Online Electric

Вопросы энергообеспечения в труднодоступных и удаленных от основных территорий регионов Центральной Азии является, в будущем одной из ключевых для развития экономики и уровня жизни населения в этих регионах. Наряду с использованием традиционных источников энергии, в данных регионах, в последнее десятилетие рассматривается возможность применения альтернативных источников, в частности использования солнечной энергии.

Простые решения имеют определенные недостатки. Самый главный из них - это тот, что фотоэлектрический насос или кондиционер воздуха могут работать только в дневное время и при свете Солнца [1]. Для компенсации этого недостатка к системе подсоединяют аккумулятор. Он заряжается от солнечного генератора, запасает энергию и делает ее доступной в любое время. Даже в самых неблагоприятных условиях и в отдаленных пунктах фотоэлектрическая энергия, сохраняемая в аккумуляторах, может питать необходимое оборудование. Благодаря аккумулированию электроэнергии фотоэлектрические системы служат надежным источником электропитания днем и ночью, в любую погоду. Фотоэлектрические системы, оснащенные аккумулятором, во всем мире питают осветительные приборы, сенсоры, звукозаписывающее оборудование, бытовые приборы, телефоны, телевизоры и электроинструменты [2].

Солнечный модуль вырабатывает постоянный ток, обычно с напряжением 12 В. Есть множество электроприборов - ламп, телевизоров, холодильников, вентиляторов, инструментов и т.д., которые работают от постоянного тока в 12 В. Однако большинство бытовых электроприборов все же потребляют 110 или 220 В переменного тока. Фотоэлектрические системы с аккумулятором можно приспособить для питания оборудования постоянного или переменного тока. Желающие пользоваться обычными приборами переменного тока должны добавить к системе, между аккумулятором и нагрузкой, блок регулирования мощности - так называемый инвертор. Хотя в процессе преобразования постоянного тока в переменный некоторое количество энергии теряется, благодаря инвертору фотоэлектрическая энергия может использоваться наравне с привычным коммунальным энергоснабжением (питать бытовую технику, осветительные приборы или компьютеры).

Система устроена так: фотоэлектрический модуль соединен с аккумулятором, а тот, в свою очередь, с нагрузкой. В дневные часы фотоэлектрические модули заряжают аккумулятор. Энергия по мере необходимости поступает на нагрузку. При помощи простого контроллера заряда аккумулятор заряжается в нужной степени. При этом продлевается срок его жизни, обеспечивается защита от перегрузки и от полной разрядки. Аккумулятор способен расширить сферу применения фотоэлектрической панели, но требует определенного обслуживания. Аккумуляторы фотоэлектрических систем похожи на автомобильные. Как и автомобильные аккумуляторы, они требуют осторожности в обращении и хранении. Нужно периодически проверять уровень жидкости в негерметичных аккумуляторах, к тому же их необходимо защищать от низких температур.

Солнечный генератор с аккумулятором поставляет пользователю электричество тогда, когда оно необходимо. Количество накопленной электроэнергии зависит от мощности фотоэлектрических модулей и от типа аккумулятора. Расширение модуля или добавление аккумуляторов увеличивает стоимость системы, поэтому для определения ее оптимального размера нужно тщательно изучить энергопотребление. Хорошо спроектированная система определяет оптимальный баланс стоимости и удобства при удовлетворении потребности пользователя в электричестве, а также возможность расширения системы.

Солнечная система с аккумуляторами может питать много приборов при условии, что их энергопотребление не превышает мощности генератора. Поэтому необходимо правильно определить мощность системы. Первый шаг в этом направлении - составление спецификации, т.е. технического описания системы. При проектировании домашней фотоэлектрической системы сначала нужно составить список всех электроприборов в доме, выяснить их потребляемую мощность и внести в список.

Далее необходимо определить количество солнечной энергии, на которое можно рассчитывать в данной местности. Обычно эти данные можно получить у местного поставщика солнечных батарей или на гидрометеостанции [2]. Важно учитывать два фактора: среднегодовую солнечную радиацию, а также ее среднемесячные значения при наихудших погодных условиях.

С помощью первого значения фотоэлектрическую систему можно отрегулировать в соответствии со среднегодовой солнечной радиацией, то есть в некоторые месяцы будет больше энергии, чем требуется, а в другие - меньше. Если вы руководствуетесь второй цифрой, у вас всегда будет как минимум достаточно энергии для удовлетворения ваших потребностей, кроме разве что чрезвычайно продолжительных периодов плохой погоды.

Теперь можно подсчитать номинальную мощность фотоэлектрического модуля. Умножьте значение энергопотребления (Вт·ч в день) на коэффициент 1,7 для поправки на потери энергии в системе, потом разделите на величину солнечной радиации (Вт·ч в день), напр., 280 (Вт·ч/день) x 1,7/ 5 (Вт·ч/день) = 96,2 Вт. К сожалению, выбор номинальной мощности фотоэлектрических модулей ограничен. Используя 50-ваттные модули, можно построить генератор мощностью 50 Вт, 100 Вт, 150 Вт и т.д. Если потребность в энергии составляет 95 Вт, лучше всего ей соответствует система из двух модулей. Если же общая мощность модулей сильно отличается от вашей расчетной величины, придется пользоваться либо недостаточно мощным, либо слишком мощным генератором. В первом случае фотобатарея не сможет удовлетворить общую потребность в энергии. Вам решать, устроит ли вас частичное обеспечение ваших потребностей. Во втором случае у вас будет избыток электроэнергии.

1. М. Н. Турсунов, С. Дадамухамедов, В. П. Канонеров, М. Х. Муродов. Фотоэлектрическая водоподъемная установка. «Қуёш энергиясидан фойдаланиш: муаммо ва ечимлар». Республиканская конференция. Бухара – 2002 г, стр. 111-112.

2. М. Н. Турсунов, В. А. Агеев, С. Дадамухамедов, М. Х. Муродов. Установка электрического освещения от фотоэлектрической батареи. Гелиотехника, 2002 г., №4, стр. 29-33.