11-11-2015 21:38

Солнечная электростанция в доме: за и против

Украинский рынок считается одним из самих перспективных в плане альтернативной энергетики в Европе.

Однако энергоэффективность в стране развивается медленными темпами. При том, что 3-5-киловаттное подключение в удаленной точке при установке 40 столбов обойдется в 60 тысяч гривен – столько же стоит автономная электростанция – потребитель нередко предпочитает централизованные системы. Зачастую причиной такого решения служит не дороговизна оборудования для солнечной электростанции или нежелание возиться с документами, а элементарная неосведомленность в вопросе.

Что нужно знать об индивидуальной солнечной электростанции?

Преимущества и недостатки использования солнечных батарей

Преимущества

Возобновляемость

В отличие от ископаемых видов топлива - угля, нефти, газа, которые не восстанавливаются, ресурс Солнца, по данным NASA, составляет не менее 6.5 млрд лет.

Экологичность

Использование солнечных электростанций практически не сопровождается вредными выбросами в атмосферу. По сравнению с традиционными источниками энергии  это воздействие на окружающую среду ничтожно.

Экономичность, низкие эксплуатационные расходы

Пользователи солнечных батарей независимы от роста цен на энергоносители, при этом обслуживание систем энергоснабжения на солнечных батареях характеризуется низкими затратами - необходимо лишь несколько раз в год подвергать чистке солнечные элементы, а гарантия производителя на них, как правило, составляет 20-25 лет.

Недостатки

Высокая стоимость

Установки всего электрогенерирующего комплекса для частного дома обойдется в сумму от 7 тысяч долларов и выше.

Непостоянство

За счет того, что солнечный свет отсутствует в ночное время, а также в пасмурные и дождливые дни, солнечную энергию нельзя считать стабильным источником электроэнергии. Для ее накопления нужно устанавливать дополнительное оборудование.

Высокая стоимость аккумулирования энергии

Аккумуляторные батареи, позволяющие накапливать энергию и сглаживать, в какой-то мере, нестабильность поступления солнечной энергии, отличает высокая цена, доступная не каждому домовладельцу.

Незначительное загрязнение окружающей среды

Некоторые технологические процессы изготовления солнечных панелей сопровождаются выбросом парниковых газов, трифторида азота и гексафторида серы.

Малая плотность мощности

Одним из важных параметров источника электроэнергии выступает средняя плотность мощности, измеряемая в Вт/м2 и характеризующая количество энергии, которое можно получить с единицы площади энергоносителя. Данный показатель для солнечного излучения составляет 170 Вт/м2 - это больше, чем у прочих возобновляемых природных ресурсов, но ниже, чем у нефти, газа, угля и в атомной энергетике. По этой причине, для выработки 1 кВт электроэнергии из солнечного тепла требуется значительная площадь солнечных панелей.

В связи с малой плотностью мощности энергию, вырабатываемую солнечными батареями, проблематично использовать для устройств и оборудования, которое требует большой мощности.

Например, во время сильных снегопадов солнечная станция не будет работать. И хотя таких дней в году около 20, от включения энергоемкого оборудования – духовка, бойлер и посудомоечная машина – нужно будет отказаться. На такие случаи можно купить небольшой генератор (мощностью 1-2 кВт) - его хватит для заряда батарей.

Также в районе вашего проживания часто выпадает град, бывают бури, это безусловно серьёзная проблема, поскольку солнечные фотоэлементы довольно легко повредить. В таком случае установка фотоэлектрической системы производства электроэнергии потребует дополнительных затрат на её защиту.

Бытовые отходы: опасный мусор или ценное сырье?

Существует три типа солнечных систем.

1. Системы, в которых солнечное тепло передаётся теплоносителю (антифриз или вода), циркулирующему между бойлером - накопителем и солнечной панелью - коллектором. Такие системы имеют наибольший КПД.

2. Системы, которые греют воздух, проходящий из помещения через солнечный экран, после чего нагретый воздух поступает обратно в помещение. Такие системы применяются редко.

3. Солнечные батареи, вырабатывающие непосредственно постоянную электроэнергию, которая накапливается в аккумуляторах большой емкости и через преобразователь постоянной электроэнергии в переменную отдается потребителю.

Очень часто 1 и 3 тип работают в комплексе. Например, батареи дают электричество для освещения и бытовых приборов, а коллектор обогревает дом и обеспечивает горячей водой.



Как это работает

Принцип работы солнечных батарей заключается в выработке постоянного тока вследствие попадания солнечного излучения на  кремниевую пластину: солнечные лучи попадают на поверхность пластин и сдвигают электроны кремния с орбит атомов.

При этом эффективность солнечных батарей зависит не только от размера, а и интенсивности излучения солнца, а также положения солнечных модулей. Поэтому на КПД батарей влияет погода, сезон, географическое положение и т.д.

Солнечная батарея – это комплексная система, в которой для передачи энергии потребителю используется ряд вспомогательных приборов:

•    Преобразователь постоянного тока  - солнечные батареи способны производить только постоянный ток, поэтому для его преобразования требуется инвертор;

•    Накопитель (аккумулятор) энергии, выдающий ток, когда сама батарея не функционирует (ночью, например);

•    Стабилизатор напряжения, который выравнивает перепады тока;

•    Сигнализатор аккумуляторов, который контролирует заряд.

Солнечные батареи для дома в Украине

Климатические условия в Украине делают использование солнечных батарей выгодным: на ее территории годовое солнечное излучение на один квадратный метр превышает 5000 МДж.

Такие показатели позволяют получать до 120 Вт мощности с одного квадратного метра батареи, поэтому для семьи, потребляющей в среднем 250 кВт энергии в месяц, будет достаточно батареи суммарной площадью 7-10 кв.м.

Перед покупкой солнечных батарей для дома потребуется выполнить предварительный расчет с учетом климатических особенностей территории. Впрочем, это сделает компания-поставщик.

Показатель инсоляции (кВт*ч/m2/день) для городов Украины по месяцам, которые помогает расчитать реальный КПД солнечных батарей для дома.

Личный опыт

Жительница буковинского города Кицмань Оксане Твердохлиб в сюжете для ТСН рассказала, что установила панель солнечной батареи размером в 150 квадратных метров на своем трехэтажном доме. За месяц ее домашняя солнечная электростанция вырабатывает около 1300 киловатт, треть из которых она использует для нужд домохозяйства, остальное – продает государству.

Еще один сюжет ТСН рассказывает о семье IT-шника Мижарева из села Гнидын Бориспольского района, который солнечными панелями обеспечивает энергией дом площадью более 200 квадратов.

За май месяц около 200 киловатт мы потребили и около 450-650 произвели, это в такой, средний месяц - рассказал владелец электронезависимого дома.

При этом заработанными на солнце средствами семья почти полностью покрывает счета за отопление. В планах – добавить две-три планки панелей и полностью обеспечить себя горячей водой, частично сэкономив потребление газа.

Детально о нюансах перехода на солнечную энергию Слава Мижарев  рассказал в интервью «Цензор.нет»

- Как Вы решились на свой эксперимент, да еще в кризисные времена?

- Как раз кризис и подтолкнул меня к такому решению.

Я спроектировал автономную станцию на 12 панелей общей мощностью 3 кВт. Подобрал аккумуляторы, инвертор (устройство, которое определяет логику работы системы). Наладил возможность работы свободной энергии: когда у меня избыток электричества, в доме включается для отопления кондиционер. Весь осенний период я за счет этого не использовал газ. Но самое главное - текущие затраты на содержание дома, гаража, бани, котельной и освещения участка составляют всего около 7-9 долларов в месяц. У меня в платежке электричество - 20 грн с копейками и газ в районе 60 гривен.

Кроме того, я экономлю на отоплении: в межсезонье я направляю свободную энергию на подогрев помещений. У меня есть печь-камин, которая является теплоаккумулятором. С ее помощью мне со всем хозяйством удается вкладываться в потребление газа в 1900 кубов. То есть, в минимальный тариф.

- Но сама станция, вероятно, стоит дорого…

- Стоимость всего оборудования составила около 7,5 тыс. долларов. Сперва поставил на 3 тысячи долларов. Потом, когда появилась возможность, я модернизировал систему.

Это намного лучше, чем любые стабилизаторы или блоки бесперебойного питания для котлов. Они стоят 500-700 долларов. За эти же деньги можно взять инвертор с функцией подключения солнечных панелей, докупить аккумуляторы необходимой емкости для резервного питания потребителей. А в следующем году к этой системе купить солнечные панели.

Монтаж делали собственными силами - не нашли квалифицированного подрядчика, поэтому пригласил молодых ребят, которые занимаются этим совсем недавно. С ними мы составили грамотное решение с последующей модернизацией. Нужно помнить, что кроме экономии вы покупаете комфорт. У меня никогда не пропадает свет, всегда есть вода, потому что насосная станция работает от электричества.

- Во время отключений света Ваш дом для соседей выглядит, как мечта?

- Я сделал подсветку дорожек на своем участке. Мне некоторые соседи говорят: "Выключи, хоть людей не раздражай". Я им на это отвечаю: "Ребята, вкладывайте деньги правильно". Я и мой сосед, который установил такую станцию после меня, - единственные в селе, у кого всегда есть свет. Я сам сделал проекты по энергоэффективности и уменьшил потребление холостого хода где-то в четыре раза. Сейчас у меня дом в стандартном режиме потребляет порядка 300-500 Ватт в час. Работы системы мне хватает на несколько суток.

- В своем эксперименте вы пошли еще дальше и теперь продаете избыток электроэнергии в общую сеть по "зеленому тарифу".

- Я понял, что летом у меня будет очень много свободной электроэнергии и решил развеять миф о том, что рядовой человек не может по "зеленому тарифу" продавать электроэнергию. Этот тариф был введен для домашних хозяйств буквально год назад. Вы как локальный потребитель имеете право вводить в эксплуатацию солнечную электростанцию и продавать излишки электричества по спецтарифу согласно Киотским соглашениям.

В данный момент он составляет 0,37 евро. Например, вы потребили за месяц 50 кВт*час, а получили с помощью электростанции 100 кВт*час. Значит, разница, 50 кВт*час, будет считаться по "зеленому" тарифу. С этой суммы убираем налог на прибыль. Остальное приходит на ваш лицевой счет. Если вы потребили больше, чем выработали, то оплачиваете все, что сверх по обычному тарифу, при этом вкладываясь в минимальную зону тарификации.

Срок эксплуатации современных солнечных панелей без глобальной потери составляет 15-20 лет. При условии, что в стоимости системы они занимают около 30%, это позволяет обезопасить себя. В любом случае, вы в выигрыше. Во-первых, вы поможете своему селу снизить нагрузку на сеть как минимум в пик после веерных отключений. Во-вторых, вы отдаете излишки электричества обратно в сеть, чем снижаете общую нагрузку.

- Могу предположить, с какими бюрократическими трудностями Вам довелось встретиться.

- Наоборот. Повторюсь, путь для "зеленого" тарифа в Украине открыт. Для этого следует зарегистрировать свою станцию и подключить ее к внешней сети для продажи электроэнергии по "зеленому" тарифу. Никто из сотрудников Бориспольского РЭС не знал, как с этим работать, но пошли навстречу мне и помогли правильно и оперативно подготовить документы. Я заказал счетчик, стоимостью 2500 гривен, прошел аудит. Глобальных проблем, связанных с бюрократией или мифическими взятками, я не увидел - если ты не предлагаешь взятку, никто с тебя ее требовать не будет. Теперь я потребляю энергию по 34 копейки, ежемесячно отдаю разницу между тем, что сгенерировал и тем, что выработал по 0,37 евро за кВт (около 5 грн).

Мне абсолютно непонятно, почему у нас на рынке за услугу подготовки документов берут от 3 тысяч гривен до тысячи долларов. Там особо нечего готовить. Также я не понимаю, почему некоторые ставят себе трехфазное подключение. Почему бы не завести сначала одну фазу, а остаток денег потратить на альтернативную энергетику.

- Кроме установки возобновляемых и альтернативных источников энергии, какие общие советы Вы могли бы дать по экономии энергоресурсов?

- Во-первых, осознанно тратить электроэнергию. Какой смысл топить, если у вас открыты форточки? И какой смысл вкладывать в солнечную энергетику, если вы не готовы дома поставить 8-Ваттные светодиодные лампочки. Путем замены лампочек на всем участке я снизил режим потребления дома с 1-2 кВт до 400 Вт.

Вещи нужно называть своими именами: если духовка потребляет 3 кВт, то она потребляет 3 кВт. И для того, чтобы обеспечить ее работу, вам нужно либо сделать подключение к сети на 10 кВт, либо поменять духовку на энергосберегающую. То же касается и чайника. Используя термочайник, вы значительно сэкономите на электричестве.

То же касается и экономии воды. В Британии рядовой молодой человек со средней зарплатой не принимает ванну каждый день, только душ. Ванна считается роскошью - принять ее стоит примерно 60 гривен. У нас в стране никто этого не считает.

По поводу газа советую установить энергосберегающий газовый котел. Таким образом, минимальное давление газа у вас всегда будет, тогда как классические котлы заточены под определенное давление.

И напоследок важнейший вопрос, который касается каждого гражданина: почему у нас такое громадное потребление электроэнергии в пике? Да потому что у нас в стране используется оборудование китайского производства, не заточенное под низкое энергопотребление.

Чтобы использовать такие неэффективные чайник или духовку, человек должен устанавливать 50-киловатное подключение. Это много, по старым нормам должно быть 3-5. А вот если купить энергосберегающий чайник, он будет сохранять температуру несколько часов. Он стоит дороже, но в результате получится экономия. Такие мелочи позволяют в разы сократить энергопотребление.

Ранее в Украине обещали уже к 2013 году увеличить производство электроэнергии из возобновляемых источников до 2 млрд кВт.ч.