Ветросолнечные гибридные электростанции – практичность в применении альтернативных источников энергии

Мировая тенденция роста тарифов на электроэнергию, которая связана с постоянным удорожанием не возобновляемых энергетических ресурсов планеты, ведет к тому, что мы все более решительно и напористо решаем вопросы использования альтернативной энергетики в нашей жизни. Одними из таких «дармовых» энергетических ресурсов для человечества и являются неиссякаемая энергия ветра и солнца.

Однако ученые пришли к выводу, что комплексное их применение в промышленности или частном секторе – намного эффективней, нежели применение этих энергоресурсов порознь. Исходя из таких соображения, на свет и родилась идея создания мобильных ветросолнечных гибридных электростанций, использующих, как вы уже наверно поняли, в качестве энергоносителей – энергию ветра и солнца.

Что же собой представляют ветросолнечные гибридные электростанции?

Данный тип мобильных электростанций – является гибридной системой накопительного инверторного типа, работающей в комплексе как на возобновляемых природных энергоресурсах, коими являются для человечества ветер и энергия солнечного излучения, а также и с использованием жидкого топлива.

Для условий, к примеру, России, а в особенности ее средней полосы, где количество ветряных (пасмурных) и солнечных дней в году примерно одинаково, применение таких гибридных ветросолнечных электростанций небольшой мощности – просто идеальный вариант для его использования в частном секторе.

Такая гибридная электроустановка по выработке электроэнергии, способна обеспечить стабильность ее поступления в сети небольших котеджных поселков, загородных домов и небольшого частного бизнеса. Она также эффективна для обеспечения энергоснабжения различного рода научных и полевых экспедиций, геологоразведочных партий, морских путешествий на яхте под парусами и пр.

Принцип работы и предназначение «гибридных» электростанций.

Аккумуляция энергии, полученной от «»первоисточников», в этих энергосистемах – происходит в аккумуляторных батареях, с их напряжением 12 или 24 Вольта. Далее, этот постоянный ток с аккумуляторных батарей станции, посредством инвертора, преобразуется в напряжение 220В силовой электрической сети и частотой тока 50Гц.

Электростанции данного типа предназначаются для энергопотребителей электрических бытовых сетей переменного тока с частотой 50Гц и напряжением в сети 220В, а также потребителей постоянного тока с напряжением 12, 24 и 48 Вольт. Использоваться такие электростанции могут, как в стационарных условиях при их подключении к существующим бытовым электросетям, а также и для условий возникновения аварийных или чрезвычайных ситуаций – в качестве аварийно-резервного источника энергоснабжения.

Гибридная мобильная электростанция

Достоинства и недостатки ветросолнечных гибридных электростанций.

Плюсы ветросолнечных электростанций заключаются в следующем:

• Мобильность и оперативность развертывания в любых погодных условиях.

• Возможность стабильности поступления электроэнергии потребителям в минимально необходимом количестве.

• Обеспечение постоянства выходного напряжения в автономной электросети.

• Отсутствие отклонений и скачков напряжения в сети.

• Возможность модернизации вашей электросети под текущие запросы.

• Обеспечение экологических нормативов при охране окружающей среды.

• Минимализм в обслуживании при длительном сроке эксплуатации станции, который примерно составляет 10 – 15 лет.

• Существенное увеличение кпд (коэффициент полезного действия) станции за счет одновременного, оптимального сочетания различных источников своего энергообеспечения – энергии ветра, солнечного излучения и топлива для ДВС (двигатель внутреннего сгорания).

Недостатки ветросолнечных гибридных станций.

• Основным, и главным недостатком таких электростанций – является их сравнительно небольшие мощности по обеспечению энергопотребителей, взирая на мобильность самих станций.

При использовании вами гибридной ветроэлектростанции, вам надо знать, что солнечные панели и ветрогенератор по выработке электроэнергии – являются устройствами заряжающими, работающими на аккумуляцию энергии в аккумуляторных батареях станции. В связи с такими обстоятельствами, электроэнергию, полученную посредством ее выработки данными гибридными электростанциями, да впрочем, как и другими способами, также необходимо экономить.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Комбинированные системы с солнечными батареями и ветрогенераторами

Для обеспечения дома бесплатной энергий сейчас использую автономные солнечные электростанции, это вариант особенно актуален в условиях нестабильности электроснабжения. Правда у этого метода есть один значительный недостаток — в пасмурную погоду эффективность работы гелиосистемы крайне мала, поэтому может потребоваться дополнительный источник энергии.

Использование различных генераторов нецелесообразно, так как они нуждаются в значительных расходах и сильно шумят. Оптимальным выходом будет комбинированные установки, которые представляют собой сочетание солнечной батареи и ветрогенераторов.

Гибридные комплексы позволяют обеспечить здание необходимым количеством энергии и компенсировать отдельные недостатки. Например, использовать ветрогенераторы без резервного энергоисточника будет не рационально, так как наличие энергии будет зависеть только от погоды. Если ветра не будет несколько дней подряд, то аккумулятор настолько разрядится, что не не сможет обеспечить дом необходимым количеством энергии.

У солнечных батарей тоже есть слабая сторона, они мало эффективны в пасмурную погоду, которая зачастую сопровождается порывами ветра. Таким образом эти две системы будут дополнять друг друга, обеспечивая бесперебойную подачу энергии и создавая определенный запас в аккумуляторе. Еще одним достоинством солнечной батареи является то, что она не требует расходов на топливо и содержание, при этом работает она максимально эффективно в жаркое летнее время, когда ветров почти не наблюдается.

В летний сезон и солнечной зимой наилучшая энерговыработка будет поступать от солнечных батарей. А осенью и весной, когда обычно наблюдается пасмурная погода дуют сильные ветра, которые дают возможность ветрякам выполнить свою работу.

Состав гибридных систем

Любая комбинированная солнечно-ветровая система включает в свой состав солнечные панели, ветрогенератор, контроллеры заряда, инвертор и аккумуляторы для сохранения энергии. Характеристики компонентов должны побираться индивидуально и зависят от потребностей потребителя, которые должна удовлетворять система. Важно учитывать тип ветрогенератора.

Совокупное использование ветрогенераторов и солнечных батарей позволяет обеспечивать полную энергонезависимость жилья. Такие системы позволяют подобрать более гибкую конфигурацию, чем при отдельном использовании. На них действую вполне доступные цены.

К примеру система, в которой используется ветряк мощностью 600 Вт и батареи в 500 Вт( с использованием контроллера, инвертора, а также АКБ) будет стоить около 526 тыс. рублей. За месяц такая установка будет вырабатывать порядка 450 кВт*ч. Что вполне удовлетворит потребности средней семьи из 4 человек.

Элементы гибридной системы устанавливаются также как и по отдельности. Солнечные батареи монтируют на крыше или специальной форме, которую можно использовать как навес или крышу террасы, а ветряки — на мачтах не далеко от дома.

При вращении лопасти некоторых производителей издают специфический звук, некоторые относят это к недостаткам системы, но на самом деле особых неудобств не наблюдается. А всю потому что звук довольно монотонен и не резок, благодаря чему люди со временем перестают замечать его.

Монтаж происходит по стандартной схеме. Ветрогенератор и солнечные батареи подсоединяются через контроллер к АКБ, где будет удерживаться выработанная энергия. Потребителя тока подключаются через инвертор.

Установка такой системы потребует существенных первоначальных расходов, но со временем расходы окупятся полной энергонезависимостью от центральных систем, за которые нужно платить. Кроме того такая система не нуждается в расходах на обслуживание. В целом окупаемость проекта зависит исключительно от сложности монтажа и нагрузок на систему, но в среднем составляет 15 лет. Многие посчитают такой срок слишком большим, то если вспомнить, что цены на электричество постоянно возрастают, а для подключения коттеджа к центральному электроснабжению и монтажу необходимого оборудования( трансформатор и кабеля для передачи энергии) также потребуют не малых затрат. Если же воспользоваться самым легким способом получения электричества бензогенератором, то сроки окупаемости проекта снизятся до 3-4 лет.

Установка гибридной системы будет наилучшим решением. Такие комплексы лучше не использовать на даче, так как они предназначены для постоянного использования.

1. Горизонтальные. Как правило они значительно дешевле, но эффективно работают только при ветрах с одного направления. В связи с этим их лучше не использовать в условиях переменных ветров;
2. Вертикальные. Стоят в несколько раз дороже горизонтальных, эффективно работают при больших ветрах, в не зависимости от его направления. Лучше их использовать в пересеченной местности, где высокая турбулентность воздушных потоков.

Источник

Гибридная солнечная электростанция: полезная информация для самостоятельной сборки

Дата публикации: 1 января 2020

Получить в свое распоряжение универсальную и полностью автономную систему энергоснабжения – мечта каждого, кто устал платить по огромным счетам за централизованную подачу благ цивилизации. Если вы часто работаете с домашним инструментом и имеете базовые познания в физике, попробуйте сконструировать гибридную солнечную электростанцию. Она станет источником дешевой энергии в необходимом количестве и позволит надолго забыть об отключениях, аварийных ситуациях и обрывах линий. Более того, излишки полученной энергии можно продавать по специальному «зеленому тарифу», что в разы ускорит сроки окупаемости оборудования и понесенных затрат.

Понятие и принцип действия

Гибридная электростанция представляет собой комбинированную систему, работающую на солнечной и ветровой энергии. Переключение между источниками зависит от погодных условий и мощности каждого узла. Встроенные аккумуляторные батареи будут исправно накапливать полученное электричество, расходуя его в темное время суток и подавая его в общую сеть для перепродажи заинтересованным потребителям. Объединив в себе преимущества централизованного и автономного энергоснабжения, такая конструкция практически лишилась недостатков, способствуя исправной работе электроприборов и бытовой техники. Однажды вложив средства в приобретение или самостоятельную сборку конструкции, владелец в течение многих лет будет исправно получать дешевое электричество, неся незначительные расходы на обслуживание системы и ее поддержание в нормальном состоянии.

Принцип работы конструкции можно описать следующим образом:

• солнечная электростанция и ветровая генераторная установка дают постоянный ток;
• с помощью встроенного инвертора он преобразуется в переменный;
• аккумуляторы накапливают полученную энергию и отдают ее по мере необходимости, исключая лишнюю нагрузку на оборудование и потери тока;
• после захода солнца, когда солнечные батареи прекращают работу, аккумуляторы постепенно отдают накопленную энергию, после чего система автоматически переключается на централизованное энергоснабжение.

В каких случаях гибридная солнечная электростанция будет полезной для потребителя

Особое внимание на предлагаемое решение должны обратить собственники частных домовладений. Гибридная солнечная электростанция оправдает себя, если вы:

• не желаете постоянно переплачивать за дорогостоящие ресурсы;
• планируете получать и реализовывать электроэнергию другим потребителям с целью получения дохода;
• живете в местности, где отсутствует централизованная подача света, или качество энергии оставляет желать лучшего;
• намерены защитить домашнюю технику от резких скачков напряжения;
• рассчитывает стать полностью автономным потребителем, самостоятельно получая электроэнергию из окружающей среды.

При условии грамотного выбора или правильной сборки системы гибридной электростанции можно смело рассчитывать на быструю окупаемость затрат и получение значительного объема недорогой энергии со стандартными параметрами, подходящими для современной бытовой техники.

Преимущества и недостатки системы

Важное достоинство гибридной ветро-солнечной электростанции – накапливание энергии в аккумуляторах. Проводя значительную часть дня на работе, большинство населения использует электроэнергию в вечернее и ночное время суток, когда солнечные батареи находятся в вынужденном бездействии. Благодаря встроенным аккумуляторам выработанная за день энергия полностью сохраняется и может расходоваться в течение суток или нескольких дней в зависимости от нагрузки на сеть.

Также в числе преимуществ системы можно отметить:

• низкую стоимость электроэнергии;
• возможность полного или частичного отказа от централизованного энергоснабжения;
• получение дополнительного дохода от продажи ресурсов;
• добор электроэнергии из централизованной сети, если запаса аккумуляторных батарей оказалось недостаточно для покрытия текущих расходов;
• надежность системы, бесперебойная подача электричества с нормативным уровнем напряжения без скачков и перебоев.

Тем, кто нацелен на создание гибридной солнечной электростанции своими руками, стоит учесть следующие моменты:

• единоразовые расходы на покупку необходимого оборудования достаточно велики;
• под размещение аккумуляторных батарей следует выделить отдельную комнату;
• потребуются тщательные расчеты, чтобы обеспечить электричеством все точки-потребители.

Распространенные варианты эксплуатации гибридных установок

В зависимости от средней нагрузки и погодных условий работа системы может осуществляться по одному из следующих сценариев:

1. Средний уровень потребления и стабильная солнечная погода. В этом случае часть электроэнергии направляется на бытовую технику, а остаток подается на аккумулятор для накапливания. По мере полного заряда излишек энергии направляется в сеть для последующей продажи.
2. Средний уровень потребления и пасмурная безветренная погода. Значительная часть энергии для снабжения потребителей поступает из накопленного заряда аккумулятора. При его полном расходе оборудование автоматически переключается на централизованную систему.
3. Минимальное потребление и солнечная / ветреная погода. Избыток электроэнергии подается на аккумуляторы для хранения и в сеть для продажи. Вечером при возрастании нагрузки владелец электростанции расходует заряд с аккумуляторных батарей.

Сборка гибридных солнечных систем

В большинстве регионов страны наблюдаются следующие климатические особенности: пасмурная ветреная погода зимой и солнечные безветренные дни летом. Поэтому важно предусмотреть переключение между генераторами в зависимости от сезона года. Для объектов со средним энергопотреблением можно отказаться от расчетов и взять за основу следующую модель системы:

• ветрогенератор на 500 Вт;
• солнечная батарея на 170-200 Вт и напряжением 24 В;
• контроллер заряда для солнечных панелей с аналогичными параметрами напряжения;
• инвертор до 3 кВт на 24 В;
• аккумуляторные батареи с минимальной емкостью 200 А*ч;
• соединительные кабели.

Сборка конструкции выполняется согласно рекомендациям производителя каждого из предлагаемых устройств. Увидеть систему в действии и уточнить особенности ее функционирования можно из видеосюжета:

В качестве дополнения на случай длительного отсутствия солнца и ветра рекомендуется подключить в систему бензогенератор. Вместо инвертора в этом случае стоит приобрести блок бесперебойного питания с опцией зарядки аккумуляторных батарей.

• Солнечная энергетика захватывает новые стихии
• Красота в деталях: солнечные батареи для клавиатуры и ноутбуков
• Раз, два, три….расчет произвели…
• 5 солнечных автомобилей

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Источник