Солнечные батареи вместо электричества

Вся правда об эффективности солнечных панелей (10 фото)

Хозяин одного дома, установивший солнечные панели и следивший в течение года за их работой, решил поделиться своими впечатлениями о подобных девайсах. Подсчитав сэкономленную электроэнергию, он сделал вывод о целесообразности использования подобной системы.

Далее слова автора:

Сейчас вы узнаете то, о чем никогда не расскажут продавцы солнечных панелей.

Ровно год назад, в октябре 2015 года, в качестве эксперимента я решил записаться в ряды «зеленых», спасающих нашу планету от преждевременной гибели, и приобрел солнечные панели максимальной мощностью 200 ватт и грид-инвертор рассчитанный максимум на 300 (500) ватт вырабатываемой мощности. На фотографии вы можете увидеть структуру поликристаллической 200-ваттной панели, но через пару дней после покупки стало ясно, что в одиночной конфигурации у неё слишком низкое напряжение, недостаточное для правильной работы моего грид-инвертора.

Поэтому мне пришлось её поменять на две 100-ваттных монокристаллических панели. Теоретически они должны быть немного эффективнее, по факту же они просто дороже. Это панели высокого качества, российского бренда Sunways. За две панели я заплатил 14 800 рублей.

Вторая статья расходов — грид-инвертор китайского производства. Производитель никак себя не обозначил, но устройство сделано качественно, а вскрытие показало, что внутренние компоненты рассчитаны на мощность до 500 ватт (вместо 300, написанных на корпусе). Стоит такой грид всего 5 000 рублей. Грид — это гениальное устройство. С одной стороны к нему подключается + и — от солнечных панелей, а с другой стороны он с помощью обычной электрической вилки подключается совершенно в любую электрическую розетку в вашем доме. В процессе работы грид подстраивается под частоту в сети и начинает «выкачивать» переменный ток (сконвертированный из постоянного) в вашу домашную сеть 220 вольт.

Грид работает только при наличии напряжения в сети и его нельзя рассматривать как резервный источник питания. Это его единственный минус. А колоссальным плюсом грид инвертора является то, что вам в принципе не нужны аккумуляторы. Ведь именно аккумуляторы являются самым слабым звеном в альтернативной энергетике. Если та же солнечная панель гарантированно отработает более 25 лет (то есть через 25 лет она потеряет примерно 20% своей производительности), то срок службы обыкновенного свинцового аккумулятора в аналогичных условиях составит 3-4 года. Гелевые и AGM аккумуляторы прослужат дольше, до 10 лет, но они и стоят в 5 раз дороже обычных аккумуляторов.

Поскольку у меня есть сетевое электричество, то мне никакие аккумуляторы не нужны. Если же делать систему автономной, то нужно добавить к бюджету еще 15-20 тысяч рублей на аккумулятор и контроллер к нему.

Теперь, что касается выработки электроэнергии. Вся энергия вырабатываемая солнечными панелями в реальном времени попадает в сеть. Если в доме есть потребители этой энергии, то она вся будет израсходована, а счетчик на вводе в дом «крутиться» не будет. Если же моментальная выработка электроэнергии превысит потребляемую в данный момент, то вся энергия будет передана обратно в сеть. То есть счетчик будет «крутиться» в обратную сторону. Но тут есть нюансы.

Во-первых, многие современные электронные счетчики считают проходящий через них ток без учета его направления (то есть вы будете платить за отдаваемую обратно в сеть электроэнергию). А во-вторых, российское законодательство не разрешает частным лицам продавать электроэнергию. Такое разрешено в Европе и именно поэтому там каждый второй дом обвешан солнечными панелями, что в совокупности с высокими сетевыми тарифами позволяет действительно экономить.

Что делать в России? Не ставить солнечные панели, которые могут выработать энергии больше, чем текущее дневное энергопотребление в доме. Именно по этой причине у меня всего две панели суммарной мощностью 200 ватт, которые с учетом потерь инвертора могут отдать в сеть примерно 160-170 ватт. А мой дом стабильно круглосуточно потребляет примерно 130-150 ватт в час. То есть вся выработанная солнечными панелями энергия будет гарантированно потреблена внутри дома.

Для контроля вырабатываемой и потребляемой энергии я пользуюсь Smappee. Я уже писал про него в прошлом году. У него два трансформатора тока, которые позволяют вести учет как сетевой, так и вырабатываемой солнечными панелями электроэнергии.

Начнём с теории, и перейдем к практике.

В интернете есть много калькуляторов солнечных электростанций. Из моих исходных данных согласно калькулятору следует, что среднегодовая выработка электроэнергии моих солнечных панелей составит 0,66 квтч/сутки, а суммарная выработка за год — 239,9 квтч.

Это данные для идеальных погодных условий и без учета потерь на конвертацию постоянного тока в переменный (вы же не собираетесь переделывать электроснабжение своего домохозяйства на постоянное напряжение?). В реальности полученную цифру можно смело делить на два.

Сравниваем с реальными данными по выработке за год:

2015 год — 5,84 квтч
Октябрь — 2,96 квтч (с 10 октября)
Ноябрь — 1,5 квтч
Декабрь — 1,38 квтч
2016 год — 111,7 квтч
Январь — 0,75 квтч
Февраль — 5,28 квтч
Март — 8,61 квтч
Апрель — 14 квтч
Май — 19,74 квтч
Июнь — 19,4 квтч
Июль — 17,1 квтч
Август — 17,53 квтч
Сентябрь — 7,52 квтч
Октябрь — 1,81 квтч (до 10 октября)

Всего: 117,5 квтч

Вот график выработки и потребления электроэнергии в загородном доме за последние 6 месяцев (апрель-октябрь 2016 года). Именно за апрель-август солнечными панелями была выработана львиная доля (более 70%) электрической энергии. В остальные месяцы года выработка была невозможна по большей части из-за облачности и снега. Ну и не забываем, что КПД грида по конвертации постоянного тока в переменный примерно 60-65%.

Солнечные панели установлены практически в идеальных условиях. Направление строго на юг, поблизости нет высоких домов отбрасывающих тень, угол установки относительно горизонта — ровно 45 градусов. Этот угол даст максимальную среднегодовую выработку электроэнергии. Конечно можно было купить поворотный механизм с электроприводом и функцией слежения за солнцем, но это бы увеличило бюджет всей установки практически в 2 раза, тем самым отодвинув срок её окупаемости в бесконечность.

По выработке солнечной энергии в солнечные дни у меня нет никаких вопросов. Она полностью соответствует расчетным. И даже снижение выработки зимой, когда солнце не поднимается высоко над горизонтом не было бы настолько критично, если бы не. облачность. Именно облачность является главным врагом фотовольтаики. Вот вам почасовая выработка за два дня: 5 и 6 октября 2016 года. Пятого октября светило солнце, а 6 октября небо затянули свинцовые тучи. Солнце, ау! Ты где спряталось?

Зимой есть еще одна небольшая проблема — снег. Решить её можно только одним способом, установить панели практически вертикально. Либо каждый день вручную очищать их от снега. Но снег это ерунда, главное чтобы светило солнце. Пусть даже низко над горизонтом.

Итак, подсчитаем расходы:

Грид инвертор (300-500 ватт) — 5 000 рублей
Монокристаллическая солнечная панель (Grade A — высшего качества) 2 шт по 100 ватт — 14 800 рублей
Провода для подключения солнечных панелей (сечением 6 мм2) — 700 рублей
Итого: 20 500 рублей.
За прошедший отчетный период было выработано 117,5 квтч, по текущему дневному тарифу (5,53 руб/квтч) это составит 650 рублей.
Если предположить, что стоимость сетевых тарифов не изменится (на самом деле они изменяются в большую сторону 2 раза в год), то свои вложения в альтернативную энергетику я смогу вернуть только через 32 года!

А уж если добавить аккумуляторы, то вся эта система никогда себя не окупит. Поэтому солнечная энергетика при наличии сетевого электричества может быть выгодна только в одном случае — когда у нас электроэнергия будет стоить как в Европе. Вот будет стоить 1 квтч сетевого электричества более 25 рублей, вот тогда солнечные панели будут очень выгодны.
Пока же использовать солнечные панели выгодно только там, где нет сетевого электричества, а его проведение стоит слишком дорого. Предположим, что у вас его загородный дом, расположенный в 3-5 км от ближайшей электрической линии. Причем она высоковольтная (то есть потребуется установка трансформатора), а у вас нет соседей (не с кем разделить расходы). То есть за подключение к сети вам придется заплатить условно 500 000 рублей, а после этого еще и платить по сетевым тарифам. Вот в этом случае вам будет выгоднее купить на эту сумму солнечные панели, контроллер и аккумуляторы — ведь после ввода системы в эксплуатацию вам уже больше платить не нужно будет.
А пока стоит рассматривать фотовольтаику исключительно, как хобби.

Источник

«Бесплатное» электричество. Мифы и реальности о солнечных батареях.

Споры об экономический эффективности использования источников возобновляемой энергии в быту сошли на нет: солнечные батареи и ветряки применяются при отсутствии центрального энергоснабжения, а иначе они не окупаются. Однако с началом процедур принятия поправок в закон об электроэнергетике появляются стимулы использования солнечной и ветровой энергии.

Дело в том, что одним из самых дорогих компонентов солнечной электростанции являются аккумуляторные батареи, накапливающие энергию днем в солнечную погоду и отдающие ее в темное время суток. Кроме высокой стоимости аккумуляторы имеют ограниченный срок службы и требуют периодической замены.

Если будет окончательно реализован принцип выкупа избытка генерации электроэнергии сетевой компанией, то в роли аккумуляторов будет выступать городская электрическая сеть. Днем, в отсутствии основной части потребителей дома вырабатываемая солнечной панелью энергия будет передаваться в сеть, а вечером начнется потребление из нее.

Принцип работы и разновидности

Солнечная панель представляет собой набор полупроводниковых элементов, преобразующих солнечную энергию в постоянный ток.

Различают монокристаллические пластины и поликристаллические . Монокристаллические батареи более сложны в производстве и примерно на 10% дороже поликристаллических, но имеют более высокий КПД (примерно на 30%). Тем не менее, поликристаллические пластины медленнее снижают свои характеристики с течением времени. Другой вид солнечных панелей — пленочные, они менее эффективны и находят свое применение в мобильных устройствах.

КПД монокристаллической батареи в солнечный день может достигать 25% . Не стоит забывать, что с ростом температуры производительность панели снижается. Повышение температуры элемента на 10°С приводит к снижению его эффективности почти в два раза.

Схемы включения

В состав солнечной электростанции входит набор панелей необходимой мощности, контроллер заряда аккумуляторов, сами аккумуляторные батареи и инвертор, преобразующий постоянный ток панелей или аккумуляторов в переменный ток.

Если использовать сетевой инвертор , то его можно подключить к городской сети и исключить аккумуляторы с контроллером. В таком случае, если мощности солнечной генерации достаточно для обеспечения всей нагрузки дома, потребления из сети нет. Днем, когда светит солнце и потребление дома минимально, происходит выдача лишней мощности в сеть. За эту энергию электросетевая компания заплатит по рыночной цене. При недостатке мощности к «солнечной» электроэнергии подмешивается электросетевая.

Расчет и цена

В солнечную погоду каждый 1 кв.м. площади панелей вырабатывает до 100 Вт электроэнергии. Ставить солнечные батареи мощностью более 15 кВт не имеет смысла, для дома, в котором проживает 3-4 человека достаточно около 20 кв.м солнечных панелей.

Цена одного Ватта солнечной панели составляет около 35 руб . Батарея на 2 кВт будет стоить около 70 тыс.руб . Сетевой инвертор обойдется в 50 тыс.руб . Провода, выключатели и другие материалы, а так же монтаж, наладка потребуют еще около 30 тыс.руб . Итого за 150 тыс. руб . получаем солнечную электростанцию на 2 кВт .

Возьмем для примера Ростовскую область. В году примерно 950 ясных часов, когда выработка максимальная и около 2 тыс. облачных часов, пусть в эти дни выработка упадет вдвое. Тогда за год наша электростанция выработает примерно 4 000 кВт*ч. При цене 5,43 руб. за киловатт экономия составит около 20 тыс. руб. Т.е. за 7,5 лет затраты полностью окупятся.

Конечно расчет очень условный, европейское оборудование будет несколько дороже, а китайское, наоборот, позволит уменьшить затраты. Я хотел сказать, что в случае принятия государственной программы стимулирования возобновляемой частной микрогенерации может стать выгодным ставить на крышах своих домов солнечные батареи. Ваше мнение жду в комментариях.

Не забывайте ставить « лайк » и подписываться на канал если вам понравилась статья.

Статьи, которые могут быть полезны:

Источник

Что выгоднее: солнечные панели или подключение к электросетям? Считаем все затраты и делаем выбор

Эта статья рассматривает экономику солнечных панелей в трех вариантах их использования. Подробно расписаны затраты на покупку и монтаж оборудования, а так же особенности жизни с использованием фотовольтаники.
Статья будет интересна тем, кто увлекается темой или рассматривает вариант установки панелей у себя на даче или в загородном доме.
Если подробные расчеты не интересны, можно сразу переходить к ВЫВОДАМ 🙂

Стоимость оборудования и монтажа

В прошлой статье про КПД и КУИМ солнечных панелей я рассказала, что КПД для потребителей не важен, важен КИУМ, который не может быть выше 25%, и составляет от 19% по рекламе производителей, и около 10%, по заявлениям реальных пользователей (Подмосковье).

Ниже ссылка на публикации английской прессы, из которых следует, что реальный КИУМ от солнечных панелей в Великобритании составляет 10% .

Но кроме КИУМ, есть ещё несколько факторов, которые драматически влияют на экономику фотовольтаники.

Разберем эти факторы на конкретных примерах и посмотрим, в каких вариантах использования фотовольтаники, какая стоимость киловаттчаса получается.

Затраты на оборудование и монтаж

• Необходимая мощность
  По статистике, за 99 летних дней, когда у нас работали насосы и автополив, мы израсходовали 2300кВтч или 23.3 кВтч в день в среднем. Округлим до 24 кВтч.
• Тип и количество панелей
  Возьмем оптимальные панели по соотношению цена/мощность SilaSolar 400Вт PERC.
  Для наших потребностей потребуется 24 (кВтч) /12 (часов) * 2 = 4 кВт
  Калькулятор продавца дает такую же цифру!))
  То есть, 10 панелей, общей площадью 20 кв.м. и суммарной стоимостью 140’000 рублей.
• Место и угол размещения
  Размещать панели будем на крыше. Так как другой свободной локации у нас нет. Площади крыши хватает, ориентировано почти строго на юг. Единственный минус — угол установки. Оптимальной считается 40 градусов для лета для нашей широты места.
  Крыша же у нас выполнена под 35%, и чтобы не городить какие то конструкции, которые резко удорожат монтаж, будем панели крепить просто на крышу.

• Инвертор
  К панелям требуется инвертор, который будет из постоянного тока (да, панели вырабатывают постоянный ток) делать переменный 220В. А также, будет контролировать заряд батарей, если таковые имеются. Стоимость инверторов пропорциональна мощности 10 000 рублей за каждый киловатт и немного зависит от типа.
  Пока возьмем в расчет самый простой инвертор на 4 кВт максимальной мощности. Его стоимость составит 40 000 рублей.
• Монтажные работы
  Монтажные работы рекламируются в районе 20-30%. Я думаю в нашем случае за счет высоты будет еще больше, но возьмем по верхней границе 30%. Тогда стоимость монтажных работ составит 54 000 рублей.

Эта часть будет неизменной для всех вариантов и ее стоимость составляет 234 000 рублей.

Автономная солнечная панель

Посчитаем себестоимость киловатта такого решения:

Производитель пишет о том, что такое решение даст 5300 кВтч в год . При этом если панели работали 24 часа в сутки 365 в году на 100% мощности они бы выработали 35 000 кВтч. То есть, КИУМ составляет 15%.

Примечание:
в прошлой публикации, указанной в начале статьи, говорилось о том, что реа льный КИУМ не 20%, как заявлено у производителя, а 10%. Здесь уже сам производитель приближается к реальным цифрам.

Срок службы таких панелей по заявлениям производителя составляет 30 лет, с деградацией 20% за это время. То есть, в среднем выработка уменьшится на 10% за все время.

Итого за 30 лет будет выработано:

5300 (кВтч/год) * 30 (лет) *90%= 143 000 кВтч.

Тогда стоить 1 кВтч составит 234 000 / 143 000 =

1,63 рубля/кВтч

Стоимость одного установленного ватта составляет 58 рублей.

Кажется очень неплохой результат, но что мы не учли?

• Ограничение по мощности.
  Например, у нас в квартире стоит автомат на 50 ампер, что равно 11кВт. В загородном доме мощности надо еще больше -электроплита, насосы, телевизоры, освещение, в том числе участка и тд.
  Правда, в этом варианте про ночное освещение вообще надо забыть. Ночью электричества не будет.
  И жизнь будет весьма своеобразна:
  хочешь приготовить поесть — выключи чайник,
  хочешь принять душ — выключи плиту.
  Набежала тучка — ну. можно пойти прополоть огород или поколоть дрова.
  Выглянуло Солнце — можно бежать строчить гневные комментарии о том, что «Автор несет бред. И что солнечные панели — наше светлое будущ. » комментарий оборвался, опять набежала тучка.))
• Потери энергии.
  Не смотря на то, что в какие-то моменты энергии будет не хватать, в другие моменты она не будет требоваться и будет просто пропадать. И если зимой энергии меньше, что заставит перейти на менее мощный чайник и плиту, но по крайней мере излишки можно кидать на отопление, то летом энергию девать некуда.
  Из-за этого КИУМ смело можно делить на 2.
  Вспоминая о том, что реальный КИУМ 10% и деля его на 2, получаем всего 5% , что в три раза меньше обещанного производителем или в 3 раза меньше. Тогда тариф вырастит в 3 раза и составит

4,90 рубля/кВтч

Уже как-то не очень интересно.

Что мы еще не учли?

Не учли, что панели надо обслуживать -летом протирать пыль, зимой чистить от снега. Но снег еще ладно. Бывает град с куриное яйцо , который насквозь пробивает вертикальный пластиковый сайдинг. Нашим родственникам на Алтае побило машину. Но если машину можно отремонтировать или продать с потерей цены, или даже ездить на такой, какая стала, то солнечные панели можно только демонтировать и отвезти на свалку после такого града.
Хорошо еще, что в нашей стране не берут деньги за утилизацию такого хлама. Если такой град случается хотя бы раз в 15 лет, то это практические удвоит тариф до 10 рублей!

Автономная солнечная панель и аккумуляторы

Выход повышения КИУМ и снижения стоимости кВтч видится в установке аккумуляторов, которые будут с одно стороны аккумулировать излишки энергии, с другой стороны помогать панелям в моменты повышенного спроса.
Но такое решение, наоборот, как мы увидим ниже, приведет к увеличению стоимости кВтч в СОТНЮ РАЗ.

Правда, тогда нужно будет установить более мощный и дорогой инвертор, скажем на 6 кВт. Это приблизительно +20 000 рублей.

Аккумуляторы надо устанавливать такие, чтобы хватало хотя бы на 1,5 суток (ночь, ненастный день, ночь). То есть, на 36 кВтч.

Одна 200 Ач батарея на 12 вольт имеет емкость 2,4 кВтч и стоит 30 000 рублей. То есть таких батарей надо 15 штук, на 450 000 рублей.

Но это еще не все. Производитель говорит что срок службы таких батарей 12 лет, то есть еще потребуется 37 таких батарей на 1 125 000!

Но и это еще не все. Такие батареи стоят у нас в авто, и реальный срок их службы 5-7 лет.
Знатоки говорят, что, если будет регулярный глубокий разряд (а он будет!), то срок службы будет еще меньше.

То есть, нужно будет 6 раз поменять такие батарее за 30 лет и общее их количество составит 90 шт, на сумму 2 700 000 рублей.

Стоимость одного установленного ватта составляет 675 рублей.

Тогда, стоимость всей системы составит 2 934 000.

В общем всё понятно, просто интересно самой — какова будет стоимость кВтч 2 934 000 / 143 000 = 20 рублей . Если КИУМ 10%, то 30 рублей .

Пыль, снег надо чистить. А град уже не так опасен — повредит только 5% стоимости такой системы. Ну еще надо место для 15 аккумуляторов.

Вариант очень экстремальный, может приняться на космических станциях.

Тем не менее, это решение позволяет жить как современный человек, а не зависеть от прихотей погоды и времени суток.

Примечание: такая высокая стоимость заставляет отказаться от накопления энергии, по крайней мере, в значимом объеме, а перейти на небольшой аккумулятор для сглаживания небольших пиков потребления и провалов генерации (Солнце зашло за тучку) и бензогенератор, себестоимость кВтч с которого составляет около 12 рублей, при цене бензина 40 рублей и без учета моторесурса генератора.

Такое решение применяется на яхтах и в отсутствии альтернативных благ цивилизации, например, на турбазах в долине реки Чулымшан на Алтае. Где используют буквально 2-3 аккумулятора. Правда и тратить эту энергию там особо некуда — телевидения нет, мобильной связи нет, в общем, ничего нет, кроме небольшого освещения ночью.))

Источник