Удельная стоимость изготовления элементов оптических систем СЭС (в расчёте на единицу установленной мощности), страница 14

Рис.6.37. Гибридная схема электроснабжения коттеджа: 1-солнечные батареи (СБ); 2-шкаф для подключения СБ; 3-плавкие предохранители; 4-контроллер; 5-пропановый генератор; 6-инвертор; 7-автотрансформатор; 8-автоматический выключатель; 9-аккумуляторнные батареи; 10-измерительный прибор, контролирующий заряд батарей; 11-распределительный шкаф; 12-собственные нужды

Рис 6.38.Панель из солнечных элементов

В настоящее время солнечные батареи выпускаются в виде жёстких и гибких панелей и находят всё больше применения в быту для электроснабжения жилых домов,   освещения территорий и строительстве электростанций на солнечных батареях (рис. 6.37, 6.38 и 6.39). На рисунке 6.37 представлена схема электроснабжения от гибридного источника энергии, который состоит из солнечных батарей-1 и пропанового генератора-5. В течение дня солнечные батареи обеспечивают электроэнергией работающие электроприёмники, а излишки уходят в накопитель – аккумуляторные батареи-9. В случае снижения интенсивности солнечного излучения или тёмное время суток, необходимая энергия берётся из накопителя. Если накопитель не может покрыть полностью потребности в электроэнергии, тогда включается в работу пропановый генератор, который через автотрансформатор-7 подключён непосредственно к силовому распределительному шкафу переменного тока-11. Автоматическое управление всей системой электроснабжения осуществляется с помощью контоллера-4.

Во многих странах уже реализованы крупномасштабные проекты электростанций на солнечных батареях. Примером реализованного проекта может служить электростанция мощностью 1,4 МВт в Спрингервилле, штат Аризона в США (рис.6.40). Солнечные батареи состоят из фотоэлементов на основе кадмия и теллура, и имеют силиконовое покрытие. В 2002 году мощность станции была увеличена на 1 МВт. На тестирование были установлены новые солнечные батареи с фотоэлементами на основе меди, индия и галлия. В состав станции входят 16 инверторов с выходным напряжением 480 В, которые присоединены к энергосистеме через повышающий трансформатор и ЛЭП-34,5 кВ.

Рис. 6.39.  Гибридная солнечная электростанция мощностью 40 кВт работает совместно с дизельной станцией мощностью 150 кВт.

Наибольший интерес представляет будущее этого направления солнечной энергетики. В 1990 году был разработан проект международной программы по использованию солнечной энергии в планетарном масштабе. Эта концептуальная программа имеет название “GENESIS” (Global Energy Network Equipped with Solar cells and International Super conductor grids). Программа рассчитана на длительный срок, более 100 лет, и предполагает международное сотрудничество во многих областях науки, техники и производства. По мере сокращения запасов  невозобновляемых энергоносителей подобные программы всё больше будут находить поддержку в обществе.  Представление  о  масштабах  этой  программы  даёт  рисунок   6.41.

Рис.6.40. Электростанция на солнечных батареях мощностью 1,4 МВт в Спрингервилле штат Аризона, США

Рис. 6.41.  Концептуальный вид международной программы ‘‘GENESIS’’

Программа рассчитана на три этапа:

1. Страны участники этого проекта на своей территории должны построить солнечные установки по производству электроэнергии и соединить их в локальную сеть;

2. На втором этапе локальные сети в пределах каждой страны объединяют в единую сеть;

3.  На заключительном этапе проекта создаётся глобальная сеть в масштабе всей планеты.

Рис. 6.42. Этапы построения глобальной сети международного проекта ‘‘GENESIS’’

Этапы реализации программы “GENESIS” проиллюстрированы на рисунке 6.42.