Ветровые электростанции солнечные батареи

Ветрогенератор или солнечные батареи: что лучше предпочесть для альтернативного энергоснабжения

Дата публикации: 24 июля 2019

Разнообразие альтернативных способов энергоснабжения дач и загородных домов ставит владельцев перед непростым выбором. Ветрогенератор или солнечные батареи — что лучше и целесообразнее? Чтобы не тратить время на мучительные раздумья, многие решают проблему просто — совмещают оба варианта в одной системе. Однако такой способ приемлем не всегда, и приходится выбирать что-то одно. Нижеследующая информация поможет сориентироваться, опираясь на положительные стороны и результаты сравнительной характеристики каждого из решений.

Солнечные панели в суровом климате России

Использование солнечной энергии в мире набирает обороты. Низкая цена, простота и легкость конструкции привлекают многих сторонников альтернативного энергоснабжения. Тем более что сегодня можно выгодно заказать солнечные батареи на Алиэкспресс, выбрав любую из десятков моделей разного размера, мощности и стоимости. Остается потратить немного времени на сборку — и устройство готово снабжать электроэнергией небольшое устройство или целый дом, в зависимости от рабочих параметров.

В числе несомненных достоинств солнечных панелей стоит отметить:

• Надежность и долговечность. Несложная конструкция с хорошим запасом прочности, собранная на заводе проверенного производителя, прослужит более 20 лет. Она легко выдерживает сложные погодные условия, не боится воды благодаря надежной герметизации и выдерживает порывы ветра за счет прочной металлической рамы.
• Простоту установки, с которой легко справится даже начинающий домашний мастер. С помощью стандартных креплений можно легко установить батарею на крыше дома или на участке, заранее рассчитав траекторию солнца и угол падения его лучей.
• Минимум затрат на техническое обслуживание. Вам необходимо лишь периодически протирать стеклянную поверхность, удаляя с нее пыль и следы осадков.

Что касается отрицательных сторон использования солнечной энергии, все они связаны с особенностями российского климата:

• В связи с уменьшением солнечного света в холодное время года выработка электроэнергии сокращается в 5-10 раз в средней полосе и в 2-3 раза в южных регионах страны. Так, затянувшаяся череда пасмурных дней может оставить объект без энергоснабжения. Поэтому в качестве резервного источника электричества придется использовать обычный генератор либо задействовать ветроустановку.
• Аналогичная проблема ждет владельца и летом, если число пасмурных дней больше, чем дней с ясной погодой. Уменьшение объема выработки электроэнергии может составить до 20%, что негативно скажется на работе чувствительного оборудования. Решение проблемы — аккумуляторы высокой емкости, запаса которых хватает на несколько дней.

Ветрогенераторы: всегда готовы к работе

Тем, кто проживает в ветреных регионах России, стоит обратить внимание на ветрогенераторные установки. При желании их можно сделать самостоятельно или выбрать одну из моделей ветряков на Алиэкспресс, где все детали полностью готовы к сборке и не требуют доработки. При условии стабильной силы ветра — средней или высокой — удастся получить значительное количество бесплатной электроэнергии. Однако, если верить климатической карте страны, благоприятная для ветряка погода наблюдается лишь на незначительной части РФ. Это горные и степные районы, побережье крупных рек и морей. В других областях ветер отличается нестабильностью, и его силы может не хватить для запуска ветрогенератора.

Важное преимущество устройства — его работоспособность независимо от времени суток, сезона года и количества осадков. Ветер скоростью около 10-12 м/с — единственное, что необходимо для вращения лопастей. Но:

• Средняя скорость ветра на большей территории страны значительно ниже, и ветряк будет работать лишь на 5-10% от своей номинальной мощности.
• Чтобы получить доступ к сильному ветру, необходимо использовать мачту высотой не менее 25 метров, чтобы ей не мешали растущие рядом деревья или другие дома. Такая конструкция значительно увеличивает стоимость получаемой энергии из-за своей высокой цены, ставя под сомнение целесообразность использования ветрогенератора.

Также в числе недостатков устройства стоит отметить следующие моменты.

• Сомнительная надежность ветряков небольшой мощности. Предлагая покупателям максимально доступную цену, они не могут порадовать владельцев надежностью и длительной работой.
• Затратность ежегодного технического обслуживания, без которого ветряк быстро придет в негодность.
• Высокий риск замерзания лопастей и вращающегося вала в условиях сильных осадков и снижения температуры воздуха.
• Свистящий звук, сопровождающий вращение лопастей, доставляет значительные неудобства. Кроме того, не стоит забывать об инфразвуке, который издают мощные устройства при сильном ветре. Согласно научным исследованиям, при постоянном воздействии он негативно влияет на здоровье и самочувствие человека.

Внушительный перечень недостатков и ограничений по многом определил сравнительно редкое использование ветрогенераторов на территории России.

Ветрогенератор или солнечные батареи: что лучше с точки зрения целесообразности

Основные достоинства покупки, на которые обращает внимание большинство потребителей:

• Практическая полезность альтернативного энергоснабжения в конкретных условиях.

Если в вашем регионе часто наблюдаются сильные ветра, хороший ветрогенератор обеспечит качественное энергоснабжение. В противном случае устройство не оправдает себя, давая лишь немного электричества для небольших бытовых устройств. В свою очередь, солнечные батареи работают практически в любых условиях, и даже при пасмурной погоде на объект подается некоторое количество электроэнергии. Целый дом или несколько единиц техники — вариативность размеров панелей позволит выбрать наиболее подходящую модель.

• Стоимость альтернативного источника питания.

В то время как стоимость солнечных панелей уверенно падает, цены на ветряки остаются стабильными. С учетом простоты монтажа и длительности эксплуатации можно смело говорить об очевидной выгоде солнечной энергии.

• Окупаемость расходов на покупку и эксплуатацию оборудования.

И в этом вопросе ветрогенераторы не могут похвастать преимуществами. Высокая стоимость конструкции, затраты на обслуживание — все это оправдано только в регионах с сильными ветрами, где быстро окупится даже самая мощная и дорогая установка. Для менее мощных моделей в обычных климатических условиях говорить об окупаемости не приходится. В свою очередь, солнечные батареи стоят значительно дешевле и лишь немного уступают ветрякам по эффективности. Средний срок их окупаемости — 7-10 лет, в зависимости от климатических особенностей региона.

Что же лучше: ветрогенератор или солнечные панели?

Учитывая вышесказанное, можно смело говорить о преимуществах солнечных панелей для частных домовладений. Если же вы хотите получить максимум бесплатной электроэнергии, стоит подумать об одновременном использовании ветрогенератора и солнечных панелей в общей энергосистеме объекта.

• Будь в режиме On-line даже вдали от цивилизации
• Мачта для ветрогенератора
• Долгожители солнечных систем энергообеспечения
• Что такое инсоляция

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Источник

Ветрогенератор или солнечная батарея: что выгоднее и лучше?

Обеспечение частных домов энергией из альтернативных источников становится все более выгодным вложением средств. Остается лишь сделать правильный выбор между солнечной и ветровой электростанциями, поскольку эффективность каждой из них зависит от ряда особенностей места установки. Попробуем разобраться, когда отдавать предпочтение покупке СЭС, а когда ВЭС, учитывая все влияющие на это решение факторы.

Основные критерии выбора

Основными из них являются два.

1. Географическое расположение станции и климатические особенности региона.

Оптимальными местами установки СЭС любого типа являются территории с высоким уровнем солнечной инсоляции. Ее номинальные значения для северной Германии и южной Испании отличаются почти в 2,5 раза, поэтому данный показатель играет огромную роль.

С другой стороны, средняя скорость ветра на побережьях северных морей составляет около 10 м/с, а иногда достигает 20-25 м/с. В таких случаях производительность ветряков оказывается намного выше, чем солнечных электростанций, и купить ВЭС целесообразнее.

Для регионов средней полосы, с умеренной инсоляцией порядка 1200 Вт/м 2 и среднегодовой скоростью ветра около 7 м/с эффективность СЭС и ВЭС окажутся примерно равными. Нередко оптимальным решением владельцы домохозяйств видят объединение первой и второй технологии, устанавливая на крыше дома фотоэлектрические модули, а на участке – несколько ветряков. Покупка такой сдвоенной системы обойдется дороже, но ее универсальность и круглосуточное функционирование многократно окупят вложенные средства.

2. Тип и совокупная мощность установок.

В удаленных от цивилизации местностях, где подключиться к центральной электросети невозможно либо чрезвычайно дорого, понадобится устанавливать полностью автономную станцию. Для периодического посещения в теплое время года небольшой дачи может оказаться достаточно СЭС на 2-3 кВт. Загородному коттеджу, где семья проживает круглогодично, необходима станция на 10кВт и более.

Комплекс гибридного типа, использующий энергию из двух источников – центральной сети и солнца/ветра – может обойтись меньшей производительностью. В этом случае фотоэлектрические модули или ветряки будут применяться в качестве альтернативной системы снабжения, способной обеспечить дом энергией на период от нескольких часов до суток.

Сетевые станции, предназначенные в основном для продажи генерации по «зеленым тарифам», требуют установки максимально возможной мощности. Это станет возможным только при наличии достаточно большого участка на земле (СЭС) либо полосы морского побережья (ВЭС).

Важно! При заказе монтажа солнечных батарей или ветряных установок «под ключ» следует ориентироваться на общую сумму затрат. В настоящий момент она колеблется в пределах $800 – 1000 долларов за каждый 1кВт мощности станции, что равноценно 1,0 – 1,4 МВт*часов производительности в год.

Солнечные батареи

Если погодные условия места установки и некоторые другие факторы заставили Вас отдать предпочтение СЭС, следует правильно выбрать тип фотоэлектрических панелей.

1. Монокристаллические Mono-Si.

Предпочтительнее использовать там, где солнечная инсоляция велика, а сами модули можно установить в направлении строго на солнце – например, на южных скатах крыши. Причина этого состоит в максимальной производительности монокристаллов только при идеальных условиях. При малейшем отклонении от них – неоптимальный угол наклона, облачная погода, температура воздуха выше +30°C – их КПД в 22-24% значительно ухудшается.

2. Поликристаллические Poli-Si.

Используются для установки в средней полосе с количеством солнечных дней в году менее 270-300. Оказываются более эффективными даже с более низким номинальным КПД 18-19% на восточных и западных скатах кровли и в системах, не допускающих сезонное изменение наклона/поворота батарей.

3. Тонкопленочные Cd-Te.

Гораздо более универсальный тип фотоэлектрических пленок следующего поколения. Конструктивные особенности и малая чувствительность ко всем видам неоптимальных условий позволяют использовать пленки на базе теллурида кадмия не только на зданиях, но и на теплицах, фермах и даже автомобилях, и генерировать на 15-20% э/э в год больше в умеренных широтах.

4. Тонкопленочные на базе дорогостоящих редкоземельных металлов и органики.

В настоящий момент первые из них слишком дороги, а вторые не обладают достаточной производительностью. Поэтому использование их в домашних СЭС пока малопродуктивно.

Ветрогенераторы

Стоимость удельной мощности каждого киловатта энергии от ветровых генераторов сопоставима с ценами на равнозначные солнечные модули. Следовательно, основным фактором, который приводит к решению купить ВЭС вместо СЭС, является роза ветров в местах предполагаемой установки.

КПД ветряков достигает 40%, для чего необходима скорость ветра от 10-12 м/с. При 7 м/с производительность падает почти вдвое и сравнивается с таковой у солнечных электростанций. Падение до 3 м/с приводит к понижению КПД до 8%, и в регионах с такой среднегодовой скоростью ветра покупка и установка ВЭС малопродуктивна.

Подбор совокупной мощности зависит от целей, для которых планируется использовать ветровой генератор. Здесь действуют те же принципы, связанные с уровнем потребления, как и для автономных, гибридных и сетевых солнечных станций.

Основные правила установки СЭС и ВЭС

Перечислим наиболее важные из них.

1. Для большинства фотоэлектрических панелей на базе кремния критически важным является направление на солнце. В идеале рабочая поверхность должна быть строго перпендикулярна падающим лучам в любой момент времени. На крупных солнечных фермах это достигается установкой модулей на поворотные трекеры. Для небольших станций достаточно обеспечить направление на юг и угол наклона, равный широте местности.

2. На зимний сезон рабочие поверхности следует наклонить ниже к горизонту. На летний – поднять выше. В высоких широтах принцип тот же, но поворот осуществляется не по оси Север-Юг, а по направлению Восток-Запад.

3. При установке на крышах монтаж должен предусматривать возможность удобного доступа к модулям. Это необходимо для процедуры их периодической проверки и обслуживания.

4. Эффективность ветрогенератора прямо зависит от высоты установки пропеллеров, поскольку каждые 10 метров над поверхностью земли сила ветра возрастает примерно на 30%. По этой причине на высоких и прочных мачтах лучше не экономить.

5. При установке на крышах такие мощные опоры не нужны, но только при условии использования генераторов умеренной мощности и демпфирующих прокладок. Более производительные модели лучше монтировать на определенном расстоянии от дома. Их винты при ветрах сильно шумят.

6. Идеальное место их расположения – местности со среднегодовой силой ветра более 7м/с. В остальных регионах лучше отдать предпочтение солнечным батареям.

Дополнительное оборудование

Помимо основного генерирующего оборудования – фотоэлектрических панелей и ветровых генераторов – вам понадобится и вспомогательная периферия.

Для СЭС:

• Инвертор. Служит для преобразования постоянного тока в переменный, отдаваемый в сеть для питания электроприборов.
• Аккумуляторные батареи. Играют роль накопителей излишков генерации для последующей ее отдачи в темное время суток.
• Контроллеры. Специальные приборы, контролирующие распределение электроэнергии и не допускающие полной разрядки АКБ.
• Крепеж. Его элементы необходимы для надежного закрепления модулей на кровлях или земляных участках.
• Периферия. Кабели, управляющая электроника и другие устройства, обеспечивающие работу системы в целом.

Купить одни панели недостаточно, без перечисленного набора вспомогательного оборудования они бесполезны. В среднем его стоимость составляет около 35-40% общих расходов на станцию.

Для ВЭС:

• Опора вентилятора. Чем она выше и прочнее, тем выше ее стоимость.
• Периферийные кабели и электроника. Они дешевле, чем у солнечных электростанций, но обслуживание ветряков в целом довольно дорого, фотовольтаика же лишена данного недостатка.

Источник