 кВт;

♦ зарядное устройство для заряда АБ от бензогенератора на ток до 150 А (может быть встроено в инвертор;

♦ кабели и коммутационная аппаратура (выключатели, автоматы, разъемы, электрощиты и т. п.)

В

Примечание.

Стоимость такой системы при существующих ценах на комплек­тующие будет около от 400 до 700 тысяч рублей.

Если допустимо увеличение времени работы дизель-генератора, стоимость системы можно снизить за счет его более частого включе­ния. В этом случае:

♦ энергия от солнечной батареи будет использоваться для электро­снабжения минимальной нагрузки — освещение, радио, телевизор; ♦ генератор будет включаться несколько раз в день, в зависимости от выбранной емкости АБ.

При этом начальная стоимость системы снижается как за счет уменьшения пиковой мощности солнечной батареи, так и за счет сни­жения емкости АБ.

Такая оптимальная система для электроснабжения жилого дома

может состоять из следующих компонентов:

♦ солнечной батареи с пиковой мощностью 300—400 Вт;

♦ инвертора мощностью 2—4 кВт, входное напряжение 24 или 48 В;

♦ аккумуляторная батарея общей емкостью 400—600 Ахч (при на­пряжении 12 В);

♦ контроллер заряда на ток до 40—50 А (при напряжении 24 В);

♦ дизельгенератор мощностью 4—6 кВт;

♦ зарядное устройство для заряда АБ от бензогенератора на ток до 150 А;

♦ кабели и коммутационная аппаратура (выключатели, автоматы, разъемы, электрощиты).

И

Примечание.

Стоимость такой системы при существующих ценах на комплек­тующие будет около 300—500 тысяч рублей.

При этом необходимо учитывать, что возрастут эксплуатационные расходы за счет большего расхода топлива.