МЕЖСЕТЕВАЯ ИНТЕРАКТИВНАЯ СИСТЕМА
Малая межсетевая интерактивная фотоэлектрическая система также подсоединена к коммунальной электросети. Излишки электроэнергии в период минимального потребления продаются коммунальной службе, поставляющей электричество в сеть, а в периоды повышенного потребления выкупаются обратно у этой же компании.
Переменный ток напряжением 117В
Переменный ток I Для домашних
напряжением 117 В электроприборов
из коммунальной сети и в коммунальную сеть
Преимущество этой системы в том, что потребитель может пользоваться электричеством (покупая его из коммунальной сети), даже если неблагоприятные погодные условия продолжаются долго. Другое преимущество — отсутствие аккумуляторов, что позволяет сооружать более крупные (в плане пиковых значений получаемой электроэнергии) системы, чем в случае с автономными или аккумулирующими аналогами. В некоторых штатах США предлагаются хорошие условия компенсационных сделок (выкупа электроэнергии) с коммунальными компаниями, в некоторых — нет. Стоит заранее поинтересоваться положениями местного законодательства, касающимися компенсационных сделок, прежде чем вкладывать деньги в сооружение межсистемных интерактивных систем любого типа.
На рисунке 12.12 представлена функциональная блок-схема малой межсетевой интерактивной фотоэлектрической системы.
ПРЕИМУЩЕСТВА МАЛЫХ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ
• Солнечный свет — возобновляемый и практически неисчерпаемый источник энергии.
• Фотоэлектрические системы не производят так называемых «парниковых газов», токсичных компонентов или пылевых загрязнителей.
• Работа фотоэлектрических ячеек не сопровождается шумом.
• Фотоэлектрические системы могут служить вспомогательными источниками электроэнергии. Использование фотоэлектрической системы вместе с ветряной электростанцией и/или малой ГЭС позволяет добиться независимости от коммунальных электросетей. Это надежней, чем использование единственного альтернативного источника электричества.
• Типичная малая фотоэлектрическая система совершенно не бросается в глаза. Иногда ее вообще невозможно заметить.
• Фотоэлектрические системы разных типов — важный элемент долговременной стратегии, направленной на снижение или полный отказ от зависимости от невозобновляемых источников для производства электричества.
• Межсетевая интерактивная фотоэлектрическая система проста в установке и эксплуатации и практически безотказна, если она была корректно установлена, а солнечные батареи оберегаются от повреждений.
• Межсетевая интерактивная фотоэлектрическая система практически не требует ухода. Установленную и подключенную систему можно просто оставить в покое.
НЕДОСТАТКИ МАЛЫХ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ
• Фотоэлектрические элементы производят электроэнергию только в том случае, когда они освещены в достаточной степени. В местах, где недостаточно прямого солнечного света, сооружение малых фотоэлектрических систем редко оказывается рентабельным.
• Если солнечные панели занесет снегом или мусором (опавшими листьями, например), их надо очистить, иначе система не сможет работать.
• Так же как и в случае с солнечной фермой, может возникать проблема неравномерности нагрузки, если солнечная батарея освещена неравномерно (одна часть на свету, другая — в тени).
• Град или ураган могут повредить или уничтожить солнечную батарею.
• Необходимо удостовериться в том, что потребность в электричестве не превышает максимально достижимую силу тока системы.
• Установка малой фотоэлектрической системы, способной полностью обеспечить электричеством жилой дом, может потребовать таких вложений, которые никогда не окупятся.
• Если в аккумулирующей фотоэлектрической системе используются свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, возникает риск выделения опасных испарений. Такие батареи требуют отдельного ухода.
Задача 12.5
Можно ли использовать в автономных фотоэлектрических системах огромные аккумуляторные батареи для того, чтобы обеспечить бесперебойную работу этих систем даже в случае длительной непогоды? Аккумуляторные батареи нужного размера (емкости) могли бы снабжать электричеством сеть на протяжении нескольких дней или даже недель, не требуя подзарядки от фотоэлектрической системы…
Решение 12.5
Бесперебойная работа подобной системы потребует создания таких условий, при которых аккумуляторные батареи могли бы полностью зарядиться от фотоэлектрической системы за один-два солнечных дня. Единственный способ добиться этого — установить достаточно большую солнечную панель, которая соответствовала бы размеру (емкости) аккумуляторной батареи (кроме того, большая солнечная батарея способна производить небольшое количество электроэнергии для зарядки аккумуляторной батареи даже в пасмурную погоду). Увеличение размера солнечной панели и аккумуляторной батареи означает резкий рост затрат на их приобретение и установку. Вентилирование и уход за аккумуляторной батареей такого размера также создают определенные неудобства. Но если вы располагаете неограниченными средствами, можете позволить себе лучших инженеров, владеете необходимым землеотводом для установки солнечной батареи, твердо решили не зависеть от коммунальной электросети и живете в достаточно солнечном районе, то обеспечить бесперебойное электроснабжение своего дома при помощи автономной фотоэлектрической системы среднего размера вполне возможно.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Отвечая на эти вопросы, вы можете пользоваться текстом книги. Восемь правильных ответов — хороший результат. Ответы помещены в конце книги.
1. Предположим, кремниевый фотоэлемент при прямом солнечном освещении производит электрический ток с напряжением 0,50 вольт и силой 2 ампера. Какое количество электроэнергии в ваттах в час (ватт-часов) произведет этот элемент в течение 6 часов?
(а) 0,1 Втх ч;
(б) 1 Вт х ч;
(в) 6 Вт х ч;
(г) 36 Вт х ч.
2. Какой из приведенных ниже материалов радиоактивен?
(а) водород (1Н);
(б) дейтерий (2Н);
(в) тритий (ЗН);
(г) гелий-4 (Не-4).
3. Урановый ядерный реактор не может взорваться подобно ядер — ной бомбе, потому что:
(а) урановое топливо для ядерного реактора не обогащается настолько, чтобы произошла мгновенная цепная реакция, которая происходит в ядерной бомбе;
(б) атомы урана, который используется в качестве топлива для ядерных реакторов, не являются изотопами, необходимыми для производства ядерной бомбы;
(в) в ядерном реакторе невозможно собрать в одном месте достаточное для взрыва количество урана;
(г) температура внутри ядерного реактора слишком высока для ядерного взрыва.
4. Если на находящуюся под ярким солнцем солнечную батарею неожиданно опустится темная материя, которая прикроет часть солнечных панелей, то:
(а) выходное напряжение резко возрастет;
(б) если солнечная батарея разработана некорректно, может произойти неравномерность нагрузки;
(в) максимально достижимый ток всех ячеек возрастет;
(г) текущая мощность солнечной батареи останется неизменной.
5. Плазма хорошо проводит электрический ток, так как:
(а) протоны тесно связаны с ядром;
(б) установлена сверхнизкая температура;
(в) это агрегатное состояние вещества имеет низкую плотность;
(г) электроны могут легко перемещаться между атомами.
6. Предположим, 34 кремниевых фотоэлемента подсоединены последовательно и на прямом солнечном свете каждый производит ток силой 1,7 А. Ток какой силы произведет весь модуль на прямом солнечном свете, если пренебречь эффектом внутреннего сопротивления?
(а) 0,05 А;
(б) 1,7 А;
(в) 20 А;
(г) 58 А.
7. Атомный номер химического элемента всегда равен:
(а) количеству нейтронов в одном атоме;
(б) количеству протонов в одном атоме;
(в) сумме количества протонов и нейтронов в одном атоме;
(г) количеству электронов в одном атоме.
8. Атомный вес наиболее распространенного изотопа урана равен:
(а) 92;
(б) 234;
(в) 235;
(г) 238.
9. Литиевый замедлитель (модератор) в термоядерном реакторе используется для:
(а) предотвращения ионизации плазмы;
(б) поддержания температуры плазмы;
(в) выделения тритиевого горючего для реактора;
(г) ни для чего не используется, так как литий не обладает достаточной массой.
10. Стадия затухания реакции ядерного распада задолго до того, как использовано все топливо, называется:
(а) надкритической;
(б) критической;
(в) докритической;
(г) квазикритической.
