Системы автономного электроснабжения необходимы для загородных домов, расположенных в удаленных от сетей централизованного электроснабжения районах, где прокладка линии электропередач обойдется дороже по сравнению со стоимостью такой системы. Они могут использоваться и в качестве дублирующего источника электропитания там, где есть перебои с поставками электричества или при сложностях с выделением нужной мощности электросети. Сейчас распространены преимущественно три типа автономных систем – бензиновые или дизельные генераторы, и системы на основе альтернативных источников энергии – ветрогенераторов или фотоэлектрических (солнечных) панелей. Часто встречаются и комбинированные системы, объединяющие несколько источников электроэнергии – ветрогенератор небольшой мощности и солнечные панели. Такое сочетание позволяет добиться большей стабильности всей системы в целом.
«Солнечное» электричествоФотоэлектрические системы состоят из солнечных панелей, аккумуляторных батарей, инвертора и регулятора заряда-разряда аккумулятора. В зависимости от того, каким образом организованы атомы кремния в кристалле, солнечные элементы делят на поликристаллические, монокристаллические и аморфные.
Самыми дешевыми считаются панели из аморфного кремния – они проще в производстве по сравнению с другими видами панелей и примерно в полтора раза дешевле. В отличие от моно- и поликристаллических элементов, они способны вырабатывать электроэнергию при рассеянном свете – в утренние и вечерние часы, при невысокой облачности.
Такие панели малочувствительны к затемнению – если несколько сегментов панели будет закрыто снегом, её эффективность упадет пропорционально закрытой площади. Для сравнения, если закрыть небольшую часть монокристаллической панели , её эффективность снизится на 50%.
Среди недостатков этих панелей – низкий КПД (6-7%) и достаточно большие размеры – их площадь вдвое больше, чем панелей из монокристаллического кремния, при той же выработке электроэнергии. КПД монокристаллических панелей и поликристаллических панелей значительно выше – 10-16% и 14-20%. Они имеют примерно одинаковую удельную стоимость из расчета на 1 ватт энергии (поликристаллические элементы немного дешевле).
Определить требуемый тип, количество и номинальную мощность солнечных панелей, емкость аккумуляторов и мощность инвертора можно после проведения подсчета суммарной мощности всех электроприборов в доме, подключаемых одновременно. Соответственно, мощность инвертора должна быть минимум в 1,25 раза больше этой суммы, а расчетную емкость аккумуляторных батарей определяют, разделив полученное значение на произведение напряжения батареи и значения глубины её разряда в долях.
Мощность солнечных батарей можно рассчитать, разделив ежемесячное потребление электроэнергии загородного дома на коэффициент солнечной радиации в этом регионе. К примеру, значение этого коэффициента для киевского региона составляет около 150 летом и около 100 – зимой. Если дом потребляет в месяц 300 кВт, номинальная мощность солнечной батареи для обеспечения его э/энергией летом должна быть не менее 2 кВт, для зимы – 3 кВт. Для дома, который используется круглогодично, необходимо ориентироваться на зимнее значение коэффициента.
