El crecimiento constante del costo de las fuentes tradicionales de electricidad, la dependencia de la inestabilidad de la red central obliga a buscar opciones más prometedoras y confiables.
Una planta de energía privada que opera desde el sol es una fuente inagotable de electricidad, una forma muy conveniente y ecológica de nutrir todos los electrodomésticos. El sistema está bien escalado. Hay dispositivos portátiles listos para alimentar teléfonos y tabletas, pero hay estaciones de megavatios que pueden alimentar a pequeñas ciudades y fábricas.
Una planta de energía solar para el edificio incluye los siguientes componentes:
- panel fotovoltaico: un dispositivo que convierte la radiación solar en corriente directa;
- el controlador - chip, que controla el funcionamiento del panel, estabiliza la corriente, elige el modo óptimo de funcionamiento, dependiendo de la carga, la intensidad de la radiación;
- batería: necesaria para acumular el exceso de energía y administrarla por la noche o en un clima nublado;
- inversor: convierte CC a estándar alterno para parámetros de red doméstica (220 V 50 Hz).
Por su funcionalidad, se distinguen los sistemas de respaldo autónomos (aislados), las opciones para descargar en una red centralizada y las soluciones especializadas. Es más fácil hacer su propio aislamiento o hacer una copia de seguridad con sus propias manos, el sistema con una caída en la red requiere la aprobación de muchas autoridades.
Se necesita una planta de energía solar aislada si el edificio está lejos de la red eléctrica centralizada y la conexión es imposible o demasiado costosa. El sistema tendrá que proporcionar una gran cantidad de baterías capacitivas, pero no hay necesidad de conectarse a la red general.
Se crea una copia de seguridad cuando existe una conexión a una red eléctrica centralizada, pero funciona de manera inestable o tiene un límite de energía insatisfactorio para usted. Este tipo suele consumir menos energía que los paquetes de baterías.
Además, la potencia total de los paneles suele ser menor. Pero con esto instaló un inversor, que es capaz de cambiar de una red centralizada a la batería y viceversa.
Una planta de energía solar con la capacidad de entregar excedentes a la red general es una buena inversión a largo plazo. Si el trabajo de la red es estable, entonces puede abandonar el uso de baterías. Pero tal esquema requiere la instalación de un dispositivo especial que sea capaz de sincronizar las fases de la red local y general. También habrá muchos problemas con el diseño oficial de dicha conexión.
Es más rentable utilizar una fuente de electricidad de este tipo en primer lugar en las regiones del sur de nuestro país, donde el número total de días nublados por año y más es la insolación.
Para las regiones del norte, la tecnología es menos conveniente por razones obvias, pero debido al constante desarrollo de la tecnología, la eficiencia de los paneles está aumentando, lo que hace que su uso sea convenienteincluso en latitudes altas.
En primer lugar, tales centrales eléctricas deben ser de interés para los propietarios de edificios, alejados de la red eléctrica o ubicadas donde la calidad del suministro de electricidad no pueda soportar ninguna crítica. Pero esta tecnología también debería atraer a aquellos que están construyendo un hogar moderno con eficiencia energética.
Lea sobre el uso de un parque eólico en una casa privada. ¿Le recomendamos que lea nuestro nuevo material sobre qué fuentes de energía alternativa pueden ahorrarle?
Ventajas y desventajas
Las plantas de energía solar que están activas en el sol se están moviendo activamente en América, Europa y Asia, debido a las enormes ventajas actuales y prometedoras de esta solución. Como fuente de energía, el Sol está acostumbrado a abastecer su mundo durante miles de millones de años.
Los paneles pueden funcionar durante décadas, sin necesidad de actualizar y requieren un mínimo de servicio; solo es necesario limpiarlos periódicamente del polvo o la nieve. Todo el sistema carece de elementos móviles, que en su mayor parte son cables, transistores y microcircuitos, que también funcionan durante décadas sin mantenimiento.
La energía solar es absolutamente segura para el medio ambiente: no se liberan sustancias nocivas, el sistema funciona de manera silenciosa, no existe riesgo de explosión o ignición.
Sin embargo, no hay que olvidar las deficiencias de la energía solar. Los paneles están hechos con minerales de tierras raras, por lo que su precio es muy alto. Aunque por el momento era posible alcanzar marcas menores a 50.Centavos por 1 vatios de potencia.
La radiación solar es inestable, irregular. Su intensidad cambia constantemente, mientras que si el ángulo de inclinación del sol sobre el horizonte se puede predecir, las nubes no son predecibles. El pico de potencia no coincide con el consumo máximo.
Otro problema importante con el que los científicos están luchando es el bajo consumo de energía de las baterías existentes, su alto precio y su constante degradación. El plomo más barato durará 2-3 años, el ión litio clásico servirá de 8 a 10 años.
El más prometedor en este momento: litio-fosfato de hierro, capaz de servir sin una pérdida significativa de capacidad útil de 10 a 15 años, pero esta tecnología ha aparecido recientemente y sigue siendo muy costosa.
Otro problema con las baterías es el uso de componentes tóxicos que contaminan la naturaleza, lo que genera un problema grave de reciclaje.
Esquema de conexión
El elemento principal de la planta de energía solar es un panel. Vienen en diferentes tipos, diferentes prestaciones y tamaños. Varios paneles similares se pueden combinar en un clúster y controlar por un controlador.
La potencia total de los paneles depende de la cantidad de energía que producirá el sistema.
Al instalar los paneles con sus propias manos, debe elegir el lugar iluminado por el sol: la parte sur del techo, la fachada, el área abierta del patio.
Sin embargo, debido a la inestabilidad de la radiación solar, los paneles producen una corriente con parámetros que cambian constantemente.
para alinear yEl uso más racional, así como para proteger paneles y acumuladores de daños, requiere un controlador.
Estabiliza la corriente, realiza la distribución de la carga y la producción entre paneles, consumidores y baterías.
Conecte el controlador a la batería.
Su tipo y cantidad dependen de la capacidad total, la vida útil. Cuanto mayor sea la capacidad, más tiempo podrá hacer la casa sin el sol y la electricidad de la red. El tipo de batería debe ser compatible con el controlador.
Además, el controlador puede conectar directamente los dispositivos que funcionan con corriente continua. Por lo general, los modelos se usan para 12 voltios, aunque también hay 24. Si es posible llevar a cabo la red de 12 voltios en la casa con su propia mano, entonces es posible alimentar directamente muchos dispositivos de bajo consumo.
Se requiere una corriente alterna de 220 voltios para el suministro de electrodomésticos comunes. Para recibirlo, el inversor, el convertidor está conectado a la batería o al controlador. Recibe una corriente continua en la salida que da la variable de hogar habitual.
La potencia de un inversor depende de cuánto y qué aparatos domésticos pueden ser alimentados simultáneamente por el sistema. No olvide que la potencia del inversor debe coincidir con el rendimiento de las baterías.
En lugar de un inversor normal, puede conectar una fuente de alimentación ininterrumpida a la batería, que puede cambiar entre la red y la batería.
En este caso, recibiremos un sistema solar de reserva y la batería se puede recargar desde la red.Además, hay controladores en el mercado que también realizan las funciones del inversor, en cuyo caso los aparatos domésticos se pueden conectar directamente a él, el esquema está algo simplificado.
El algoritmo óptimo funciona de la siguiente manera:
Puede deshacerse de las baterías si envía energía en exceso al sistema de calefacción de su hogar. Para hacer esto, en el circuito de calentamiento de agua, se construye una caldera eléctrica, que funciona con toda la electricidad innecesaria.
Pero es más eficiente usar bombas de calor en este caso, lo que puede aumentar la eficiencia del sistema.
Al colocar un sistema dividido regular (aire acondicionado) capaz de funcionar a bajas temperaturas, puede alimentarlo desde el inversor y recibir aproximadamente 2 kW de calor por cada kilovatio de electricidad consumido.
Tal sistema de calefacción es conveniente en la primavera y el otoño, cuando no hay heladas severas.
Precio
Un panel con una capacidad máxima de 20 vatios cuesta alrededor de 2300-2600 rublos, y 100 vatios costarán 8500-9500 rublos. Controlador a 45 amperios 12 o 24 voltios costará 11-14 mil rublos.
Si toma las baterías de plomo más baratas, durante 100 amperios por hora, 12 voltios tendrán otraPagar unos 14 mil.Si toma el fosfato de litio y hierro más duradero, entonces para una capacidad de 8-9 kW * h deberá emitir al menos 150 mil rublos.
Para alimentar todo el edificio con las baterías, necesita un inversor con una potencia de al menos 3 kW. Será tal dispositivo en 50-80 mil. Hay kits de venta y listos para usar, su adquisición no garantiza una ganancia financiera, pero al menos evitará la compra de dispositivos incompatibles.
Si no realiza la instalación del sistema con sus propias manos, los profesionales tendrán que disponer varias decenas de miles de rublos, según la complejidad del esquema y las condiciones individuales.
Conclusiones
Cabe señalar que con la ayuda de la energía obtenida, es posible reducir significativamente el costo de calentar el edificio tanto en otoño como en primavera.
Por supuesto, el costo del conjunto completo y el precio de los servicios de instalación no se considerarán bajos. El período de recuperación de las inversiones es de más de 15 años a un precio estable para la electricidad.
Pero, una vez invertido, es posible durante años usar y no pensar en perturbaciones de voltaje, descargas de rayos y tarifas de electricidad. La planta de energía solar, que suministra una corriente de alta calidad con parámetros estables, aumentará significativamente la vida útil de los electrodomésticos y reducirá el riesgo de descomposición.
