Мы установили солнечные батареи

Почему устанавливать солнечные панели в частном доме невыгодно? Почти нет плюсов, одни минусы. Мнения трех экспертов

Стоит ли рассчитывать всерьез на солнечные батареи как источник электрической энергии для загородного дома или дачи? На первый взгляд выглядит заманчиво. Автономно, экологично, недорого. Ни тебе перебоев с электричеством, ни счетов от снабжающих организаций. Поставил и забыл. Реальность, к сожалению, другая. Три мнения экспертов относительно солнечных батарей.

Поставить солнечные батареи и «забыть про них», не получится

Михаил Васильев, научный сотрудник института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН

К проблеме фотоэлектричества привел научный интерес: хотел выяснить насколько оно конкурентоспособно и в какой области. До натурных экспериментов не дошел, но расчеты сделал.

Солнечная электростанция состоит из трех основных технических элементов – панелей, преобразователя, аккумуляторов. Все оборудование дорогое, а для обеспечения достаточной мощности надо устанавливать много солнечных панелей, покупать мощные аккумуляторы. Учитывая, что в Иркутске тарифы на электричество – особенно бытовые тарифы – очень низкие, установка солнечной электростанции изначально невыгодна.

Установил и забыл? Нельзя сказать, что электростанция на фотоэлементах не требует текущего обслуживания. Да, фотоэлементы служат 20-30 лет, но с них нужно вытирать пыль, счищать снег. У аккумуляторов, важнейшей составляющей солнечной электростанции, срок службы 5-7 лет (лучшие образцы выдерживают тысячу циклов – если днем зарядил, вечером разрядил – три года). Поэтому не получится поставить солнечную электростанцию и забыть про нее, все равно придется тратить силы и средства на поддержание работы.

Даже если в поселке перебои с электричеством, солнечная электростанция не выход. Лучше поставить отдельно источник бесперебойного питания – аккумулятор, который будет запасать и отдавать. Фотоэлементы нужны, когда перебои длинные и частые. В садоводствах и поселках, например, целесообразно ставить газовую плиту, печное отопление и фотоэлектричество для освещения и электроники.

Если люди хотят заменить отопление электричеством, то им придется все поле заставить фотоэлементами. Когда они узнают цену, то поймут, что лучше ежемесячно платить по 10 тысяч рублей, чем строить мощную солнечную электростанцию. А еще лучше утеплить дом, и в крайних случаях использовать бензиновые или дизельные электрогенераторы. По сравнению с фотоэлементами они стоят сущие копейки, но при этом на пару часов способны обеспечить дом электричеством.

За фотоэлектричеством будущее, но чтобы оно стало массовым, нужно решить еще много технических проблем.

Во-первых, повысить КПД фотоэлементов и снизить их себестоимость. Сейчас КПД солнечных панелей составляет около 20%, то есть они только 20% солнечной энергии трансформируют в электричество. Было бы неплохо, если бы дошли до 30%. Несколько лет назад читал, что преодолен барьер в 40%, но, как я понял, это был фейк: 20% реалистично, 22% может быть, а выше нереально. По себестоимости можно ждать два эффекта: либо производители будут выпускать фотоэлементы с меньшим количеством кремния (поверхность в форме линзы), либо просто производить больше солнечных панелей, отчего цена их снизится.

Вторая техническая проблема, решение которой сделает солнечные электростанции дешевле – невысокие емкость и срок службы аккумуляторов. Затраты на аккумуляторы занимают существенную долю в общей стоимости автономного электроснабжения. Время от времени приходят новости о технологических прорывах в этой области. Возможно, какие-то новшества скоро будут внедрены в массовое производство. Управляющая электроника (преобразователи ), по-моему, уже достигла своего совершенства. Я не знаю, что там еще можно придумать.

При нынешней цене на электричество солнечные батареи совершенно нерентабельны

Дмитрий Таевский, главный редактор портала Бабр.ру

Вопрос изучил тщательно. Не только из-за проблем с электроэнергией, но и с позиций экономии. Расчеты делал по ценникам от самого дешевого иркутского поставщика.

Батареи достаточно дорогие. Сами по себе батареи не дают большого смысла без аккумуляторов. А аккумуляторы очень дорогие, капризные, требуют много места, дают малую мощность и быстро разряжаются (два последних параметра взаимосвязаны). Есть более качественные литиевые аккумуляторы (как в мобильных), но они еще более дорогие.

И батареи, и аккумуляторы работают с постоянным током, а для бытовых приборов нужен переменный. Для преобразования нужен инвертор, который тоже стоит денег, плюс при преобразовании идут приличные потери.

Мой дом (240 квадратов) потребляет зимой около 30 киловатт электроэнергии. Даже если я установлю батареи на всей крыше, они мне дадут не более 2-3 киловатт. То есть холодильник, свет, и все. Ни на кухню, ни на бойлер уже не хватит. Ни тем более на обогрев, а у меня 8 батарей-конвекторов стоят на обогреве.

Батареи работают только днем. Ночью – аккумуляторы. В пасмурную погоду аккумуляторы разрядятся за ночь, днем работать не будут. Кроме того, снег – их надо от него чистить регулярно.

Срок службы батарей (тестировал ) около года при заявленной мощности, потом мощность падает, через три-четыре года батарея выходит из строя.

Вывод: при нынешней цене на электричество, батареи и аккумуляторы, солнечные батареи совершенно нерентабельны. Условно, на мой дом нужно затратить около 200 тысяч рублей, чтобы худо-бедно обеспечить потребности в электроэнергии на 10% от существующей (зимой , понятно). Я трачу на электричество около 3-4 тысяч в месяц. Соответственно, 200 тысяч рублей мне хватит на 50 зимних месяцев безбедного существования. При перебоях проще генератор гонять: у меня генератор на 8 киловатт, за час уходит около полутора литров бензина, то есть 50 рублей.

Мало случаев, когда установка солнечной электростанции целесообразна

Алексей Нелюбин, директор компании «Байкал -Энергия»

Есть мало случаев, когда установка солнечной электростанции целесообразна. Если говорить о рынке, то они мало кому интересны. Покупают охотники, лесники – люди, живущие в местах, где нет вообще никакого электричества, кроме как от дизельных генераторов. Батареи окупаются только там, где нет электричества. Хотя некоторые люди ставят для экономии, но это редкость. За семь лет работы роста спроса на солнечные батареи мы не заметили.

В садоводствах, в поселках, деревнях ставят, но редко. И, как правило, в качестве основного источника электроэнергии. Если совсем нет электричества, то какой смысл ставить резервный источник. Например, в поселке Октябрьский Усольского района включают электроэнергию на один час утром и на два-три часа вечером. «Байкал -Энергия» устанавливала солнечную электростанцию в школе, но и не только. По домам ставим.
Среднюю стоимость назвать нельзя. Все по-разному, все считается индивидуально. Нельзя сказать, что 100 тысяч хватит всем. Но и на 100 тысяч хватает, и на 50. Большой хороший дом сделать – пять-семь тысяч долларов.

За семь лет технологии подешевели, но последние два года цена на фотоэлементы в долларах не меняется, в рублях — растет.
По гарантийному обслуживанию чаще обращаются с поломкой преобразователя напряжения. Может сразу сломаться, а может и через год-два. Преобразователи дорогие, но основная стоимость всей системы – это аккумуляторы. Их хватает примерно на восемь лет.

Источник

Как установить солнечные батареи для дома?

В связи с постоянным повышением тарифов на энергоносители и стимуляцией зеленой энергетики в ряде государств, для обывателей стал актуальным вопрос организации собственной солнечной электростанции. Для чего многими владельцами частных территорий и квартир осуществляется установка солнечных батарей для дома. Но далеко не все автономные источники выдают ожидаемые от них результаты, а некоторые вообще не функционируют. Поэтому далее мы рассмотрим основные нюансы использования солнечных батарей и детальный алгоритм установки, что позволит вам добиться максимального эффекта.

Что следует учесть на этапе проектирования?

Перед тем как установить автономную электростанцию, важно выбрать наиболее подходящее место для установки солнечных панелей, их тип и назначение. В соответствии с этими критериями определите параметры солнечных батарей и комплектующего оборудования. Если вы собираетесь использовать домашнюю электростанцию для выработки электроэнергии номиналом в 220 В, то вам понадобятся такие элементы:

Рис. 1: устройство солнечной электростанции

• Фотоэлектрический преобразователь – позволяет генерировать электрическую энергию из солнечного излучения посредством химической реакции. Характеризуются мощностью на 1м 2 площади, производительностью и типом. Общее количество выбирается в зависимости от нужд потребителя и планируемых объемов выработки.
• Аккумуляторная батарея – накапливает электрический заряд, получаемый от солнечной батареи для питания приборов в темное время суток. Поэтому емкость выбирается с запасом из расчета, что в пасмурную погоду заряд будет происходить значительно хуже.
• Контроллер заряда – осуществляет перераспределение электроэнергии от солнечных батарей к аккумулятору, а при достижении ним максимума, передает избыток во внешнюю сеть. При отсутствии такой системы, снижает электрическую мощность, поступающую на аккумулятор до минимума.
• Инвертор – предназначен для преобразования постоянного электрического напряжения, поступающего от фотоэлектрического элемента, в переменное, используемое в бытовых сетях. Они же позволяют владельцам солнечных батарей продавать избыток электричества от домашней электростанции. Рис. 2. Принцип реализации солнечной электроэнергии
• Соединительные провода – осуществляют передачу электроэнергии по всей электрической сети солнечной установки. В зависимости от места расположения, к ним предъявляются различные требования, к примеру, прокладываемые на улице должны быть устойчивыми к воздействию внешних факторов.

Несмотря на важность каждого элемента домашнего генератора свободной энергии, особое внимание следует уделить выбору фотоэлектрического модуля, так как от этого будет зависеть и продуктивность, и качество работы всей системы.

Выбор солнечной батареи

В качестве источника электроэнергии сегодня популярны три типа солнечных батарей:

• С поликристаллическим модулем – отличаются стабильными показателями генерации, не зависимо от интенсивности солнечных лучей. Также солнечные батареи на основе поликристаллического кремния отличаются сравнительно небольшим КПД – от 9 до 18%, в зависимости от производителя. Со временем КПД не снижается, но к недостаткам поликристаллических элементов следует отнести сравнительно небольшой срок службы – порядка 10 лет.
• С монокристаллическим модулем – такие панели неравномерно вырабатывают электричество в солнечную и пасмурную погоду, теряют мощность со временем эксплуатации. Но КПД автономного электроснабжения на основе монокристаллического кремния находится в пределах от 12 до 25%. А срок службы монокристаллических панелей составляет порядка 25 лет. Рис. 3. поликристаллический и монокристаллический модуль
• С аморфными кристаллами – используются в гибких пластинах, отличаются довольно низким КПД – порядка 6%. Максимальная мощность, заявляемая производителем, значительно снижается со временем эксплуатации и может упасть на 20 – 40%. Срок службы довольно низкий – не более 5 лет. Рис. 4: аморфный модуль

Выбор места и способа установки

Оптимальная генерация электрического тока обеспечивается при условии попадания достаточного количества солнечного света на поверхность панели, поэтому близлежащие постройки и деревья не должны ее затенять. То же касается и способа размещения их друг относительно друга – верхние или боковые панели не должны закрывать собой соседние. Оптимальная выработка электроэнергии достигается при перпендикулярном попадании лучей на фотоэлектрический преобразователь, что тоже должно учитываться при выборе места.

Наиболее часто для установки солнечных батарей используются:

• Крыши зданий – в зависимости от угла наклона, солнечные батареи могут располагаться как непосредственно на кровле, так и на специальной конструкции. Но далеко не каждый угол наклона подойдет для получения электричества, оптимальным считается от 0° до 40°. Рис. 5: солнечная батарея на крыше здания
• Отдельно стоящие опоры – подходят для дома с приусадебным участком, на котором есть место под дополнительную конструкцию. Рис. 6: отдельно стоящие солнечные батареи
• Стены – несмотря на горизонтальное положение, панель крепиться к наклонному каркасу. Рис. 7: солнечная батарея на стенах зданий
• Лоджия или балкон – для покрытия фотоэлементами подходят как стены, так и крыша. Рис. 8: солнечная батарея на балконе

Помимо открытого пространства, не забывайте, что выбранная конструкция должна выдерживать и вес солнечной батареи. Это особенно актуально для строящихся или модернизируемых зданий, дабы та же крыша не провалилась под весом домашней электростанции, солнечного коллектора и прочего крышевого оборудования. По отношению к сторонам света ее устанавливают с юга. Расположенные на земле, обязательно приподымаются над поверхностью грунта не менее чем на полметра.

Заметьте, скопление на солнечном модуле пыли, снега, листьев, продуктов жизнедеятельности животных и насекомых существенно снижает эффективность их работы. Поэтому место установки должно предусматривать возможность ухода и периодического технического обслуживания.

Этапы установки солнечных батарей

После того, как вы заготовили все необходимое для домашней электростанции, подобрали место и составили схему расположения панелей, переходите непосредственно к установке. Для этого:

• Соберите каркас – для этого подойдут любые прочные материалы (сталь, алюминий или дерево). Желательно использовать долговечные варианты, так как электростанция прослужит вам не один год. Рис. 9: Соберите каркас

В зависимости от места установки их можно изготавливать и собирать отдельно от монтажной площадки, но размеры должны учитывать габариты панелей заранее. Между крышей и батареей обязательно оставляйте воздушный зазор для вентиляции.

• Если модули в панелях не спаяны между собой, обязательно произведите данную процедуру. Выполняйте ее крайне аккуратно, так как хрупкие детали можно легко повредить. Рис. 10: спаяйте модули

Если вы приобрели готовые панели, в которых ничего спаивать не нужно, сразу переходите к монтажу.

• Установка готовых солнечных батарей не требует дополнительных манипуляций – главное надежно зафиксировать их на каркасе. Рис. 11: установите панели

Если вы собираете их из модулей, изготовьте основание из диэлектрического материала с отверстиями для вентиляции, установите клеевую основу и закройте герметичной прозрачной крышкой.

• Припаяйте соединительные провода – панели между собой могут соединяться как последовательно, так и параллельно, но главное, не забудьте установить запирающий диод в цепь питания каждой из них. Это предотвратит обратный разряд аккумулятора в цепь модуля после захода солнца.
• Подключите солнечную батарею к остальным элементам домашней электростанции.

Следует отметить, что положение солнца летом и зимой кардинально отличается, поэтому весьма эффективно выполнять регулировку угла наклона. Для этого можно предусмотреть соответствующий подвижный механизм в каркасе или опорном кронштейне.

Видео по теме

Источник