Солнечные батареи: сферы использования – когда стоит купить и насколько они вообще надёжны

Солнечные батареи: сферы использования – когда стоит купить и насколько они вообще надёжны

Большинство из нас впервые солнечные батареи увидели в калькуляторах. Возможно, кто-то при этом задумывался и о том, сколько их нужно, чтобы сделать собственную солнечную электростанцию для частного дома и удивлялся, почему они до сих пор недостаточно распространены. Чтобы получить простое и доступное объяснение, когда и зачем стоит купить солнечные батареи для загородного дома, мы обратились к инженерам компании «Чистая энергия», которая специализируется на проектировании и монтаже солнечных батарей и продаже сопутствующих комплектующих.

Комплектация солнечных батарей

Чтобы понимать, из чего складывается комплектация и стоимость солнечных батарей для дома, надо помнить несколько банальных вещей:

• Солнечная панель площадью один квадратный метр вырабатывает энергию в пределах 200 Ватт. Это ограничение обусловлено двумя факторами – интенсивностью солнечного излучения, которое колеблется в пределах от 0 до 3 кВт/м², плюс, КПД панелей, который и у лучших производителей пока составляет не более 21,5 %.
• Солнечные батареи генерируют постоянный ток, параметры которого зависит от освещённости панелей. Так как большинство бытовых приборов рассчитаны на 220 Вольт напряжения переменного тока, то напрямую запитывать их от батареи не получится. Чтобы решить эту проблему, в сети должно использоваться такое устройство, как инвертор.

• Лучше всего панель вырабатывает электричество в яркий солнечный день. В пасмурную погоду генерация тока тоже происходит, но в ощутимо ме́ньших количествах. При этом, надо понимать, что если панели в какой-то момент времени вырабатывают больше электроэнергии, то она попросту остаётся невостребованной. Чтобы излишек электроэнергии можно было «запасать впрок», в цепи должен быть специальный аккумулятор для солнечных батарей. Впрочем, при некоторых вариантах использования без него можно обойтись, но об этом чуть позже.
• Кроме панели, инвертора и аккумулятора, нелишним будет установка контроллера, который будет отображать и регулировать режим заряда аккумулятора. Продвинутые модели позволяют создать настоящий «умный дом» с удалённым управлением.
• При проектировании сети надо учитывать и прочие комплектующие, к которым относятся специальные кабели для солнечных батарей, коннекторы, автоматические выключатели, предохранители, крепления для панелей и прочая «электромелочёвка». Разумеется, надо не забывать и о стоимости монтажа.

Разумеется, характеристики всех этих комплектующих должны быть тщательно рассчитаны – в зависимости от предполагаемого варианта использования, необходимой мощности потребителей и планируемого бюджета.

Когда солнечные батареи не нужны

Чтобы понимать, как правильно и наиболее эффективно использовать солнечные батареи, сперва будет полезно определиться с тем, где, когда и в каком виде они точно не понадобятся. Логично будет предположить, что нет смысла в таком источнике электроэнергии, например, в местности с коротким световым днём, но это справедливо только частично. На самом деле, надо понимать, что при установке солнечных батарей вы платите за электричество сразу за несколько лет наперёд, поэтому надо более внимательно смотреть в сторону рентабельности.

Например, есть дом с автономным отоплением и подогревом воды от электрокотла. Устройство и так прилично «тянет» электроэнергии, а если добавить к этому остальные электроприборы, то пиковая и даже средняя мощность в сети будет достаточно внушительная. Если для этого случая проектировать солнечную электростанцию, то расчёты количества панелей и ёмкости аккумуляторов надо делать для зимней поры года, когда и световой день короче и пасмурная погода случается чаще, а значит, панели будут выдавать значительно меньше номинальной мощности и придётся увеличивать их количество, плюс, аккумуляторы понадобятся значительно бо́льшей ёмкости.

Соответственно, даже приблизительные расчёты покажут огромную стоимость необходимого оборудования, которое окупится очень и очень нескоро. И хорошо, если это произойдёт в течение срока службы всех компонентов сети. Второй нюанс обнаружится летом, когда все панели начнут выдавать максимальную мощность и электроэнергии будет избыток.

Какую-то часть «лишнего» электричества можно продавать (это позволяет Федеральный закон РФ «Об электроэнергетике», необходимые изменения в который были внесены 28 декабря 2019 года), но в целом, такая система всё равно будет недешевой.

Варианты использования солнечных батарей

Отталкиваясь от предыдущей мысли, можно точно определить оптимальные способы использования солнечных батарей. Это сокращение платежей за электроэнергию (использование сетевой солнечной электростанции без аккумуляторов) и автономная (или гибридная) домашняя электростанция, предназначенная для запитывания наиболее важных электроприборов: освещения, холодильника, водяного насоса, работы интернета (роутера), зарядки телефонов и работы прочих, не слишком энергоёмких устройств.

Смотрите также:
Каталог популярных участков в Подмосковье для строительства загородного дома

Рассмотрим сценарии использования солнечных батарей подробнее.

Сокращение расходов на электричество

Подобная схема идеальна для тех потребителей электроэнергии, которые вынуждены в дневное время платить за неё по повышенному тарифу. С одной стороны, это частный сектор, где установлены двухтарифные счётчики, а с другой – владельцы коммерческих предприятий, которым электроэнергия продаётся дороже в 2 раза дороже. Это могут быть офисы, магазины, торговые центры, производственные предприятия, многоквартирные дома, для которых по каким-либо причинам действует дорогой тариф и любые другие абоненты энергоснабжающих компаний, которые хотят экономить.

Для всех этих потребителей оптимальным вариантом является сетевая солнечная электростанция. Прелесть этой схемы в том, что здесь нет необходимости в использовании аккумуляторов, цена которых составляет ощутимую часть сметы всего комплекта солнечных батарей.

Примерный порядок работы при таком подключении:

• Ночью питание идёт полностью из сети. Если стоят двухтарифные счётчики то платежи минимальные.
• В дневное время основная нагрузка ложится на солнечные батареи. Если вдруг в пиковые часы их мощности не хватит, то недостача восполняется от сети энергоснабжающей компании.
• В те часы, когда солнечные батареи дают избыток мощности, то излишки поступают (продаются) в сеть энергоснабжающей компании, тем самым частично или полностью нивелируя затраты из предыдущих пунктов.

Чем дороже стоит киловатт электроэнергии от энергоснабжающей компании, тем быстрее окупится оборудование солнечных батарей. Обычно это происходит в срок до 8 лет, а потом ( когда собственник возвратил вложенные средства) электроэнергия от солнца приносит прибыль. Учитывая, что только гарантия на солнечные панели около 10 лет, предполагаемый срок службы оборудования минимум 25-30 лет, а самая старая солнечная панель беспрерывно работает уже 60 лет, выгода очевидна.

Автономное энергоснабжение основных электроприборов или большой бесперебойник

Если не принимать во внимание самые мощные электроприборы, то в целом, для энергопотребления частного дома вполне достаточно средней мощности в пару кВт/ч, что вполне может обеспечить даже не самая дорогая комплектация солнечных батарей.

Такая схема работы актуальна как для дачных участков без подведённого электричества, так и для тех населённых пунктов, где электричество могут отключить в самое «подходящее» время (разумеется, о предварительном оповещении, обычно, речь даже не идёт) и на неопределённый срок – из-за поломок на линии или плановых работ.

Это важно! Что бы ни испортило основную линию: ураган, молния, воровство масла/меди из трансформатора, военные действия, эпидемия или другие форс-мажорные обстоятельства – солнечные батареи не оставят дом без освещения, водоснабжения (если оно тоже автономное) и связи.

Даже если у вас в доме много мощных электроприборов и нет нужды экономить электроэнергию, то фразу: «Ну не могло электричество на пять минут позже отключиться…» – в своё время говорили все. А солнечная батарея будет в качестве большого бесперебойного источника питания, который в случае внезапного отключения электричества не только позволит правильно завершить работу мощного оборудования, но и не оставит вас, например, без ноутбука. Характеристики и цены на автономные солнечные электростанции смотрите на этой странице.

И это всё не учитывая того, что пока электричество в сети есть, то генерируемый солнечными батареями ток можно отводить (продавать) в сеть энергоснабжающей компании, тем самым возвращая вложенные инвестиции.

Читайте также:
Садовые фонари — как выбрать нужные из всего многообразия

Солнечная батарея или генератор с ДВС

Объективно, что главных преимуществ у генератора два – это его размеры и возможность полноценно работать не только в ясную погоду. Но далеко не всегда эти характеристики являются решающим, а во всех остальных аспектах солнечные батареи явно выигрывают:

Самый главный момент, на который обычно обращают внимание в первую очередь – первоначальная стоимость оборудования, которая у солнечных батарей действительно примерно в 2 раза выше. Но и тут, если разобраться, то генератору надо ставить минус – достаточно посмотреть на себестоимость выработки одного кВт/ч.

Берём первоначальную стоимость оборудования + цену техобслуживания + затраты на топливо и делим всё на количество электроэнергии, выработанное за заявленный срок службы. В итоге, для генератора и солнечных батарей примерно равной мощности соотношение себестоимость выработки одного киловатта составит примерно 1 / 2,5 в пользу последних. Разумеется, это очень примерные выкладки, но смысл тот, что солнечные батареи – это вложения сейчас, но ощутимая экономия в будущем.

На заметку! Есть случаи, когда автономности уделялось настолько большое внимание, что приходилось совмещать солнечные батареи и генератор – чтобы был дополнительный резерв на тот случай, если по каким-либо причинам аккумуляторы не успевают накопить заряд.

Срок службы комплектующих

Так как солнечные батареи являются достаточно молодой технологией, то некоторые данные о сроке службы их компонентов могут быть примерными. Например, панели – на них производители обычно дают гарантию 10 лет. При этом, известно, что в первые 10 лет работы выработка электроэнергии панелью падает на 10 %, что прямо указывается в гарантийных обязательствах. Срок службы панелей предполагается 25-30 лет и по прошествии этого времени выработка падает на 20 % от первоначальной. То есть, за 25-30 лет панель теряет всего лишь пятую часть мощности и продолжает работать.

Разумеется, современные производители не имеют возможности подождать четверть века, чтобы точно выяснить, как будут вести себя солнечные панели, поэтому, вынуждены использовать специальные методы исчисления. Но один факт зафиксирован чётко – самая первая солнечная панель была запущена в работу 60 лет назад и работает до сих пор. При этом, падение её мощности составляет не больше чем 30 %.

Читайте также:
Альтернативное отопление для загородного дома

Гарантия на инверторы от известных производителей составляет порядка 10 лет, а срок службы уже зависит от правильного использования устройства. Если нет регулярных перегрузок или скачков напряжения, то качественный инвертор может проработать не меньше солнечных панелей.

«Самое слабое звено» солнечных батарей – это аккумуляторы. Гарантия на эти устройства колеблется от 2 до 5 лет, а предполагаемый срок службы зависит от количества циклов разряда/заряда, но для современных устройств составляет 10-12 лет.

Как итог, если не случится каких-либо форс-мажорных обстоятельств, то солнечная батарея прослужит как минимум 25 лет. Если выбрана комплектация с аккумуляторами, то примерно через 10-12 лет их придётся заменить. Но к этому времени оборудование обычно окупается, плюс, панели и инвертор продолжают работать.

Что предлагает Торговая Марка «Энерговольт»

Компания «Чистая Энергия» на рынке солнечных батарей работает с 2014 года, предлагая своим клиентам полный спектр услуг по проектированию, продаже и монтажу оборудования любой сложности. Самый главный компонент системы батарей – моно и поликристаллические солнечные панели мощностью от 30 до 500 Ватт, «Чистая Энергия» производит самостоятельно – выпуская их под брендом «Энерговольт».

Цена и надёжность

Солнечные панели «Энерговольт» совмещают конкурентную стоимость и высокую надёжность. Это достигается благодаря работе автоматических линий, применению комплектующих от Trina Solar и GCL (компании из ТОП-5 лидеров отрасли) и размещению производства на территории КНР.

На заметку! КПД солнечных панелей «Энерговольт» составляет до 21,5 %, что на сегодня является одним из лучших показателей среди лидеров отрасли.

Ручной труд на производстве используется, в основном, только на линии упаковки готовой продукции и в испытательных лабораториях. Пайка ячеек и подобные ответственные операции выполняются полностью в автоматическом режиме. Это позволяет бренду «Энерговольт» давать десятилетнюю гарантию на свою продукцию и заявлять срок службы солнечных панелей в течение 25 лет, по истечении которых генерируемая мощность тока будет составлять не меньше чем 80 % от номинальной.

Видео описание

Наглядно про автоматическое производство солнечных панелей Энерговольт. В этом видео – обрамление модуля в алюминиевую рамку:

Видео описание

В этом видео показано одно из немногих мест, где в производство солнечных панелей участвует человек – контрольная проверка:

Поддержка покупателей

Компания «Чистая Энергия» осуществляет поддержку пользователей на всех этапах сотрудничества – от предварительных консультаций и помощи в подборе оптимальной комплектации оборудования, до технической поддержки в период всего срока использования приобретённого оборудования.

Широкая география работ

Оборудование компании «Чистая Энергия» может быть доставлено практически в любую точку РФ. Также работаем с зарубежными клиентами – если есть возможность доставки транспортными компаниями. Любой вопрос всегда можно решить в индивидуальном порядке.

При необходимости специалисты компании выезжают на монтаж оборудования во многие регионы РФ. Список городов, где можно заказать работы по монтажу оборудования, указан на сайте, а также его можно уточнить у консультанта.

Читайте также:
Подсветка фасада загородного дома: какая бывает и как создается

Коротко о главном

Солнечные батареи – это комплекс оборудования, состоящий из панелей, инвертора, аккумулятора (не всегда), контроллера, и прочей «электромелочёвки» – для соединения и крепления.

Опыт показывает, что современные солнечные батареи дорого обходятся для использования в частном секторе в качестве основного источника электроэнергии для мощных отопительных устройств. Но при этом есть широкие возможности их применения для экономии электроэнергии, работы в качестве автономного источника для запитывания маломощных устройств и резервного источника питания на случай поломки основной сети.

Если сравнивать солнечные батареи и генератор с ДВС, то последний придётся выбрать только в том случае, если для вас критична площадь, на которой можно расположить оборудование. По всем остальным параметрам солнечные батареи выигрывают как минимум вдвое.

Солнечные батареи это крайне надёжные устройства, способные проработать минимум 25 лет. Слабое место системы – это аккумуляторы, но и их хватит примерно на 10-12 лет работы, что как минимум вдвое превышает срок окупаемости оборудования.

Чтобы заказать оборудование или подробную консультацию – рекомендуем обратиться в компанию «Чистая Энергия». Это один из лидеров на отечественном рынке, со своим производством, что позволяет удерживать высокое качество продукции, конкурентные цены, плюс, предоставлять клиентам поддержку на всех этапах сотрудничества.

Дополнительно

Выставка домов «Малоэтажная страна» выражает искреннюю благодарность специалистам компании «Чистая Энергия» за помощь в создании материала.

Компания «Чистая Энергия» – полный спектр услуг по проектированию и монтажу солнечных батарей и продаже сопутствующих комплектующих.

Сайт: al-energy.ru

Email: info@al-energy.ru

Тел: 8 800 201-78-12 – бесплатный по РФ

+7 960 03 77 812

+7 917 29 088 49

+7 906 32 08 012

Выгодно ли устанавливать солнечные панели

Многие убеждены, что солнца в России очень мало и ставить солнечные панели нет никакого смысла.

На первый взгляд это кажется правдоподобным, но на самом деле не совсем справедливо: в некоторых субъектах РФ установка солнечных панелей все-таки оправданна. В этой статье разберемся, от чего зависит экономическая эффективность солнечных панелей для частных домов и бизнеса: от солнца или скорее от тарифов на электроэнергию.

Что вы узнаете

• Уровень инсоляции в России
• Оборудование для частной солнечной станции
• Как понять, стоит ли ставить солнечные батареи
• Как выбрать солнечную станцию и рассчитать ее экономический эффект
• Расчет выгоды и срока окупаемости солнечной установки
• Как продавать излишки электричества

Уровень инсоляции в России

В глобальном солнечном атласе, проекте Всемирного банка и Международной финансовой корпорации, различия между пустыней Сахара и российским Забайкальским краем в объемах потенциальной выработки солнечной электроэнергии не такие уж большие. На этой же странице атласа можно посчитать примерную выработку электроэнергии. Солнечная панель (PV) мощностью 1 кВт, установленная на крыше частного дома в Каире, выработает 1,713 МВт·ч в год, а точно такая же, но в Чите — 1,495 МВт·ч в год. Разница составляет всего 13%.

1,495 МВт·ч в год — потребление двух-трех лампочек при работе весь год по 16 часов в сутки, ночное время я исключаю. Это немного, но и мощность выбранной панели — 1 кВт — сравнима с мощностью электрического чайника.

По данным атласа, Забайкальский край — лидер по уровню инсоляции в РФ, а вот Краснодарский край находится только на 16-м месте . При этом среднегодовая температура воздуха в Чите, если проверить в Яндексе, составляет порядка +4…5 °C , а в Краснодаре — +12…13 °C . То есть высокая среднегодовая температура воздуха не повышает эффективность работы солнечных панелей.

Топ-10 субъектов РФ по уровню инсоляции

Регион
Электроэнергия в год от панели мощностью 1 кВт, МВт·ч
Забайкальский край
Амурская область
Еврейская автономная область
Хабаровский край
Республика Бурятия
Севастополь
Астраханская область
Сахалинская область
Саратовская область
Республика Крым

Эта таблица носит ознакомительный характер: если брать данные по городам, а не по субъектам РФ, позиции в рейтинге могут измениться. Географические координаты конкретного города дадут гораздо более точную информацию.

В глобальном солнечном атласе нет данных по субъектам РФ, расположенным выше 60 градусов северной широты, но это не означает, что там априори нецелесообразно устанавливать солнечные станции. Например, с 2015 года за Северным полярным кругом, в поселке Батагай в Якутии, успешно работает СЭС мощностью 1МВт — она позволяет экономить драгоценное в тех краях дизельное топливо, используемое в генераторах. Но мы в рамках статьи будем рассматривать только субъекты, для которых есть данные по инсоляции и генерации энергии.

Оборудование для частной солнечной станции

Бытовые солнечные станции бывают сетевые, автономные и гибридные. Как следует из названия, сетевые используются в тех случаях, когда объект присоединен к внешней электрической сети и работает одновременно с ней. Автономные и гибридные могут работать без подключения к внешней сети.

Сетевые дешевле всех и позволяют уменьшить счета за электроэнергию, снижая объем потребления из внешней сети. Автономные и гибридные дороже, но позволяют накапливать электроэнергию в аккумуляторах, чтобы использовать ее в темное время суток или когда подача электроэнергии прерывается. Минус первых в том, что они не могут стать резервным источником энергии: при аварии во внешней сети не получится использовать энергию панелей, так как они автоматически отключатся. Минус вторых и третьих — в дороговизне.

Все солнечные станции состоят из солнечных панелей, коннекторов, то есть соединителей, проводов и инверторов, которые преобразуют постоянный ток от солнечных панелей в переменный и позволяют управлять всеми потоками электроэнергии. Аккумуляторы используются только в автономных и гибридных станциях.

Есть множество производителей оборудования, в том числе российских. Станцию можно скомпоновать из оборудования от разных производителей.

Для нашего анализа возьмем уже скомпонованные станции разных типов и мощности от разных поставщиков и посчитаем их среднюю розничную стоимость. Рассчитаем среднюю стоимость производства электроэнергии на протяжении всего жизненного цикла и выберем наиболее подходящий вариант, чтобы на его основе оценить целесообразность установки солнечных станций в разных субъектах РФ.

Для расчета возьмем средний срок службы панелей — 25 лет. Среднегодовой объем выработки электроэнергии посчитаем по инсоляции Челябинской области: там средний для РФ показатель, 1101 кВт·ч в год на 1 кВт мощности. Также учтем стоимость денег — возьмем среднюю ставку между банковским вкладом и кредитом, 8%, на срок службы панелей. Полную стоимость оборудования рассчитаем с помощью кредитного калькулятора.

Средняя стоимость солнечной станции

Сетевая, мощностью 1 кВт
Средняя стоимость
Средняя полная стоимость — с учетом 8% годовых
Средняя стоимость кВт·ч за весь срок службы
Сетевая, мощностью 3 кВт
Средняя стоимость
Средняя полная стоимость — с учетом 8% годовых
Средняя стоимость кВт·ч за весь срок службы
Автономная/гибридная , мощностью 3 кВт
Средняя стоимость
Средняя полная стоимость — с учетом 8% годовых
Средняя стоимость кВт·ч за весь срок службы
Сетевая, мощностью 5 кВт
Средняя стоимость
Средняя полная стоимость — с учетом 8% годовых
Средняя стоимость кВт·ч за весь срок службы
Автономная/гибридная , мощностью 5 кВт
Средняя стоимость
Средняя полная стоимость — с учетом 8% годовых
Средняя стоимость кВт·ч за весь срок службы
Сетевая, мощностью 10 кВт
Средняя стоимость
Средняя полная стоимость — с учетом 8% годовых
1 235 016 Р
Средняя стоимость кВт·ч за весь срок службы
Автономная/гибридная , мощностью 10 кВт
Средняя стоимость
Средняя полная стоимость — с учетом 8% годовых
1 667 367 Р
Средняя стоимость кВт·ч за весь срок службы
Сетевая, мощностью 15 кВт
Средняя стоимость
Средняя полная стоимость — с учетом 8% годовых
1 693 575 Р
Средняя стоимость кВт·ч за весь срок службы
Автономная/гибридная , мощностью 15 кВт
Средняя стоимость
Средняя полная стоимость — с учетом 8% годовых
2 269 287 Р
Средняя стоимость кВт·ч за весь срок службы

Расчет верен для 2021 года. В 2022 году стоимость оборудования для энергоснабжения от солнца возросла, а некоторые иностранные производители прекратили поставки в Россию. Но общий принцип остается неизменным: чем выше мощность станции, тем дешевле энергия. Есть станции и большей мощности, чем 15 кВт , но мы ограничились средним объемом присоединенной мощности домохозяйств.

Мощность станции необходимо подбирать так, чтобы выработка электроэнергии не превышала средний объем вашего потребления. Даже если дом имеет присоединенную мощность 15 кВт , это совершенно не значит, что вам нужны панели такой мощности. 15 кВт в этом случае — ваш максимум, при превышении которого сработает автоматика и электричество отключится. А средняя потребляемая мощность может составлять только 1—5 кВт — на это значение и нужно ориентироваться, чтобы использование солнечной станции было экономически целесообразным.

В статье мы рассматриваем солнечные станции с точки зрения экономии, а не как резервный или автономный источник энергии. Поэтому мы не будем использовать автономные и гибридные станции: они сильно дороже. И у аккумуляторов гораздо меньший срок службы, чем у солнечных панелей, — а это негативно влияет на сроки окупаемости.

Для анализа мы возьмем сетевую солнечную станцию без аккумуляторов средней мощностью 5 кВт. Держим в голове, что выработка всех станций мощностью ниже 5 кВт будет дороже, а выше 5 кВт — дешевле.

Все, что нужно знать о недвижимости

Лучшие статьи о том, как покупать, продавать, снимать и обустраивать жилье — в вашей почте по вторникам. Бесплатно

Как понять, стоит ли ставить солнечные батареи

Тарифы на электричество для населения рассчитывают региональные энергетические комиссии на основе утверждаемых ФАС России методик расчета, а также в рамках коридора тарифов — то есть минимальных и максимальных значений.

Свой тариф можно посмотреть в платежке или на сайте энергосбытовой организации.

Для юридических лиц в России цены формируются конкурентным образом на оптовом рынке. Лишь некоторые составляющие конечной цены электроэнергии имеют установленный тариф.

Конечная цена состоит из следующих составляющих:

1. Цена электроэнергии.
2. Цена мощности.
3. Тариф на услуги по передаче электроэнергии.
4. Размер сбытовой надбавки энергосбытовой компании.
5. Тариф на услуги иных инфраструктурных организаций.

В некоторых регионах использовать солнечные панели выгоднее, чем тратиться на электроэнергию. Бывает, за киловатт-час частному лицу надо заплатить примерно 7 Р , а то же количество энергии, выработанное солнечными панелями, будет стоить 4,7 Р . В 2021 году в России было 33 региона, где солнечная энергия могла принести выгоду в деньгах.

С юрлицами все намного проще: тарифы на электричество для компаний гораздо выше, чем для физлиц, и в подавляющем большинстве случаев генерация электричества от солнца выходит дешевле, чем покупка его у энергосбытовой организации.

Но итоговую оценку целесообразности надо проводить на конкретных объектах. В одном и том же субъекте РФ есть тарифы для населения с газовыми плитами и с электрическими — и они сильно разнятся. Это существенно влияет на результат.

Как выбрать солнечную станцию и рассчитать ее экономический эффект

Вот что нужно знать для выбора станции и расчета эффекта:

1. Уровень инсоляции в вашем регионе.
2. Действующие цены — тарифы.
3. Объем вашего потребления электроэнергии.
4. Оборудование станции.

Обо всем этом мы уже говорили, но теперь делаем по шагам. Считать будем для частного дома в Москве.

Шаг 1: инсоляция. Чтобы узнать уровень инсоляции вашего региона, смотрим в солнечный атлас.

Шаг 2: цены. Самый простой способ узнать текущие цены — посмотреть платежный документ. Если платежки под рукой нет, нужно зайти на сайт своей энергосбытовой организации, в моем случае это Мосэнергосбыт.

Физическому лицу нужно в разделе для частных лиц найти тарифы. Вспоминаем, газовая или электрическая плита стоит дома, а также какой счетчик установлен — однотарифный, двухтарифный, многотарифный. Если ничего из этого вспомнить не удается или вы не знаете, то используйте в расчетах однотарифный план для электрической плиты. Тариф указан с НДС.

Если вы юридическое лицо, в разделе для юридических лиц найдите предельные уровни нерегулируемых цен для потребителей мощностью менее 670 кВт. Выберите там первую ценовую категорию, договор энергоснабжения и уровень напряжения (НН). Либо используйте фактические параметры, которые вам известны. Не забудьте прибавить к цене НДС.

Шаг 3: считаем средний фактический почасовой объем потребления. Берем платежные документы с зафиксированными объемами потребления электроэнергии. Можно взять за три разных месяца в разное время года — например за июль, декабрь и апрель — и посчитать среднее значение. Либо взять одну весеннюю или осеннюю платежку: световой день меньше, чем летом, но больше, чем зимой, и не так тепло, как летом, но теплее, чем зимой.

Если у вас двухтарифный или многотарифный счетчик, нужно взять дневной объем потребления — в моем случае пик плюс полупик. Если однотарифный — берем тот объем, что там есть.

Средний фактический почасовой объем потребления = Показания счетчика за месяц / Количество дней в месяце / Количество дневных часов.

Дневные часы считаются исходя из утвержденных ФАС России тарифных зон суток. Во всех субъектах РФ это 16 часов.

В моем случае: (261 кВт·ч + 337 кВт·ч ) / 28 дней / 16 ч/день = 1,33 кВт·ч за час.

Сообщество 25.03.21

Шаг 4: выбираем подходящее оборудование. Выбирать будем по мощности и цене. Практически все солнечные панели и инверторы производятся в Китае — разница в качестве и производительности если и есть, то небольшая. Еще у инверторов бывают различные функции — полезные и не очень. Эти аспекты можно оценить по отзывам и описаниям самостоятельно.

Выбираем по мощности. Мы знаем, что в среднем за час наш дом потребляет 1,33 кВт·ч . А уровень инсоляции в Москве позволит с 1 кВт номинальной мощности панели выработать 1016 кВт·ч в год. Но нам нужно значение выработки за час.

Из 24 часов в сутках в среднем по году только 12 светлых. Это время с 6 утра до 18 вечера — летом больше, зимой меньше. Получается 4380 часов в год.

Теперь делим значение по инсоляции, 1016 кВт·ч , на количество светлых часов — и получаем, что панель мощностью 1 кВт будет вырабатывать 0,23 кВт·ч в час. А нам нужно подогнать выработку панелей до нашего среднего уровня потребления — 1,33 кВт·ч в час.

Умножаем по очереди на 2, 3, 5 и так далее, пока не получим значение, близкое к 1,33, но немного ниже. В нашем случае 5 × 0,23 = 1,15 кВт Р без учета монтажа — это еще 10—15% от стоимости станции. Срок службы панелей — 30 лет.

Стоимость сетевых станций мощностью 5 кВт в 2023 году

ECO 50
«Технолайн»
«Хевел»

Шаг 5: считаем эффект. Для расчета эффекта нам нужно знать среднюю стоимость выработки киловатт-часа нашей станцией за весь срок ее службы.

1. Рассчитываем полную стоимость станции. В моем случае так: 210 546 Р плюс 31 581 Р за монтаж плюс стоимость денег — 8% годовых на 30 лет. Получаем 639 590 Р .
2. Рассчитываем объем выработки станции за весь срок службы. Для этого значение инсоляции для Москвы, 1016 кВт·ч в год, умножаем на мощность станции. Получаем объем выработки 5080 кВт·ч в год. За 30 лет — 152 400 кВт·ч.
3. Делим стоимость станции на объем выработки: 639 590 Р / 152 400 кВт·ч — получаем 4,19 Р /кВт·ч.

Соберем все значения в таблицу и рассчитаем срок окупаемости:

Срок окупаемости = Стоимость оборудования / (Годовая выработка станции × Тариф в Москве).

Расчет выгоды и срока окупаемости солнечной установки при тарифе с электрической плитой

Тип солнечной станции
Мощность станции
Стоимость оборудования
Срок службы панелей
Среднегодовой объем выработки
Дневной тариф в Москве для физлиц в 2021 году
5,6 Р за кВт·ч
Средняя стоимость выработки станции
4,19 Р за кВт·ч
7162 Р в год
Срок окупаемости

Итак, грубый расчет, не учитывающий ежегодный рост тарифов на электроэнергию и ежегодное небольшое снижение эффективности выработки станции, показал, что установка солнечных панелей может быть выгодной для частного дома в Москве, но срок окупаемости составит 22 года. Это в пределах срока службы панелей, но все равно очень и очень много.

Вероятно, через несколько лет, когда тарифы еще подрастут, а солнечные станции подешевеют, срок окупаемости сократится. Но, к примеру, если считать для юридического лица, срок окупаемости в некоторых регионах будет в два раза меньше.

Также надо помнить: чем мощнее станция, тем дешевле выработка каждого киловатт-часа . Если ваша потребность в электроэнергии больше моей, установка станции будет выгоднее.

Действующее законодательство

В России в конце 2019 года вышел закон, который ввел понятие «объект микрогенерации». Из определения следует, что это объект, присоединенный к сетям напряжением ниже 1000 вольт, имеющий возможность выдавать электроэнергию в общую сеть в объеме, не превышающем величину технологического присоединения. И максимум 15 кВт. А также использующий для выдачи электроэнергии в сеть собственную электросетевую инфраструктуру, а не общую.

Строго говоря, солнечные панели, установленные на крыше среднестатистического частного дома, могут быть объектом микрогенерации.

Также в марте 2020 года в развитие этого закона вышло постановление правительства РФ, уточняющее некоторые вопросы.

Что законодательство нам дает:

1. Появляется возможность продавать излишки выработанной электроэнергии в общую сеть по договору купли-продажи с энергосбытовой организацией.
2. Появляется возможность сальдировать в рамках одного месяца объемы потребления из сети и объемы выдачи в сеть.

Что касается продажи электроэнергии сбытовой организации: в зависимости от региона и тарифов это может быть выгодно, а может быть нет. Энергосбытовая компания выкупает по оптовой цене и доплачивает за мощность, расчет ведется по довольно сложной формуле. В 2023 году цена выкупа может превышать 5 Р за киловатт-час, и если «входящее» электричество стоит дешевле, то продажа излишков может принести прибыль. Но даже если цена выкупа меньше или равна стоимости поступающего в дом электричества, продажа все равно позволяет уменьшить счета за ЖКУ: в платежках будет посчитана разница между купленными и проданными киловатт-часами.

Сальдирование предоставляет возможность использовать общую сеть как некий аккумулятор. Когда нам не нужна выработанная электроэнергия, она отдается в сеть, а когда нужна — забирается из сети в том же объеме бесплатно.

Это очень важный момент, так как все расчеты экономической эффективности солнечных панелей производятся исходя из условия, что каждый выработанный киловатт-час на протяжении всего жизненного цикла станции был потреблен и ни одного не ушло «в землю». Без сальдирования в условиях частного дома это было бы невозможно: нам приходится покидать дом, чтобы сходить в магазин, в гости, в кафе, съездить в отпуск, а солнце светит и светит. Сальдирование позволяет накопить весь объем выработанной солнечными панелями электроэнергии и использовать его в удобное для вас время в рамках одного месяца.

Оба механизма — купля-продажа и сальдирование — работают вместе. Итоги формируются по итогам расчетного месяца. Если ваше совокупное месячное потребление — 1000 кВт·ч , а станция выработала 800 кВт·ч , то разницу, 200 кВт·ч, вы приобретете по тарифу из сети. Если потребление было 800 кВт·ч , а станция выработала 1000 кВт·ч , то разницу у вас купит энергосбытовая компания по ценам оптового рынка.

Если у вас установлен двухтарифный или многотарифный счетчик, то объемы выработки и потребления определяются и сальдируются в рамках соответствующих зон суток — день/ночь , пик/полупик/ночь . То есть в таком случае дневную выработку станции нельзя сальдировать с ночным потреблением из сети — только с дневным.

Вот что необходимо сделать, чтобы все это заработало:

1. Выполнить технологическое присоединение солнечной станции к объектам сетевой организации. Можно сделать это вместе с присоединением дома к сети или отдельно, если дом уже присоединен. Как подавать заявку на технологическое присоединение, мы уже писали.
2. Заключить договор купли-продажи электрической энергии с энергосбытовой организацией — с той же, что вас обслуживает. Сделать это можно после или во время процедуры технологического присоединения, обратившись любым удобным способом.

Запомнить

1. В большинстве субъектов РФ достаточно солнечного света для установки солнечных станций.
2. С каждым годом целесообразность установки солнечных станций в России увеличивается: цены растут, а станции дешевеют.
3. Для юридических лиц установка солнечных станций более целесообразна, чем для физических, — из-за разницы цен.
4. Солнечные станции нецелесообразно ставить на даче, если вы не проживаете там постоянно. Это серьезно увеличит срок окупаемости.
5. Для экономии на электроэнергии стоит рассматривать сетевые солнечные станции без аккумуляторов. Аккумуляторы в составе солнечных станций позволяют использовать их как резервный источник энергии, но сэкономить на таких станциях не выйдет.
6. Чтобы воспользоваться преимуществами законодательства о микрогенерации, необходимо официально подключить станцию к сетям и заключить договор со сбытовой организацией.

Солнечные панели (батареи) для дома

При постоянно растущих ценах на электроэнергию поневоле начнешь задумываться об использовании природных источников для электроснабжения. Одна из таких возможностей — солнечные батареи для дома или дачи. При желании, они могут обеспечить даже потребности большого дома.

Устройство системы электропитания от солнечных батарей и сколько это стоит

Преобразовывать энергию солнца в электричество – эта идея длительное время не давала спать ученым. С открытием свойств полупроводников это стало возможным. В солнечных батареях используются кремниевые кристаллы. При попадании на них солнечного света в них образуется направленное движение электронов, которое называется электрическим током. При соединении достаточного количества таких кристаллов получаем вполне приличные по величине токи: одна панель площадью чуть больше метра (1,3-1,4 м2) при достаточном уровне освещенности может выдать до 270 Вт (напряжение 24 В).

Так как освещенность меняется в зависимости от погоды, времени суток, напрямую подключать устройства к солнечным батареям не получается. Нужна целая система. Кроме солнечных панелей требуется:

• Аккумулятор. На протяжении светового дня под воздействием солнечных лучей солнечные батареи вырабатывают электрический ток для дома, дачи. Он не всегда используется в полном объеме, его излишки накапливаются в аккумуляторе. Накопленная энергия расходуется ненастную погоду.
• Контролер. Не обязательная часть, но желательная (при достаточном количестве средств). Отслеживает уровень заряда аккумулятора, не допуская его чрезмерного разряда или превышения уровня максимального заряда. Оба этих состояния губительны для аккумулятора, так что наличие контролера продлевает срок эксплуатации аккумулятора. Также контролер обеспечивает оптимальный режим работы солнечных панелей.
• Преобразователь постоянного тока в переменный (инвертор). Не все устройства рассчитаны на постоянный ток. Многие работают от переменного напряжения в 220 вольт. Преобразователь дает возможность получить напряжение 220-230 В.

Установив солнечные батареи для дома или дачи, можно стать совершенно независимым от официального поставщика. Но для этого надо затратить приличную сумму:

• Комплект, который вырабатывает 1,5 кВт а сутки стоит около 1000$. Этого достаточно для обеспечения потребностей дачи или части электрооборудования в доме.
• Комплект солнечных батарей для производства 4 кВт в сутки стоит порядка 2200$.
• На 9 кВт в сутки — 6200$.

Так как солнечные батареи для дома — модульная система, можно купить установку, которая будет обеспечивать часть потребностей, постепенно увеличивая ее производительность.

Виды солнечных батарей

Сама солнечная батарея — некоторое количество фотоэлементов, которые расположены в общем корпусе, защищенные прозрачной лицевой панелью. Для бытового использования фотоэлементы производят на основе кремния, так как он относительно недорог. Элементы на его основе имеют неплохой КПД (порядка 20-24%).

На основе кремниевых кристаллов изготавливают монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные (гибкие) фотоэлементы. Некоторое количество этих фотоэлементов электрически соединены между собой (последовательно и/или параллельно) и выведены на клеммы, расположенные на корпусе. Это и называют солнечной батареей или панелью.

Фотоэлементы установлены в закрытом корпусе. Корпус солнечной батареи делают из анодированного алюминия. Он легкий, не подвержен коррозии. Лицевую панель делают из прочного стекла, которое должно выдерживать снего-ветровые нагрузки. К тому же оно должно обладать определенными оптическими свойствами — иметь максимальную прозрачность, чтобы пропускать как можно больше лучей. Из-за отражения теряется значительное количество энергии, так что требования к качеству стекла высокие и еще оно покрывается антибликовым составом.

Виды фотоэлементов для солнечных батарей

Солнечные батареи для дома делают на основе кремневых элементов трех типов;

• Монокристаллические. Каждый фотоэлемент — один кристалл кремния. Монокристаллические фотоэлементы имеют неплохой КПД (порядка 24,7%), но и стоимость их несколько выше. Отличить можно, во-первых, по однородному насыщенному синему цвету, во-вторых, по скругленным краям фотоэлемента.
• Поликристаллические. Несколько небольших кремниевых кристаллов объединены в один фотоэлемент. Они имеют неоднородную структуру, из-за чего хуже поглощают солнечный свет. Это отражается на КПД (20,3%). Фактически это означает, что солнечная панель той же мощности будет занимать примерно на 20% больше площади.
• Тонкопленочные. Представляют собой слой полупроводника, напыленный на гибкую подложку. За счет своей гибкости могут монтироваться на криволинейные поверхности. Имеют невысокую производительность (порядка 10,4%), так что занимают большие площади (как минимум, в 2 раза больше, чем поликристаллические).

Если у вас скатная крыша и фасад развернут на юг или восток, слишком сильно думать о занимаемой площади не имеет смысла. Вполне могут устроить поликристаллические модули. При равном количестве производимой энергии они стоят немного дешевле.

Как правильно выбрать систему солнечных батарей для дома

Есть распространенные заблуждения, которые заставляют вас тратить лишние деньги на приобретение чересчур дорогого оборудования. Ниже приведем рекомендации того, как правильно выстроить систему электропитания от солнечных батарей и не потратить лишних денег.

Что надо купить

Далеко не все компоненты солнечной электростанции жизненно необходимы для работы. Некоторые служат для повышения надежности, но без них система работоспособна. Первое, что стоит запомнить — приобретайте солнечные батареи в конце зимы, начале весны. Во-первых, погода в это время отличная, много солнечных дней, снег отражает солнце, увеличивая общую освещенность. Во-вторых, в это время традиционно объявляют скидки. Далее советы такие:

• Приобретайте солнечные батареи для дома с выходным напряжением 12 В. Именно от такого напряжения работает большая часть бытовой и строительной техники, светодиодные светильники и т.д. Техники, работающей от 24 или 48 вольт намного меньше. Можете посмотреть паспорта или воспользуйтесь поиском.
• Не используйте для освещения лампы накаливания. Они потребляют слишком много электроэнергии, да и работают от 220 в. Замените их на светодиодные. Для них постоянный ток в 12 В — это то, что надо.
• Не старайтесь сразу купить систему большой мощности чтобы покрыть все возможные потребности. Для начала купите пару модулей без преобразователя/инвертора, подключите к ним ту технику, которая работает от постоянного напряжения. Если вас устроит система, позднее можно нарастить мощность, докупить инвертор и подключить технику, которая работает от 220-230 В. И учтите, что инвертор, даже при выключенной нагрузке, потребляет электроэнергию (потери на преобразовании примерно 30%). То есть ночью, когда все выключено, он просто расходует заряд АКБ. Причем выдает он далеко не идеальную синусоиду. В общем, все что может работать от постоянного напряжения, запитываем от аккумуляторов напрямую.

Если воспользоваться только этими советами, и подключить только технику, которая работает от постоянного напряжения, система солнечных батарей для дома обойдется в гораздо более скромную сумму чем самый дешевый комплект. Но это еще не все. Можно еще часть оборудования оставить «на потом» или вообще обойтись без него.

Без чего можно обойтись

Стоимость комплекта солнечных батарей на 1 кВт в сутки — более тысячи долларов. Немалые вложения. Поневоле задумаешься, а стоит ли оно того и каков же будет срок окупаемости. При нынешних тарифах ждать пока отобьются свои деньги придется не один год. Но можно затраты уменьшить. Не за счет качества, но за счет незначительного снижения комфортности эксплуатации системы и за счет разумного подхода к подбору ее компонентов.

• Не покупайте гелиевые или аккумуляторы глубокого разряда. Они не стоят своих денег. С солнечными батареями для дома отлично работают даже отслужившие свой срок автомобильные АКБ . Они нормально работают еще, минимум, 5 лет.
• В принципе, можно обойтись еще меньшими средствами. Можно не ставить контроллер. Он стоит не менее 150$ (а при большой мощности 500$), а вся его задача — мониторить состояние заряда батарей. Если бюджет ограничен, купите автомобильные часы, работающие от 12 В, которые также измеряют напряжение, температуру. Они стоят 2-5$ и практически выполняют ту же функцию. А чтобы избежать перезаряда, купите лишний аккумулятор. Или два. Суммарная мощность «лишней» емкости должна быть не ниже 20%. Это и позволит избежать перезаряда, и увеличит емкость системы.

Итак, если бюджет ограничен, можно обойтись несколькими солнечными панелями и аккумуляторными батареями, емкость которых на 20-25% выше максимального заряда солнечных панелей. Для мониторинга состояния купите автомобильные часы, которые еще измеряют напряжение. Это избавит вас от необходимости несколько раз в день измерять заряд на АКБ. Вместо этого вам надо будет время от времени смотреть на показания часов. Для старта это все. В дальнейшем можно докупать солнечные батареи для дома, увеличивать количество АКБ. При желании, можно купить инвертор.

Определяемся с размерами и количеством фотоэлементов

В хороших солнечных батареях на 12 вольт должно быть 36 элементов, на 24 вольта — 72 фотоэлемента. Это количество оптимально. При меньшем числе фотоэлементов вы никогда не получите заявленный ток. И это — лучший из вариантов.

Не стоит покупать сдвоенные солнечные панели — по 72 и 144 элемента соответственно. Во-первых, они очень большие, что неудобно при перевозке. Во-вторых, при аномально низких температурах, которые у нас периодически случаются, они первыми выходят из строя. Дело в том, что ламинирующая пленка при морозах сильно уменьшается в размерах. На больших панелях из-за большого натяжения она отслаивается или даже рвется. Теряется прозрачность, катастрофически падает производительность. Панель идет в ремонт.

Второй фактор. На больших по размерам панелях должна быть больше толщина корпуса и стекла. Ведь увеличивается парусность и снеговые нагрузки. Но далеко не всегда это делают, так как значительно возрастает цена. Если вы видите сдвоенную панель, а цена на нее ниже, чем на две «обычных», лучше ищите что-то другое.

Еще раз: лучший выбор — солнечная панель для дома на 12 вольт, состоящая из 36 фотоэлементов. Это оптимальный вариант, проверенный практикой.

Технические характеристики: на что обратить внимание

В сертифицированных солнечных батареях всегда указывается рабочий ток и напряжение, а также напряжение холостого хода и ток КЗ. При этом стоит учесть, что все параметры обычно указываются для температуры +25°C. В солнечный день на крыше батарея разогревается до температур, значительно превышающих эту цифру. Это объясняет наличие большего рабочего напряжения.

Также обратите внимание на напряжение холостого хода. В нормальных батареях оно порядка 22 В. И все бы ничего, но если проводить работы на оборудовании не отключив солнечные батареи, напряжение холостого хода выведет из строя инвертор или другую подключенную технику, не рассчитанную на подобный вольтаж. Потому при любых работах — переключении проводов, подключении/отключении аккумуляторов и т.д. и т.п — первое что вы должны сделать — отключить солнечные батареи (снять клеммы). Перебрав схему, их подключаете последними. Такой порядок действий сохранит вам много нервов (и денег).

Корпус и стекло

Солнечные батареи для дома имеют алюминиевый корпус. Этот металл не корродирует, при достаточной прочности имеет небольшую массу. Нормальный корпус должен быть собран из профиля, в котором присутствуют, как минимум, два ребра жесткости. К тому же стекло должно быть вставлено в специальный паз, а не закреплено сверху. Все это — признаки нормального качества.

Еще при выборе солнечной батареи обратите внимание на стекло. В нормальных батареях оно не гладкое, а текстурированное. На ощупь — шершавое, если провести ногтями, слышен шорох. К тому же должно иметь качественное покрытие, которое сводит к минимуму блики. Это означает что в нем не должно ничего отражаться. Если хоть под каким-то углом видны отражения окружающих предметов, лучше найдите другую панель.

Выбор сечения кабеля и тонкости электрического подключения

Подключать солнечные батареи для дома необходимо медным одножильным кабелем. Сечение жилы кабеля зависит от расстояния между модулем и АКБ:

• расстояние менее 10 метров:
  • 1,5 мм2 на одну солнечную батарею мощностью 100 Вт;
  • на две батареи — 2,5 мм2;
  • три батареи — 4,0 мм2;
  • для подключения одной панели берем 2,5 мм2;
  • двух — 4,0 мм2;
  • трех — 6,0 мм2.

  Можно брать сечение больше, но не меньше (будут большие потери, а оно нам не надо). При покупке проводов, обратите внимание на фактическое сечение, так как сегодня заявленные размеры очень часто не соответствуют действительным. Для проверки придется измерять диаметр и считать сечение (как это делать, прочесть можно тут).

  

  При сборе системы можно плюсы солнечных батарей провести используя многожильный кабель подходящего сечения, а для минуса использовать один толстый. Перед подключением к аккумуляторам все «плюсы» пропускаем через диоды или диодные сборки с общим катодом. Это предотвращает возможность замыкания аккумулятора (может вызвать возгорание) при замыкании или обрыве проводов между батареями и аккумулятором.

  Диоды используют типа SBL2040CT, PBYR040CT. Если такие на нашли, можно снять со старых блоков питания персональных компьютеров. Там обычно стоят SBL3040 или подобные. Пропускать через диоды желательно. Не забудьте что они сильно греются, так что монтировать их надо на радиаторе (можно на едином).

  Еще в системе необходим блок предохранителей. По одному на каждого потребителя. Всю нагрузку подключаем через этот блок. Во-первых, система так безопаснее. Во-вторых, при возникновении проблем, проще определить ее источник (по сгоревшему предохранителю).

  Источник https://m-strana.ru/articles/solnechnye-batarei-sfery-ispolzovaniya-i-kogda-oni-nuzhny/

  Источник https://journal.tinkoff.ru/home-solar-power/

  Источник https://stroychik.ru/raznoe/solnechnye-batarei-dlya-doma