Почему не используются солнечные батареи для

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

Солнце и предубеждение: почему солнечная энергетика не приживается в России?

В начале февраля 2019 года в Госдуме прошел первое чтение законопроект, который разрешает частным владельцам солнечных панелей сдавать излишки полученной электроэнергии и экономить на оплате счетов. Для остального мира это давно не новость. Например, в Германии аналогичный закон был принят 28 лет назад и сейчас наравне с физлицами дает преференции даже владельцам коммерческой недвижимости.

Рынок альтернативной энергетики растет. По данным аналитиков SolarPower Europe и PV Market Alliance, в минувшем году в мире было возведено порядка 104,1 ГВт солнечных электростанций. Это на 5% больше показателя 2017 года.

Европейский рынок вырос еще внушительнее. В 2018 году в странах ЕС появилось на 36% больше солнечных электростанций, чем годом ранее. Лидером стала Германия, которая ввела в строй порядка 3 ГВт станций. За ней следуют Турция, Нидерланды и Франция.

Растущий спрос на новые технологии объясним: солнечная энергетика сегодня стоит дешевле, чем другие источники энергии. Чтобы не быть голословным, приведем результаты недавнего тендера на строительство солнечного парка в Саудовской Аравии. По его результатам победила местная компания, предложившая цену в 2,36 цента за кВт/ч. (эквивалентно 1,56 рубля). При этом цена для покупателей будет зафиксирована на 25 лет. Для сравнения, в Москве потребитель платит за электроэнергию в 3,5 раза больше (5,47 руб./кВт.ч), в Краснодарском крае — в 3 раза (4,69 руб./кВт.ч), в Омской области — в 2,5 раза (3,92 руб./кВт.ч). И это без учета дополнительных затрат на получение технических условий (ТУ) на подключение здания, а также скорости возведения станции.

Почему солнечную энергетику выбирают в странах мира

За исключением России, спрос на солнечные панели примерно одинаковый по всему миру. Однако причины его возникновения везде разные.

В Африке спрос обусловлен недостатком ресурсов, обилием солнца и отсутствием энергетической инфраструктуры как таковой. Строительство солнечной электростанции с нуля в сравнении с традиционными тепловыми электростанциями обходится дешевле настолько, что поддерживается даже на уровне госпрограмм.

В странах Европы, Америки и Азии дела обстоят иначе, и спрос подталкивают уже высокая стоимость электроэнергии и стремление сократить операционные расходы. Например, в Германии киловатт-час обойдется владельцу недвижимости в 30 центов (19,8 руб.), в США — от 9 до 30 центов (от 5,9 до 19,8 руб.), в Японии — 26 центов (17,2 руб.) При таких ценах инвестиции в солнечные панели окупаются за 2-3 года и позволяют владельцам получить требуемую мощность для своего здания.

Ускорить возврат инвестиций в энергообеспечение недвижимости помогают и системы накопления энергии на базе Li-ion- аккумуляторов. Эти батареи могут использоваться даже без солнечных панелей, исключительно для компенсации мощности в часы пиковых нагрузок. В течение ночи аккумуляторы заряжаются от сети по низкому тарифу, а затем используются днем, когда киловатт-час обходится дороже.

Увеличивать площадь участка или недвижимости для установки солнечных панелей и аккумуляторов не нужно, поскольку в мире есть масса решений, интегрирующих их в элементы здания. Уже сейчас при строительстве объектов недвижимости используются разноцветные фасады и кровли, которые вместе с основным предназначением генерируют электроэнергию. Из таких материалов два года назад был построен кампус международной школы в Копенгагене общей площадью 6048 квадратных метров. А к 2020 году солнечные электростанции на кровле двух логистических центров установит автоконцерн Audi.

А как в России?

Как мы увидели, в мире уже давно идут по пути локальной генерации, в то время как Россия до сих пор централизованно производит тепло и электроэнергию, доставляя ее через полстраны. За неимением других решений в XX веке это было оправдано. Но сейчас, когда энергоресурсы продолжают дорожать, а компании по всему миру питают здания от солнечных панелей, происходящее в России вызывает недоумение.

В своей практике участники рынка солнечной энергетики сталкиваются с противодействием на каждом этапе работы, но не со стороны собственников недвижимости, а со стороны тех, кто отвечает за исполнение: энергетиков, проектировщиков, монтажников. Основная причина — недостаточная компетентность технических специалистов в России, большинство из которых до сих пор живут в парадигме той информации, которую усвоили в вузах 20-30 лет назад.

Вот некоторые из их заблуждений:

Стереотип №1: «Пока это стоит дорого»

Так можно было сказать в 80-е. Сегодня же солнечная энергетика стоит дешевле традиционных источников энергии, а операционные затраты стремятся к нулю. В этом вы могли убедиться выше.

Стереотип №2 «В России мало солнца»

Правда заключается в том, что в России гораздо больше солнца, чем во многих странах Европы, в частности в Германии. Например, в Воронежской, Челябинской, Новосибирской области и Хабаровском крае солнечная электростанция с правильным углом наклона выдаст порядка 1150 кВт*ч на 1 киловатт установленной мощности в год. В Ростовской области, Краснодарском крае или на Дальнем Востоке этот показатель уже 1300 кВт*ч на 1 кВт, что сопоставимо с Болгарией, Испанией и Францией.

Стереотип №3 «Это опасно и неизвестно»

Мировой опыт показывает, что в применении солнечной энергетики заинтересованы собственники: они экономят свои деньги. В России же сегодня позиция большинства отвечающих за это главных энергетиков простая: «Вы эти буржуйские штучки бросьте! Я не знаю, что это такое, и на себя ответственность не возьму». Тем не менее объекты, где используется солнечная энергетика, в России есть.

В качестве примера можно привести завод L’Oréal в Калужской области. Здание оборудовано солнечной электростанцией мощностью 500 киловатт. Еще один пример из нашей практики — солнечная электростанция мощностью 200 кВт для коммерческого объекта сельскохозяйственного назначения в Краснодарском крае. Огромную роль в принятии решения на этом объекте сыграла осведомленность главного энергетика о принципах работы солнечного оборудования, а также позиция собственника, бизнес которого работает по всему миру.

Что поможет изменить ситуацию?

Как мы смогли убедиться, даже если завтра Госдума разрешит сдавать излишки солнечной электроэнергии, перспективы этого сектора в России туманны. И они останутся таковыми до тех пор, пока не будут решены две проблемы:

1. Энергетики и главные инженеры проектов должны быть погружены в общемировую коммуникационную среду и знать английский. С этим у многих проблемы — они читают лишь ту информацию, что есть на русском языке, а ее актуальность весьма сомнительна.

2. Должно прийти новое поколение молодых энергетиков и главных инженеров проекта. Принципиально важно, чтобы это поколение не обучалось у специалистов старой закалки, знало английский, бывало на проектах за границей и интересовалось новыми технологиями. Зачастую приехавшие на стажировку выпускники иностранных вузов знают о технологиях в современной энергетике больше, чем специалисты, проработавшие в России десятки лет.

Пойдут ли наши соотечественники по этому пути? Для перспектив солнечной энергетики в России это вопрос первостепенной важности.

Источник

Почему солнечные батареи в России практически не используют

Из-за погодных особенностей большинство жилья россиян является энергозависимым. Есть множество регионов в где не редкость перебои с отоплением или подачей электричества. Поэтому использование альтернативной энергии было бы вполне уместно.

Как сообщает новостной портал reactor.space, на МКС протестируют компактные складные солнечные батареи ROSA, которые умеют сворачиваться и будут полезны не только на Земле, но и в космосе. Подробнее читайте здесь — https://reactor.space/news/na-mks-protestiruyut-kompaktnye-skladnye-solnechnye-batarei-rosa/

Если же взглянуть на Европу, то там не только обычные граждане, но и государственные структуры активно поддерживают применение солнечных панелей для производства энергии. Что же не позволяет жителям России перенять эти наработки, почему солнечные батареи практически не используются?

Можно перечислить несколько факторов, мешающих развитию использования фотоэлектронных преобразователей в российских регионах:

Наличие большого количества природных ископаемых.

КПД тепловых и атомных электростанций существенно больше чем у солнечных панелей.

Несовершенство законодательства. Отсутствует поддержка государства в виде инвестиций, льгот, существующих во многих странах, таких как Китай, Испания, Германия и прочие.

Ограниченное предложение. Самыми доступными фотоэлектронными преобразователями являются элементы китайского производства, качество которых зачастую не радует. Их срок службы может быть намного меньше, чем у аналогичных панелей американского или европейского производства. В результате они выходят из строя так и не окупив затраты на них.

Значительная стоимость. В развитых странах жители могут себе позволить потратить на монтаж системы автономного энергообеспечения десятки тысяч евро. Да и государство всегда в этом их поддерживает. В России лишь обеспеченные жители могут себе позволить установку солнечных панелей, которые позволят стать энергонезависимым на десятки лет.

Погодные факторы. Редкие солнечные дни, дождливая, пасмурная погода сказывается на эффективности работы фотоэлектронных преобразователей.

Но не все так мрачно. Все-таки жители России всё больше интересуются возможностью применения энергии солнечного света для электрификации и обогрева собственного жилья.

Можно ли отопить дом, используя солнечные батареи

Фотоэлектронные преобразователи становятся все более востребованы в разнообразных сферах жизнедеятельности, от освещения улиц, до обеспечения энергией МКС и различных спутников. Поэтому не стоит удивляться, что использование солнечных панелей вполне подходит для обогрева жилья. Достоинств у такого вида отопления множество:

Большой эксплуатационный период, если это не китайская подделка, позволяет окупить вложения в монтаж солнечных батарей.

Избыток энергии производимой фотоэлектронными преобразователями можно накапливать в специальных аккумуляторах. Что дает возможность использовать электричество по мере необходимости.

Отпадает необходимость расходовать бюджет, оплачивая услуги тепло и энергосетей.

Можно выставлять комфортную температуру в доме.

Использование тепловой энергии не привязано к прихотям коммунальных служб.

Но и без негативных моментов не обойтись. Всегда нужно учитывать, что организовывать, обогрев дома с помощью этих панелей целесообразно в регионах с достаточно высокой солнечной активностью. Для северных широт с долгими полярными сумерками необходим иной подход. Здесь следует совмещать применение энергии солнца с альтернативными возможностями отопления: печным, газовым.

При монтаже такой системы следует обратить внимание на определенные нюансы. Потому как фотоэлектронные преобразователи служат для выработки электроэнергии их использование оправдано если в помещении планируется применять электрическое отопление: теплые полы, тэны в батареях и прочее. Если не усложнять, то для обогрева дома потребуется следующее оборудование:

Фотоэлектронные преобразователи, размещенные под определенным углом и на солнечной стороне крыши.

Специального преобразователя (инвертора), который позволяет трансформировать постоянный ток, вырабатываемый панелями в переменный.

Регулятора (контроллера), дающего возможность отключать накопители энергии при их полной зарядке или разрядке, следить чтобы поступающее на них напряжение соответствовало заявленному.

Специальных накопителей энергии (аккумуляторов).

Механизма, ответственного за отбор мощности.

Применение всех этих приборов даст возможность существенно сэкономить расходы на содержание дома. При правильном расчете мощности солнечных батарей получаемую энергию можно будет использовать и для иных бытовых нужд.

Какой мощности нужна солнечная батарея

Важным моментом при расчете необходимого количества солнечных панелей – хватит ли их мощности для обогрева жилья. Этот показатель напрямую зависит от типа применяемого фотоэлемента и общей площади панелей. Если в качестве примера взять московский регион, то для функционирования:

Небольшого обогревателя или среднего числа бытовых приборов хватит панели, вырабатывающей 800 Вт в час. Если исходить, что здесь солнечная активность позволяет получить от самых распространенных кремниевых фотоэлементов в солнечный день не более 125 Вт, то площадь панели должна быть около 7 м2.

При увеличении площади элементов и соответственно их мощность в десять раз, можно обеспечить теплом в холодные периоды несколько небольших помещений.

В случае размещения панелей, которые позволять получать ток в 13,5 кВт можно полностью отопить загородный дом средних размеров, но при больших морозах всё равно понадобятся дополнительные источники электроэнергии.

Решить все проблемы позволят фотоэлементы, суммарная мощность которых будет превышать 20 кВт. Этого вполне хватит не только для поддержания в доме комфортной температуры, но и для бесперебойной работы имеющихся бытовых приборов.

Заключение

Как бы трудно ни продвигалось развитие солнечной энергетики на российских просторах, всё же спрос на солнечные батареи неизменно растёт. Ведь это не только источник энергии, который после окупаемости станет бесплатным. Благодаря фотоэлектронным преобразователям можно чувствовать себя свободным от прихотей коммунальщиков и государства.

Источник