Мобильные фотоэлектрические системы

Наступает конец эры дешевой энергии на основе традиционного топлива. Каждый год в мире потребляется столько нефти, сколько ее образуется в природных условиях за 2 миллиона лет. Существуют только два долговременных источника энергии — это ядерная и солнечная. В последние 10 лет в мире накоплен огромный положительный опыт по организации автономного энергосбережения индивидуальных и коллективных потребителей электроэнергии. Это возможно путем преобразования солнечной энергии в электрическую с помощью солнечных фотоэлектрических панелей.

Солнечная батарея (фотоэлектрический генератор, преобразующий энергию солнечного излучения в электрическую энергию) впервые была применена 1958 г. на «Спутнике-3». С тех пор на всех космических аппаратах, кроме транспортных космических кораблей с малым ресурсом самостоятельного полета, первичными источниками электроэнергии являются солнечные батареи. Применение солнечных батарей в космосе стимулировало развитие фотоэлектрической энергетики, а в последние десятилетия все более широко фотоэнергетика стала использоваться в наземных условиях.

Использование солнечных батарей малой мощности в качестве источника электропитания малоэнергоемких приборов: калькуляторов, часов и т. д. — наиболее распространенное направление фотоэнергетики. Другое направление — использование солнечных батарей значительной мощности (сотни и тысячи Вт) для электроснабжения автономных объектов, расположенных вдали от линий электропередач, где другие способы электроснабжения невозможны или экономически нецелесообразны. Таким образом, можно решить проблему электроснабжения не только жилых объектов (освещение, электропитание холодильника, радио, телевизора и других электроприборов), но и некоторых малоэнергоемких объектов промышленного и народнохозяйственного назначения (радиоретрансляторы и другие объекты связи, навигационные знаки, резервные источники бесперебойного электропитания, сигнализация, водоподъемные установки и т.п.).

Как правило, в таких системах солнечные батареи используются совместно с буферными аккумуляторами, что обеспечивает стабильное энергоснабжение потребителей в любое время суток и вне зависимости от суточного и погодного изменения интенсивности солнечного излучения. Фотоэлектрическая система, помимо солнечных батарей, аккумуляторов и энергопотребителей, обычно содержит прибор электронного контроля, исключающий перезаряд аккумулятора и его глубокий заряд. В фотоэлектрических системах обычно применяются экономичные потребители. Например, люминесцентные лампы вместо ламп накаливания.

В случаях, когда необходимо получить переменный ток, используют инверторы. Например, инвертор может преобразовать постоянный ток с напряжением в 12 В в переменный ток с напряжением 220 В, 50 Гц.

Существует еще одно схемное решение, когда энергия солнечных батарей преобразуется в переменный ток с напряжением 220 В и отдается в электросеть. В отличие от электроснабжения автономных потребителей такие проекты позволяют частично восполнить дневной дефицит электроэнергии в промышленных регионах.

В ряде случаев применяется комбинированное использование различных методов получения энергии: сочетание фотоэнергетики и ветроэнергетики, сочетание фотоэлектрических систем с гелиоустановками (например, с солнечными коллекторами), а также включение в систему резервных маломощных дизель-генераторов.

Выбор конфигурации системы и ее характеристик производится с учетом временного графика предполагаемой нагрузки потребителей (суточным, месячным, годовым) и погодно-климатическими условиями региона. На основании этих данных проводится расчет емкости аккумуляторных батарей и определяются требования к комплектующему аккумуляторному оборудованию.

Создание мобильных солнечных переносных батарей с установленной мощностью от нескольких Вт до нескольких сотен Вт и стационарных с установленной мощностью до нескольких кВт, по сути, определило создание мобильных солнечных станций. Все переносные приборы, устройства и установки, питание которых осуществляются от аккумуляторов различного типа и различной емкости, приобретают новые потребительские качества — вместо использования стационарных зарядных устройств или комплектов сменных аккумуляторов появляется возможность использования мобильных зарядных устройств в так называемых полевых условиях.

Сегодня затруднительно даже обозначить все сферы использования мобильных фотоэлектрических систем — они могут использоваться как зарядное устройство для портативных переносных компьютеров, переносной радио- и телевизионной аппаратуры, приборов геологической, химической и радиационной разведки, переносных системах освещения и даже подзарядки аккумуляторов транспортных средств.

Мобильные солнечные батареи использовались альпинистами для зарядки аккумуляторов средств связи при восхождении на Эверест. Несколько лет назад Д. Шпаро использовал раскладные портативные солнечные батареи для зарядки аккумуляторов средств связи и видеокамеры во время своего лыжного похода на Северный полюс.

Экипаж океанской яхты «Апостол Андрей» во время кругосветного путешествия использовал раскладные солнечные батареи в качестве резервного источника питания. Во время этого путешествия экипажу пришлось воспользоваться этим резервным источником после сильного шторма. Основное оборудование оказалось залитым водой, и экипаж смог выйти на связь только с помощью аварийной радиостанции, запитанной от солнечной батареи.

Мобильные фотоэлектрические системы испытывались военными на равнинных и горных территориях России и Казахстана для зарядки аккумуляторов штатных радиостанций различного типа. По их заключению, использование мобильных солнечных зарядных устройств повышает тактико-технические данные мобильных средств связи, находящихся на вооружении.

Источник: журнал «Строительный сезон»
Автор статьи: А.А. Полисан, доктор физико-математических наук

Комментарии

Нет комментариев.

Добавить комментарий

Пожалуйста залогиньтесь для добавления комментария.

Рейтинги

Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, залогиньтесь или зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Статьи: Энергоснабжение и автоматизация домов

Всевидящее око

Всевидящее око Практика показывает, что человеку гораздо труднее решиться на преступление, если за его действиями наблюдает телекамера: т.е. на психологическом уровне система теленаблюдения выполняет активную охранную функцию. Традиционные способы (замки, решетки, сигнализация и т.п.) эффективны при хорошо продуманной и организованной охране и зачастую применяются в надежде на отпугивание нарушителя...

Защита загородного дома от грома небесного

Защита загородного дома от грома небесного В последние годы в нашей стране резко возросло количество пожаров. Причин, от которых происходит возгорание, несколько. В их числе электрические разряды молнии. При выполнении всех предложенных в статье рекомендаций, ваше жилище и его оборудование будет надежно защищено от небесной стихии...

Мобильные фотоэлектрические системы

Мобильные фотоэлектрические системы Наступает конец эры дешевой энергии на основе традиционного топлива. Каждый год в мире потребляется столько нефти, сколько ее образуется в природных условиях за 2 миллиона лет. Существуют только два долговременных источника энергии — это ядерная и солнечная...

Правила монтажа электропроводки

Основные правила монтажа электропроводки в помещениях. Электропроводку следует прокладывать согласно разработанному плану. В основу этого документа, который в последствии облегчит Вам жизнь, положим два принципа: электробезопасность и удобство использования...

Проектирование систем отопления

Проектирование систем отопления То, что отопление дело серьезное известно всем, но известно теоретически. Когда дело доходит до строительства дома, об этом серьезном деле вспоминают, к сожалению, слишком поздно. Желательно начинать думать об отоплении (равно как и о всех других инженерных коммуникациях) еще до того как заложен первый камень в основание фундамента, то есть на этапе архитектурного проектирования...

Системы постоянного тока

Наряду с ИБП существуют системы постоянного тока, предназначенные для электроснабжения средств связи и телекоммуникаций. Исторически системы постоянного тока ведут свое начало от систем питания постоянного тока аналоговых телефонов...

Электропитание без проблем

Электропитание без проблем Нет, вероятно, необходимости доказывать, какая полезная и нужная вещь – электрический генератор. За городом без него как без рук, причем нужен электрогенератор как во время строительства дома (очень многие современные инструменты нуждаются в электропитании), так и для повседневной жизни...

Электропроводка: полезные советы

Электропроводка: полезные советы После составления плана и разметки прохождения проводки на стенах самое время подумать о комплектации, так как будут ясны многие моменты связанные, с ней. Как то: количество выключателей, разветвительных коробок, розеток, метраж провода и т.д.При подборе комплектации совет один - не покупайте импортной дешевки...

Электроснабжение загородного дома

Электроснабжение загородного дома Электроснабжением называют комплекс организационных мероприятий и технических средств, обеспечивающий потребителям поставку электроэнергии с определенными параметрами и стабильностью. Для бытового электроснабжения на территории всей России принято напряжение 220 В переменного тока...

Энергобезопасность вашего дома

Энергобезопасность вашего дома Полноценная жизнь современного человека в значительной мере зависит от надежного электроснабжения многочисленных электрических и электронных аппаратов и устройств. А у владельцев загородных домов эта зависимость еще сильнее, поскольку электроэнергии требуется намного больше...