Эффективность солнечных батарей россии

Выгодно ли использовать СБ в России?

Дата публикации: 28 января 2014

Использование солнечных батарей в России в сравнении с более жаркими странами занятие не очень выгодное, но, несмотря на это многие жители нашей страны делают шаги навстречу альтернативной энергетике. Чтобы принять правильное решение относительно эффективности использования альтернативного источника энергии, следует ответить на главный вопрос: какова стоимость солнечных батарей в российских регионах. И уже, исходя из полученного ответа, рассчитать, что будет выгодно именно Вам: пользоваться электричеством из центральной энергосети или же установить панели и генерировать свою собственную электроэнергию.

Назвать точную стоимость киловатта, генерируемого СБ, сложно. Существует немало нюансов, от которых зависит эта цифра. На количество вырабатываемой энергии влияет солнечная инсоляция в Вашем регионе, угол наклона модулей и многое другое. Да и сами батареи по цене могут отличаться в разы. В зависимости от страны производителя, мощности, типа батареи варьируются и цены на них.

Дорогостоящее настоящее…

На сегодняшний день в России 1 ватт электроэнергии, полученной благодаря работе солнечных батарей, стоит дороже, чем 1 ватт, покупаемый у жилищно-коммунальных хозяйств. Объясняется это достаточно низкими тарифами на электроэнергию в сравнении с европейскими странами и неподходящим климатом в нашей стране. Например, себестоимость 1 Ватта составляет примерно 1 – 1,2$. Если вы приобретаете панели импортного производства, прибавьте к этой цифре затраты на транспортировку, налоги и получите еще более высокую стоимость 1 Вт.

Применение СБ оправдано лишь в тех регионах, где цены на 1 кВт/ч непомерно высокие, например, в Северных районах России. Для сравнения, 1 мВт/ч, полученный на газовой электростанции, стоит около 60$, на ветряной – чуть меньше 100$, а на солнечной электростанции – не менее 210$. Но, несмотря на высокую себестоимость панелей, темпы роста показателей СЭ неуклонно растут.

Чем выше мощность СБ, тем выше и ее цена, но при этом стоимость 1 Вт генерируемой энергии будет обходиться дешевле в сравнении с менее мощными панелями. В России средняя цена на СБ мощностью 100 Вт составляет 5 – 6 тысяч рублей, мощностью в 200 Вт – около 10 тыс. руб., 230 Вт – 11 тыс. руб. Минимальная цена 1 Вт электроэнергии, получаемой от солнечных батарей, находится в пределе 55 – 60 рублей. Выгодно ли это лично для Вас, решайте сами.

Перспективы будущего…

Получение более дешевой электроэнергии возможно лишь благодаря развитию технологий производства, чем ниже будет стоить сам процесс производства панелей, тем ниже будет их себестоимость. Именно поэтому уклон, в первую очередь, делается на разработку новых методов и материалов, которые будут служить основой для изготовления батарей.

Самый примечательный пример продемонстрировали красноярские ученые, представив разработанные ими СБ под названием «ВЕК». Как уверяют ученые, срок службы их творения составляет не менее 100 лет, и это при минимальной себестоимости и высоком качестве. Если 1 Ватт, как мы писали выше, стоит около 1$, то по подсчетам российских ученых 1 Ватт, полученный СБ из Красноярска, обойдется в 10 раз дешевле. Как поясняет руководитель проекта Борис Шагаров, именно новые знания могут помочь обойти китайских производителей, чья продукция на сегодняшний день самая доступная. Время покажет, удастся ли нашим ученым стать первыми в области альтернативной энергетики.

Статью подготовила Абдуллина Регина

Можно ли экономить, используя солнечные панели, ответ в видео:

Источник

Целесообразность и окупаемость солнечных батарей

1. Электричества нет вообще

2. Электричество часто пропадает

3. Электричество есть, но хотят экономить

• при кратковременном отключении электричества дом будет какое-то время (зависит от ёмкости аккумуляторов и потребления дома) продолжать работать. То есть, не надо ставить никаких бесперебойников на технику. А если мы поставим генератор, то не будет пропадания питания на время его пуска (обычно от 30 секунд до 2 минут). Инвертор переключает питание на резервные аккумуляторы почти мгновенно.
• на доме будут установлены солнечные батареи. Соседи будут видеть, что хозяин дома — приверженец «зелёных» технологий.

189,285 просмотров всего, 466 просмотров сегодня

Похожие посты:

1. Резервное питания для загородного дома (дачи)Рассмотрим вопрос того, как обеспечить себе бесперебойное электроснабжение при периодическом.
2. Еще раз про целесообразность солнечных батарейПоступил запрос на систему солнечных батарей, хотел бы на его.
3. Расчёт солнечных батарей для задачиПоскольку солнечные батареи вызывают очень большой интерес (вижу по количеству.
4. Диммирование освещения с Умного ДомаКоснёмся актуального вопроса диммирования светильников с системы Умный Дом, особенно.
5. Питание Умного Дома на BeckhoffЗдесь два очень важных моментов. Во-первых, надо выбрать источники питания.
6. Аудио мультирум на Sonos: подбор оборудованияВесной 2020 года эта статья от 2018 года почти полностью.
7. Окупаемость проекта электрики и Умного ДомаДля меня все преимущества предварительного выполнения проекта электрики, слаботочки и.

Недостаточно используемый огромный потенциал использования тепла солнечной энергии имеется в сельском хозяйстве и загородных домах.

поставил систему по 3 варианту , экономлю 25% в месяц .Дом 260 м2

Для экономии сп + грид инвертор напрямую в розетку

а какова оказалась стоимость ?

Всё, чему дают толк — окупается…………

Привет. А можно вопрос обывателя..) Для третьего варианта с экономией который. Нельзя ли схемку придумать с гибридным инвертором, но без батарей и всего что к ним надо. Просто приходит ток городской к дому, но какая-то его честь заменяется энергией солнечной батареи.? Платим меньше. Я вообще в квартире живу, часто посещает мысля свесить с балкона одну панель солнечную (ну или сколько там влезет) и запитать хотя бы что-то, например лампочки (днем они тоже работают, ванная например, вытяжка или еще что-то мелкое и то что не испортится от перебоев(то есть без аккумов). Или конкретно под прибор или несколько, возможно сделать схемку — розетка — гибридный инвертор+ солнечная панель — потребитель и заменить часть энергии за которую плачу, бесплатной? Если это возможно- выгодно ли это? (чур камнями не бросать)))

Источник

Эффективность солнечных батарей россии

Страна солнца. Что ждёт солнечную энергетику в России

Солнечная энергия никогда не была такой дешёвой и эффективной, как сегодня. Аналитики прогнозируют дальнейший рост этого сектора мировой энергетики. Сможет ли солнечная генерация играть заметную роль в российском климате — разбираемся вместе с «Роснано».

Солнечная энергия становится всё популярнее. По данным аналитиков Ember, за первое полугодие 2020 года глобальная солнечная генерация выросла на 19%. Агентство энергетической информации прогнозирует, что в США производство электричества из возобновляемых источников увеличится на 20% в этом году и ещё на 22% — в следующем. Главным драйвером роста станет ввод в эксплуатацию новых мощностей солнечной генерации. А причина быстрого роста популярности этого источника энергии — в низкой стоимости. По оценке Всемирного экономического форума, введение в эксплуатацию солнечных станций обходится дешевле, чем работающих на угле или газе, из-за чего от угля отказываются всё охотней в пользу «солнца». К примеру, в Китае доля угля упала на 7%, а ветряной и солнечной энергии — выросла на 6%.

На 90% за 10 лет сократилась стоимость солнечных батарей

Аналитики Международного энергетического агентства в недавнем докладе назвали солнечную генерацию «самым дешёвым способом производства электроэнергии в истории».

В России доля солнечной энергетики в структуре генерирующих мощностей пока остаётся скромной — всего 0,55% от общей выработки электричества. Но ситуация быстро меняется. Российские солнечные электростанции в 2019 году выработали 1,3 млрд кВт•ч электроэнергии — почти на 70% больше, чем годом ранее. Наибольшую долю в балансе энергосистемы солнечные станции занимают на юге страны, где на них приходится 2,77% установленной мощности.

Производство современных солнечных панелей — сложный наукоёмкий процесс. Сегодня такую продукцию выпускают всего 15 стран — примерно столько же способны самостоятельно запускать ракеты в космос.

Источник

Альтернативная энергия Альтернативная энергетика, возобновляемые источники энергии, энергетические ресурсы планеты.

Перспективы солнечной энергетики

О солнечной энергетике и перспективах ее развития ведутся споры и дискуссии уже много лет. Большинство считают солнечную энергетику – энергетикой будущего, надеждой всего человечества. Серьезные инвестиции вкладывает в строительство солнечных электростанций большое количество компаний. Солнечную энергетику стремятся развивать во многих странах мирах, считая ее главной альтернативой традиционным энергоносителям. Германия, являясь далеко не солнечной страной, стала мировым лидеров в этой сфере. Совокупная мощность СЭС Германии растет год от года. Серьезно занимаются разработками в области энергии солнца и в Китае. Согласно оптимистичному прогнозу International Energy Agency, солнечные электростанции к 2050 году смогут производить до 20-25% мировой электроэнергии.

Альтернативный взгляд на перспективы солнечных электростанций базируется на том, что затраты, которые требуются для изготовления солнечных батарей и аккумуляторных систем, в разы превышают прибыль от производимой солнечными электростанциями электроэнергии. Противники этой позиции уверяют, что все как раз наоборот. Современные солнечные батареи способны работать без новых капиталовложений десятки и даже сотни лет, произведенная ими суммарная энергия равна бесконечности. Вот почему в долгосрочной перспективе электроэнергия, полученная с использованием энергии солнца, станет не просто рентабельной, а сверхприбыльной.

Где же истина? Попробуем разобраться в этом вместе с вами, уважаемые читатели. Мы рассмотрим современные подходы в сфере солнечной энергетики и некоторые гениальнейшие идеи, которые на сегодняшний день уже реализованы. Мы попробуем установить КПД солнечных батарей, функционирующих в настоящее время, понять, почему сегодня этот КПД является довольно низким.

Эффективность солнечных батарей в России

Согласно современным исследованиям, солнечная энергия составляет порядка 1367 Ватт на 1 кв.м (солнечная постоянная). На экваторе через атмосферу до земли доходит лишь 1020 Ватт. На территории России с помощью солнечных электростанций (при условии, что КПД солнечных элементов составляет сегодня 16%) в среднем можно получить 163,2 Ватта на квадратный метр.

В этих таблицах приводится годовая инсоляция для городов России с учетом погодных условий, длительности дня и ночи, а также, типа установки солнечных батарей (КПД солнечной батареи не учитывается).

Если в Москве установить квадратный километр солнечных батарей под углом в 40 градусов (что для Москвы оптимально), то годовой объем выработанной электроэнергии составит 1173*0.16 = 187.6 ГВт*ч. При цене на электроэнергию в 3 рубля за кВт/ч, условная стоимость сгенерированной электроэнергии – 561 млн. рублей.

Наиболее распространенные способы генерации электроэнергии с помощью солнца:

Громадные зеркала таких солнечных электростанций, поворачиваясь, ловят солнце и отражают его на коллектор. Принцип функционирования таких электрогенерирующих станций основан на преобразовании тепловой энергии солнца в механическую электроэнергию термодинамической машины либо с помощью газопоршневого двигателя Стирлинга, либо с помощью нагрева воды и т.п.

В качестве примера рассмотрим электростанцию Ivanpah (мощность 392 мегаватт), в которую вложил свои средства всемогущий Google. В строительство солнечной электростанции, расположенной в калифорнийской пустыне Мохаве, вложено более двух миллиардов долларов США. На 1 кВт установленной мощности СЭС затрачено 5612 долларов. Многие полагают, что эти затраты, хотя и превышают затраты на сооружение угольных электростанций, гораздо ниже, чем затраты на строительство АЭС. Но так ли это? Во первых, на атомной электростанции, на 1 кВт ее установленной мощности расходуется от 2000 до 4000 долларов, что дешевле, чем затраты, которые пошли на строительство Ivanpah. Во вторых, годовая выработка электроэнергии солнечной электростанции – 1079 ГВт*ч, следовательно, ее среднегодовая мощность 123.1МВт. К тому же, солнечная электростанция станция способна генерировать энергию солнца только в дневные часы. Таким образом, «усредненная» стоимость строительства СЭС доходит до 17870 долларов за 1 кВт, а это довольно значительная цена. Пожалуй, дороже обошлась бы разве что выработка электричества в открытом космосе. Затраты на строительство привычных электростанций, работающих, например, на газе, в 20-40 раз ниже. При этом, в отличие от солнечных электростанций, эти электростанции могут функционировать постоянно, производя электроэнергию тогда, когда в ней есть потребность, а не только в те часы, когда светит солнце.

Но мы знаем, что современные солнечные теплоэлектростанции способны генерировать электроэнергию круглосуточно, используя для этого большой объем нагреваемого в течение всего светового дня теплоносителя. Только стоимость строительства этих станций стараются не слишком афишировать, вероятно, потому, что она является значительной. А если в стоимость проектирования и строительства солнечных электростанций включить аккумуляторы, тем более, строительство гидроаккумулирующих электростанций, то сумма возрастет до фантастических размеров.

Кремниевые солнечные батареи

Сегодня для функционирования СЭС применяются полупроводниковые фотоэлементы, которые представляют собой полупроводниковые диоды большой площади. Влетающий в pn-переход световой квант, генерирует пару электрон-дырка, при этом, на выходах фотодиода создается перепад напряжения (порядка 0,5В).

КПД кремниевой солнечной батареи — порядка 16 %. Почему же КПД столь низок? Для того чтобы сформировать электронно-дырочную пару, требуется определенная энергия. Если прилетевший световой квант обладает малой энергией, то генерации пары не произойдет. В этом случае квант света просто пройдет сквозь кремний, как сквозь обыкновенное стекло. Вот почему кремний является прозрачным для инфракрасного света далее 1.2 мкм. Если же световой квант прилетит с большей энергией, чем требуется для генерации (зеленый свет), пара образуется, но избыток энергии просто уйдет в никуда. При синем и ультрафиолетовом свете (энергия которого является очень высокой), квант может не успеть долететь до самых глубин p-n перехода.

Для того чтобы солнечный свет не отражался от поверхности солнечной батареи, на нее наносится специальное противоотражающее покрытие (такое покрытие наносят и на линзы фотообъективов). Текстуру поверхности делают неровной (в виде гребенки). В этом случае световой поток, отразившись от поверхности один раз, возвращается вновь.

КПД фотоэлементов увеличивают, комбинируя между собой фотоэлементы, на основе различных полупроводников и с разной энергией, необходимой для генерации пары электрон-дырка. Для трехступенчатых кремниевых фотоэлементов достигается КПД в 44% и даже выше. Принцип работы трехступенчатого фотоэлемента основан на том, что сначала ставится фотоэлемент, который эффективно поглощает именно синий свет, а красный и зеленый, пропускает. Второй фотоэлемент поглощает зеленый, третий – ИК. Однако трехступенчатые фотоэлементы сегодня очень дороги, поэтому, повсеместно используются более дешевые одноступенчатые фотоэлементы, которые за счет цены опережают трехступенчатые по показателю Ватт/$.

Гигантскими темпами развивает производство кремниевых фотоэлементов Китай, за счет чего стоимость одного ватта снижается. В Китае она составляет примерно 0,5 долларов за Ватт.

Основными типами кремниевых фотоэлементов являются:
• Монокристаллические
• Поликристаллические

КПД монокристаллических фотоэлементов, которые являются более дорогими, несколько выше (всего лишь на 1 %), чем КПД поликристаллических. Поликристаллические кремниевые фотоэлементы сегодня обеспечивают наиболее дешевую стоимость 1 Ватта генерируемой электроэнергии.

Кремниевые солнечные батареи не могут служить вечно. За 20 лет эксплуатации в условиях агрессивной среды самые совершенные из них теряют до 15-ти процентов своей первоначальной мощности. Есть основания полагать, что в дальнейшем деградациях солнечных батарей замедляется.

Кремниевый фотоэлемент и параболическое зеркало

Изобретатели во всех странах мира предпринимают всевозможные попытки увеличить экономическую рентабельность солнечных электростанций. Если, например, взять маленький эффективный кремниевый фотоэлемент и параболическое зеркало (concentrated photovoltaics), можно достичь КПД в 40 % вместо 16, при этом, зеркало гораздо дешевле, чем солнечная батарея. Но для того чтобы следить за солнцем, требуется надежная механика. Громадная зеркальная поворотная тарелка должна быть надежно укреплена и защищена от мощных ветровых порывов и агрессивных факторов окружающей среды. Вторая проблема заключается в том, что параболические зеркала не могут фокусировать рассеянный свет. Если солнце зашло даже за не плотные тучи, выработка энергии с помощью параболической системы упадет до нуля. У привычных солнечных батарей в этих условиях выработка тепловой энергии тоже серьезно снижается, но не до нуля. Солнечные батареи с параболическими зеркалами слишком дороги по установочной стоимости и затратны в обслуживании.

Круглые солнечные элементы на крышах

Американской компанией Solyndra при поддержки правительства были сконструированы солнечные фотоэлементы круглой формы. Они монтировались на крышах, выкрашенных в белый цвет. Солнечные батареи круглой формы изготавливали путем напыления проводникового слоя (в случае с Solyndra использовался Copper indium gallium (di)selenide) на стеклянные трубы. Фактическая эффективность круглых батарей составляла порядка 8,5 %, что ниже более дешевых кремниевых. Solyndra, получившая государственные гарантии по громадному кредиту, обанкротилась. В технологии, экономическая эффективность от которых была весьма сомнительной с самого начала, американская экономика вложила немалые денежные средства. «Удачное» лоббирование неэффективных технологий – это не только российское ноу хау.

Большая проблема солнечной энергетики!

Известно, что солнечные электростанции генерируют электроэнергию днем, в то время, как огромная потребность в электричестве возникает как раз таки в вечерние часы. Это значит, что без аккумуляторов солнечные электростанции не будут эффективны. В вечерний пик потребления электричества придется задействовать альтернативные (классические) источники электроэнергии. В дневные часы часть традиционных электростанций придется отключить, а часть — держать в горячем резерве на случай плохой погоды. Если над солнечной электростанцией нависнут тучи, недостающую электроэнергию должна давать резервная. В итоге, классические генерирующие мощности стоят в резерве и теряют прибыль.

Есть еще один путь. Он отражен в проекте Desertec – передача электроэнергии из Африки в Европу. С помощью ЛЭП в вечерний пик потребления электричества можно передавать электроэнергию от СЭС, которые находятся в тех районах земного шара, где в это время в разгаре солнечный день. Но этот способ до перехода на сверхпроводники требует огромных финансовых затрат, а также, всевозможных согласований между разными государствами.

Мы выяснили, что в среднем стоимость одного Ватта, произведенного солнечной батареей — 0,5 доллара. В течение дня (8 часов) батарея способна сгенерировать в пределах 8-ми Вт*ч. Эту энергию необходимо сохранить до вечернего пика потребления электричества.

Литиевые аккумуляторы, разработанные в Китае, стоят приблизительно 0,4 доллара за Вт*ч, следовательно, для солнечной батареи стоимостью 0,5 доллара, на 1 Вт будут необходимы аккумуляторы стоимостью 3,2 доллара, а это в шесть раз превышает стоимость самой батареи. Если учесть, что литиевый аккумулятор рассчитан максимум на 2000 циклов заряда-разряда, что составляет от трех до шести лет, то можно сделать вывод, — литиевый аккумулятор, это чрезвычайно дорогое решение.

Самыми дешевыми аккумуляторами являются свинцово-кислотные. Оптовая цена этих далеко не самых экологичных систем, порядка 0,08 доллара за Вт*ч. Свинцово-кислотные аккумуляторы также, как и литевые, рассчитаны на 3-6 лет работы. КПД свинцового аккумулятора составляет 75 %. Четвертую часть своей энергии этот аккумулятор теряет в цикле заряд-разряд. Чтобы сохранить дневную выработку солнечной энергии понадобится приобрести свинцово-кислотные аккумуляторы на 0.64 доллара. Мы видим, что это также больше, чем стоимость самих батарей.

Для современных СЭС разработаны гидроаккумулирующие электростанции. В течение светового дня в них закачивается вода, а ночью они функционируют как обычные гидроэлектростанции. Но строительство этих электростанций (КПД 90 %) не всегда возможно и чрезвычайно дорого.

Мы можем сделать неутешительный вывод. На сегодняшний день аккумуляторы обходятся дороже, чем сами СЭС. Для крупных солнечных электростанций они не предусмотрены. По мере генерации электроэнергии, крупные солнечные электростанции продают ее в распределительные сети. В вечернее и ночное время электроэнергию вырабатывают обычные электростанции.

Энергия солнца — какова сегодня ее цена?

Возьмем, к примеру, Германию – мирового лидера в использовании солнечной энергетики. Киловатт солнечной энергии, которая генерируется (даже в дневные часы, а ведь такая электроэнергия дешевле), выкупается в этой стране по цене от 12 до 17,45 евроцентов за кВт*ч. Поскольку газовые электростанции в Германии по прежнему строятся, функционируют или находятся в горячем резерве, солнечные электростанции в этой стране фактически просто помогают экономить российский газ.

Стоимость российского газа на сегодняшний день – 450 долларов за тысячу кубометров. Из этого объема газа (КПД генерации 40%) можно выработать приблизительно 4.32 ГВт электроэнергии. Следовательно, на 1 кВт*ч электричества выработанного от солнца, российского газа экономится на сумму в 0,104 доллара или 7,87 евроцента. Вот справедливая стоимость солнечной нерегулируемой генерации. Таким образом, в настоящее время в Германии солнечная энергетика на 50 % дотируется государством. Хотя, необходимо отметить, что Германия стремительно снижает стоимость генерации электроэнергии от солнца.

Самое экономичное солнечное электричество (0,5 долларов за 1 Ватт) получают сегодня с помощью солнечных поликристаллических батарей. Все остальные способы получения электричества с помощью энергии солнца, на порядок дороже.

Проблема, которая является ключевой для солнечной энергетики, это все же не КПД солнечных батарей, не цены, и не EROEI, который теоретически бесконечен. Главная проблема заключается в удешевлении способов генерации энергии солнца, полученной в дневные часы и сбережения этой энергии для вечернего пикового потребления. Ведь в настоящее время аккумуляторные системы, срок службы которых от трех до шести лет, в разы дороже самих солнечных батарей.

Солнечная генерация в значительных масштабах рассматривается сегодня только в виде способа экономии небольшой части традиционного ископаемого топлива в дневное время. Солнечная энергетика пока не в силах полностью взять на себя нагрузку в вечерние пиковые часы энергопотребления и уменьшить число АЭС, угольных, газовых и гидроэлектростанций, которые в дневные часы должны стоять в резерве, а в вечерние, брать на себя значительную энергетическую нагрузку.

Если в результате ужесточения тарифов (при которых, например, производителям водорода и алюминия будет выгодно запускать свое электролизное производство в дневные часы) пик потребления электроэнергии сместится на дневные часы, то у энергии солнца появятся более серьезные перспективы для развития.

Стоимость солнечной генерации, которая является «нерегулируемой», несопоставима со стоимостью генерации электроэнергии на привычных электростанциях, которые могут свободно генерировать ее в любое время, когда в этом есть необходимость.

Стоимость солнечной электроэнергии не должна превышать стоимости ископаемого топлива, сэкономленного с ее помощью. Если, например, газ в Германии стоит 450 долларов, то цена солнечной генерации в этой стране не должна превышать 0,1 доллара за киловатт час, в противном случае солнечная энергетика в этой стране является убыточной. До тех пор пока ископаемое топливо будет оставаться дешевым и легкодоступным, генерация солнечной энергии является невыгодной с экономической точки зрения.

В настоящее время использование энергии солнца и дорогостоящих солнечных аккумуляторных систем является экономически оправданным только для тех регионов и объектов, где нет других возможностей подключения к электросетям. Например, на одиноко стоящей, отдаленной станции сотовой связи.

Однако, не стоит забывать следующих важных факторов, которые вселяют оптимизм при рассмотрении солнечной энергетики:
1. Стоимость ископаемого топлива неуклонно растет по мере уменьшения его запасов.
2. Разумная государственная политика делает использование солнечных электростанций выгоднее.
3. Прогресс не стоит на месте! КПД солнечных электростанций повышается, разрабатываются новые технологии в генерировании и аккумулировании электроэнергии.

Поэтому, хочется верить, через 3-5 лет можно будет написать гораздо более позитивный обзор этой отрасли энергетики!

Источник