Введение. 
Автономная система электроснабжения частного домовладения

Солнечная энергетика — направление нетрадиционной энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика использует неисчерпаемый источник энергии и является экологически чистой, то есть не производящей вредных отходов. Производство энергии с помощью солнечных электростанций хорошо согласовывается с концепцией распределённого производства энергии.

Автономная фотоэлектрическая система полностью независима от сетей централизованного электроснабжения. За исключением некоторых специальных применений, в которых энергия от солнечных батарей напрямую используется потребителями (например, водоподъемные установки, солнечная вентиляция и т. п.), все автономные системы должны иметь в своем составе аккумуляторные батареи. Энергия от аккумуляторов используется во время недостаточного прихода солнечной радиации или когда нагрузка превышает генерацию солнечных батарей.

Электроснабжение

Возможно создание автономной системы электроснабжения на солнечных батареях различной сложности.

Наиболее простая система имеет на выходе низкое напряжение постоянного тока (обычно 12 или 24В).

Такие системы применяются для обеспечения работы освещения и небольшой нагрузки постоянного тока в доме — радио, телевизор, ноутбук, магнитофон и т. п.

Можно использовать различные автомобильные аксессуары, вплоть до холодильников. Следует отметить, что при этом необходима прокладка отдельной проводки постоянного тока со специальными розетками и вилками, которые исключают неправильную полярность подключения.

При подключении светильников с лампами постоянного тока необходимо также соблюдать полярность и следить за тем, чтобы при замене ламп они имели такую же полярность подключения, как и те, которые использовались ранее.

В противном случае возможен выход из строя ваших потребителей.

Рис. 1. — Фотоэлектрическая система постоянного тока для дома:

Типовая схема такой системы приведена на рисунке справа. Обычно такие системы применяются, если максимальное расстояние от аккумулятора до самой дальней подключенной нагрузки не превышает 10−15 м., а ее мощность — не более 100Вт. При этом надо следить за тем, чтобы падение напряжения при всех включенных потребителях в самой дальней точке было в пределах допустимого (обычно не более 10%). Для правильного выбора сечения провода вы можете воспользоваться справочной информацией по выбору сечения провода исходя из допустимого падения напряжения на участке электропроводки. Если у вас нагрузка превышает указанные рекомендованные максимальные значения, или потребители электроэнергии находятся на значительном расстоянии от аккумулятора, необходимо добавить в систему инвертор (преобразователь постоянного тока низкого напряжения от аккумуляторов в 220 В переменного тока). В этом случае вы сможете питать практически любую бытовую нагрузку суммарной мощностью, не превышающей мощность инвертора. Система электроснабжения автономного дома с выходом переменного тока на базе фотоэлектрической солнечной батареи в этом состоит из практически тех же компонентов, как и в предыдущем случае, плюс инвертор, т. е.:

Рис. 2. — Система электроснабжения для дома:

Система электроснабжения для дома, переменный ток:

• 1. Солнечной батареи необходимой мощности;
• 2. Контроллера заряда аккумуляторной батарея, который предотвращает губительные для батареи глубокий разряд и перезаряд;
• 3. Батареи аккумуляторов (АБ);
• 4. Инвертора, преобразующего постоянный ток в переменный;
• 5. Энергоэффективной нагрузки переменного тока.

Для обеспечения надежного электроснабжения необходим резервный источник электропитания (на рисунке не показан). В качестве такого источника может быть небольшой (2−6 кВт) бензоили дизель электрогенератор.

Введение

такого резервного источника электроэнергии резко сокращает стоимость солнечной батареи из-за отсутствия необходимости рассчитывать ее на худшие возможные условия (несколько дней без солнца, эксплуатация зимой, и т. п.).

В этом случае в систему также вводится зарядное устройство для быстрого заряда (в течение нескольких часов) АБ от жидко-топливного электрогенератора. Возможно применение блока бесперебойного питания, в котором функция заряда АБ уже встроена.