Виды солнечных электростанций

Любая современная СЭС представляет собой инженерную систему, способную преобразовывать излучение Солнца в электрический ток. Существуют различные типы солнечных электростанций, отличающиеся набором основных элементов и предназначением. Наиболее распространены автономные, сетевые и гибридные разновидности. Иногда используются и комбинированные варианты станций, в которых солнечные панели работают с дополнительным источником электроснабжения.

Автономная солнечная электростанция

Как следует из названия, СЭС данного типа полностью автономны и независимы от внешних централизованных источников питания.

Небольшие по размеру мобильные комплексы очень популярны у автотуристов и любителей активного отдыха, практикующих многодневные пешие походы или плавание по рекам. Более крупные станции чаще всего устанавливаются на дачах и крышах частных домов, где подключение к центральной энергосети невозможно или нецелесообразно.

Что входит в комплект автономной солнечной электростанции

• набор фотоэлектрических панелей – трансформируют солнечное излучение в электричество;
• инвертор – преобразовывает постоянный ток в переменный с напряжением в 220 вольт;
• аккумуляторные батареи – накапливают и сохраняют излишки генерации для последующего питания устройств дома;
• контроллер заряда – регулирующий заряд/разряд АКБ; 
• периферия – вспомогательные элементы системы, включая электронику, крепеж, переходники, кабели и т.д.

Виды автономных СЭС

1. Мини солнечная электростанция

Представляет собой небольшой по размеру и весу комплект, обладающий высокой мобильностью. Как правило, элементы размещаются в едином корпусе, исполняемом в виде раскладного пояса или чемоданчика. Возможен вариант изготовления отдельной панели с выходными кабелями – например, для зарядки автомобильных аккумуляторов. Мощность - порядка 20-100 Вт для носимых моделей и 200-900 Вт – для транспортируемых в автомобиле. 2

2. Автономная солнечная электростанция для дома и дачи

Является полноценной системой для выработки электроэнергии сравнительно небольшой мощности – чаще всего 1 – 10 кВт. На первый взгляд это немного. Но даже один киловатт мощности летом на даче сможет обеспечить на протяжении суток работу:

• холодильника – круглосуточно;
• десятка LED ламп, ноутбука и пяти зарядных устройств – 5 часов;
• телевизора – 3 часа;
• электроплиты – 1 час;
• чайника и микроволновки – по 15 минут.

Сетевая солнечная электростанция

Установка станции сетевого типа преследует цель совместить использование электроэнергии из централизованной сети и выработанной панелями. Для домохозяйств, где основное потребление э/э приходиться на светлое время суток это хороший вариант экономии и возможность заработать на солнце на «зеленом тарифе». Согласно принятым в России нормам, в определенных случаях часть выработанной энергии сетевыми СЭС мощностью до 15 кВт можно продавать государству. Наконец, установка такого типа является наиболее дешевой, поскольку дорогостоящие аккумуляторы  и контроллер заряда для сетевой солнечной электростанции не используются.

• панели – могут соединяться параллельно, последовательно или комбинированно;
• сетевой инвертор – преобразовывает ток DC/AC, направляет электроэнергию на потребляющие устройства и/или во внешнюю сеть;
• двунаправленный счетчик – ведет учет полученной и отправленной в сеть энергии;
• периферия – в большинстве, аналогичная автономной станции.

Гибридная электростанция на солнечных батареях

Гибридный тип СЭС представляет собой комбинацию автономной и сетевой станций. Их цена на единицу генерирующей мощности максимальна, но окупается расширенными возможностями.

Наличие, кроме панелей и АКБ, гибридного инвертора – дает такой установке следующие преимущества:

• возможность максимально экономить потребление платной энергии;
• работать полностью автономно при отключении электроэнергии в централизованной сети; 
• мгновенно и автоматически переключаться между режимами функционирования – автономным, сетевым или смешанным;
• при избыточной генерации – часть э/э можно сливать в центральную сеть и, таким образом, окупить часть инвестиций.

Единственным недостатком такой СЭС является сравнительно высокая стоимость – до 1 миллиона рублей за мощность солнечной электростанции в 10 кВт.

Сравнение различных типов СЭС

Наглядно сравнительную характеристик различных видов солнечных станций можно посмотреть виде таблице.

Во сколько обходится строительство солнечных электростанций?

Цена зависит от типа станции, климатических особенностей места строительства и технических параметров. Не рекомендуется приобретать б/у оборудования или китайские изделия неизвестных производителей.

Электростанции, построенные на монокристаллических mono-Si панелях, первоначально обходятся дороже, но при детальном рассмотрении срока службы, стойкости к деградации и эффективности, делает этот тип модулей выгоднее поликристаллических poly-Si модулей. Использование поли панелей хорошо применимо, когда необходимо минимизировать первоначальные вложения на солнечную электростанцию.   

Совокупная мощность станции, а также емкость и тип аккумуляторов подбирается под конкретные задачи и финансовые возможности покупателя. В среднем солнечные электростанции в России обходятся в $0,8 - $1 за 1Вт установленной мощности с учетом сдачи объекта «под ключ». При самостоятельной установке небольших СЭС можно сэкономить до 20% стоимости затрат.

Нынешнее состояние и перспективы солнечной энергетики в России

С 2017 года строительство СЭС в стране значительно ускорилось. Благодаря быстрому падению цен на оборудование и политике государственной поддержки общая мощность действующих станций выросла с 25,5 МВт до 682 МВт – более чем в 26 раз. Небольшие частные объекты до 15кВт, а также промышленные до 25МВт при условии 70% локализации, стали более выгодным вложением инвестиций. На побережьях и в горных районах чаще появляются и комбинированные солнечно-ветровые электростанции.

Себестоимость электроэнергии без субсидирования пока выше традиционной. Однако, при сохранении нынешних тенденций развития технологий и эффективности, уже к 2030 году картина может стать обратной.