Еще раз про целесообразность солнечных батарей

Экологичное энергоснабжение сегодня набирает обороты во всем мире. Его, например, применяют для бытовых нужд в домах, освещения улиц и даже обеспечения работы заводов. Эксперты признают – подобные технологии имеют свои плюсы и минусы. Наш корреспондент выяснил, как предприятия и жители Московской области приходят к альтернативной энергетике и почему использование солнечных батарей не является панацеей для природы.

Что такое ПЛЭН

Отопление ПЛЭН – это технологическая новинка последних лет. Хотя её принцип действия новым не назовёшь, ведь именно таким способом обогревает нашу планету солнце. Вся суть кроется в генерации инфракрасного излучения, прогревающего полы, стены и даже потолки. ИК-излучение превращается в тепло прямо в этих поверхностях и частично в окружающих предметах. В результате этого в комнатах становится тепло и комфортно.

Система отопления ПЛЭН лишена толстых труб и радиаторов. Здесь есть только тонкая, но прочная плёнка, которая укладывается под прогреваемые поверхности. Поверх плёнки нанесены резистивные металлизированные полоски. Проходящий по ним переменный ток превращается в инфракрасное излучение, достигающее окружающих предметов и прогревающее их. Плёнка не раскаляется – температура нагрева не превышает +40-50 градусов. Управляет всем этим хозяйством комнатный термостат.

Целесообразность использования

Плюсы использования солнечных батарей не ограничиваются возможностью их установки практически в любом месте.

Потребителям этого альтернативного источника энергии приходится платить только за инверторы, аккумуляторы и установку солнечных батарей, солнце, в свою очередь, предлагает буквально бесплатное электричество. Плата за установку окупится.

Достаточно вспомнить, сколько в среднем человек потребляет электричества от просто оставленных в сети блоков питания, горящих индикаторов телевизора и других бытовых приборов.

Таким образом, потребление происходит круглосуточно, вне зависимости, нужно это человеку или нет.

Сравнение солнечных панелей по внешнему виду

Для начала удовлетворим визуалов, посмотрим на внешний вид наших панелей:

Синий цвет, не однородная структура, фотоэлектрические элементы квадратной формы – поликристаллическая солнечная панель китайского производства. Черного цвета, однородной кристаллической структуры, со скругленными углами элементов – монокристаллическая панель немецкого производства.

Вид сзади, заливка компаундом:

Видим неровные стыки китайской батареи и гладкую, аккуратную заливку компаундом в немецких батареях.

Не хочется заранее расстраивать настоящих или будущих владельцев китайских солнечных панелей, но  эти недочеты в будущем приводят к разгерметизации пакета, попаданию воды и трещинам:

Что в дальнейшем приведет к снижению эффективности солнечной батареи до минимума.

Не смотря на описанные недостатки, обе панели выглядят достойно.

Кстати об окупаемости

Могу ещё раз попробовать посчитать окупаемость системы при помощи онлайн-калькулятора. Возьмём 6 поликристаллических батарей по 240 ватт каждая. Нам понадобятся также контроллер, инвертор (возьмём на 6 киловатт) и хотя бы два гелевых аккумулятора по 12 вольт 200АЧ. Стоимость оборудования получится порядка 210 тысяч рублей. Предохранители, устройства защиты, перемычки, крепления, кабель, расходники, доставка и установка добавят примерно 40 тысяч. Получается, надо минимум 250 тысяч рублей.Это система, которая будет в летние месяцы выдавать чуть больше 7 киловатт-часов в сутки. То есть, 290 ватт в час. Не так-то и много: небольшой холодильник, вечером телевизор, пара светодиодных лампочек. Но это только с мая по июль, в остальные месяцы выдача сильно падает.Думаю, что для заказчика, у которого есть дом и генератор, и который может себе позволить поставить батареи, этих 7 киловатт-часов в сутки совершенно не хватит.Вот выработка 6 батарей по 240 ватт в Ленинградской области по месяцам:Сейчас (2017 год) тариф на электроэнергию в Ленобласти 3,70 рубля за киловатт (одноставочный). Выработка батарей за год 1714 киловатт-часов, значит, за год система сэкономит нам 6341 рубль. Так что ещё раз об этом напишу:В НАШЕМ РЕГИОНЕ СОЛНЕЧНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ НЕ ОКУПАЕТСЯ НИКОГДА!Кроме случаев, когда городского питания нет. Например, вам во времянку нужна розетка и лампочка, подключение городской линии стоит миллионы. Тогда солнечные батареи будут отличным решением.Кстати, и ветрогенераторы тоже не окупаются.

И даже близко этот вариант не подойдёт к окупаемости.И даже если вы платите за электричество впятеро больше, чем обычный тариф, то не окупается.Если хочется поставить на крышу солнечные панели, чтобы дом выглядел современно и модно, то гораздо выгоднее купить самые дешёвые панели на рынке и просто их положить. Без проводов, без подключения, без контроллера, инвертора и аккумуляторов.Единственное преимущество, которое даст нам система, состоит в том, что аккумуляторы будут держать дом какое-то время, пока не запустится генератор (от 20 секунд до пары минут). Но тогда нам надо подбирать инвертор на максимальную мощность дома. А если у нас не одна фаза, а три, то ставить три инвертора, а инвертор достаточно дорогой. Российский МАП Энергия на 48 вольт 6 киловатт — 72 тысячи рублей. Либо ставить инвертор только на первую фазу, и вешать на неё все резервируемые нагрузки.Я уже когда-то писал, но напишу ещё раз. Солнечные батареи целесообразны только в следующих случаях:

  1. Основного питания нет и не предвидится. Нужен какой-то источник электричества в доме, но не для целей обогрева.
  2. Основное электричество есть, но оно часто пропадает. Тут нужно задуматься об установке системы резервного питания: инвертора и аккумуляторов, которые будут заряжаться от городского питания. Опционально можно добавить солнечные батареи, но обычно проще и дешевле добавить аккумуляторы, если питание отключается не совсем надолго.
  3. Основное питание есть, но его иногда не хватает. То есть, дом иногда просит больше мощности, чем номинал вводного автомата. Опять же, возможно, солнечные батареи тут не нужны, достаточно аккумуляторов и гибридного инвертора, который умеет добавлять мощность из аккумуляторов в сеть.

55,294 просмотров всего, 194 просмотров сегодня

Похожие посты:

  1. Целесообразность и окупаемость солнечных батарей Рассмотрим вопрос о том, насколько целесообразно устанавливать солнечные батареи для…
  2. Резервное питания для загородного дома (дачи) Рассмотрим вопрос того, как обеспечить себе бесперебойное электроснабжение при периодическом…
  3. Расчёт солнечных батарей для задачи Поскольку солнечные батареи вызывают очень большой интерес (вижу по количеству…
  4. Ещё раз о входах и выходах контроллера Моя статья про входы и выходы ПЛК — одна из…
  5. Лучше сто раз проговорить техзадание В договоре на установку системы (не на проектирование, конечно) у…
  6. Ещё один слаботочный щит в квартире Сегодня видел ещё один пример слаботочного щита в квартире. Он является…
  7. Термостат и датчик движения Fibaro для Apple Homekit Наконец, мне в руки попали два устройства Fibaro для работы…

Преимущества и недостатки отопления на солнечных батареях

Солнечный обогреватель для дома любого типа обладают следующими достоинствами:

  • автономность системы – вы перестанете зависеть от коммунальных служб и их расценок;
  • несмотря на высокую цену оборудования, общая эксплуатационная стоимость будет уменьшаться с каждым годом;
  • бесшумность;
  • длительный срок службы;
  • экологическая безопасность выделяемой энергии;
  • эксплуатация в различных климатических условиях: ветер, дождь, снег;
  • способность накапливать полученную энергию.

Недостатки:

  • КПД использования резко снижается при сильном нагреве фотоэлементов, поэтому желательна установка дополнительных систем охлаждения.
  • Внешнюю поверхность панелей нужно регулярно очищать от загрязнений и пыли.
  • Наличие ядовитых веществ в составе фотоэлементов. Во время эксплуатации они никак не влияют на чистоту выделяемой энергии, но требуют безопасной утилизации.
  • После 25–30 лет активного использования производительность панелей падает минимум на 10 %.
  • Эффективность батарей напрямую зависит от погодных условий, поэтому они нуждаются в оснащении дополнительными системами сохранения энергии.
Читайте также:  Выбор электрического котла отопления для частного дома

Устройство и принцип работы

Солнечное отопление частного дома — инновационная технология, о которой пока еще не все имеют четкое представление. Между тем, все возможности для установки и использования соответствующих комплексов имеются практически у любого домовладельца. Необходимость финансовых вложений существует только для приобретения аппаратуры или оборудования, все остальное он получит бесплатно.

Существует два варианта организации солнечного отопления:

  1. Солнечные батареи;
  2. Солнечные коллекторы.

Использование солнечных батарей — более затратный метод, требующий присутствия большого количества оборудования. Используются фотоэлектрические элементы, расположенные на открытой площадке под нужным углом для максимально перпендикулярного падения солнечных лучей. Они вырабатывают электрический ток, который накапливается в аккумуляторных батареях, преобразуется в переменный ток со стандартными параметрами, после чего направляется на отопительные приборы.

Отопление от солнечных батарей в частном доме дает массу дополнительных возможностей. Такой способ имеет значительное преимущество —электрический ток, который вырабатывают солнечные батареи, можно использовать не только на обогрев дома, но и на питание любых приборов, на освещение или иные надобности.

Солнечные батареи для дома для отопления, стоимость которых довольно высока, могут оказаться невыгодны с финансовой точки зрения.

Солнечные коллекторы действуют по другому принципу. Они не вырабатывают, а получают от Солнца тепловую энергию, которая нагревает теплоноситель в емкостях или трубках. В принципе, коллектором можно считать любую емкость с водой, выставленную на солнце, но имеются специальные конструкции, способные продемонстрировать наибольшую эффективность. Такой вариант системы значительно проще, дешевле и доступен для самостоятельного изготовления.

Полученное тепло сразу реализуется в повышении температуры теплоносителя, который аккумулируется в накопительной емкости, откуда распределяется по отопительным контурам дома. Оптимальным способом обогрева является использование низкотемпературных систем, таких как теплый пол. Они не нуждаются в сильном нагреве, что соответствует возможностям солнечных коллекторов. В ночное время расходуется теплоноситель, нагретый за день.

Для максимальной солнечных коллекторов эффективности необходимо качественно утеплять накопительную емкость.

ХОЛОД В ПОМОЩЬ

Современный бизнес постепенно приходит к тому, чтобы за счет оптимизации рабочих процессов снижать энергопотребление, использовать меньше невозобновляемых ресурсов, сокращать выбросы углекислого газа в атмосферу.

‒ На нашем заводе в Истре мы уже третий год используем для подогрева технической воды биогаз, образующийся в процессе очистки сточных вод, ‒ рассказывает менеджер по экологии Coca-Cola HBC Россия Анна Лата. ‒ Благодаря этому удалось снизить потребление природного газа. Также используем естественный холод артезианской воды для охлаждающего оборудования.

Прежде чем попасть в производство напитков, вода из скважины проходит через холодильные установки, поясняет собеседница. Таким образом, удается экономить электричество, которое ранее использовалось для этих целей. За два года предприятие смогло снизить энергопотребление на 5,6%.

Вадим Хромов, заместитель председателя правительства Московской области:

‒ Сейчас мы готовим заявку от Московской области на создание и развитие научно-образовательного центра в Черноголовке, специализацией которого, как ожидается, станет альтернативная энергетика. Это направление откроет новые перспективы для развития возобновляемых источников питания и других производств.

Типы и комплектации солнечных батарей

Все солнечные батареи условно можно разделить не два типа: малые и большие фотоэлектрические системы. К первой категории относятся аккумуляторные панели, которые работают от напряжения 12-24 В. Эти системы способны обеспечить электрической энергией работающий телевизор в комбинации с несколькими отопительными приборами. Использование больших систем предназначено не только для обеспечения жилища электрической энергией, но и для организации системы отопления. Однако с их помощью невозможно обеспечить большие дома с несколькими этажами.

Различается и комплектация устройств. В базовый набор входит такой перечень компонентов:

— вакуумный солнечный коллектор;

— контроллер, следящий за работой системы на максимально эффективном уровне;

— насос, подающий теплоноситель от коллектора в бак отопительной системы;

— емкость для горячей воды, объем которой составляет 500-1000 литров;

— тепловой насос или электрический тэн.

Читайте также:  Виды приспособлений для распиловки древесины бензопилой

Принцип работы солнечной батареи

Солнечная батарея – это, в первую очередь, набор фотоэлементов, которые, соединяясь между собой, формируют панель. Особенность фотоэлементов заключается в их способности генерировать электрическую энергию под воздействием солнечных лучей, что делает ее практически бесплатной. Количество производимой энергии зависит от материала панели и от ее площади. Таким образом, на выходе получается постоянный электрический ток, который попадает в инвертор, где преобразуется в переменный и может использовать в быту. Поскольку производительность батареи зависит от многих факторов (времени года, погоды, времени суток), энергия должна накапливаться впрок, для чего и используется аккумулятор. Он накапливает в себе электричество, а потом постепенно отдает его даже тогда, когда солнца нет, и батарея не выполняет свои функции.

Установка солнечных батарей на балконе

Одним из главных характеристик любой солнечной батареи является материал для фотоэлементов. Среди наиболее популярных:

  • поликристаллы кремния – самый популярный материал на сегодняшний день, сочетающий в себе доступную цену и хорошие эксплуатационные характеристики. Панели из поликристаллов кремния легко устанавливаются, так что с их сборкой может справиться любой. Их характерная особенность – синий цвет поверхности, по которой их легко узнать;
  • монокристаллы кремния более продуктивные, но их стоимость гораздо выше. Еще один недостаток – это их форма в виде многоугольника. Она не дает возможность подогнать отдельные монокристаллы впритык друг к другу, поэтому рабочая поверхность панели в результате оказывается не сплошной, а с множеством зазоров, что уменьшает полезную площадь;
  • аморфный кремний наименее эффективный среди всех разновидностей кремния и самый дешевый из них. Его используют в тех случаях, когда не требуется большой мощности батареи, или же с целью экономии;
  • теллурид кадмия наносится на стекло в виде пленки, толщина которой менее 0,5 мм. Сама пленка может быть непрозрачной или же частично пропускать свет, так что ее можно использовать и в качестве тонировки для оконного стекла;
  • CIGS – полупроводник, фотоэлементы из которого тоже выпускаются в виде пленки, но его КПД выше, чем у таллурида кадмия.

Выбор материалов довольно большой, и чтобы подобрать подходящий, нужно разбираться в их эксплуатационных характеристиках. Менее продуктивные фотоэлементы стоят дешевле, но требуют большей площади панели, так что экономия здесь относительная. Разница в производительности довольно большая. Для примера, квадратный метр панели из монокристаллического кремния может давать до 125 Вт, а из аморфного кремния – 50 Вт.

На современном рынке наибольшим спросом пользуются монокристаллические и поликристаллические фотоэлементы. Первые имеют КПД порядка 13%, срок их службы около 30 лет, но при этом их производительность сильно зависит от погодных условий. Максимальный КПД можно получить только в солнечный ясный день, но в пасмурную погоду он значительно снижается. Поликристаллические фотоэлементы менее эффективные – их максимальный КПД составляет 9%, срок их эксплуатации тоже немного меньше – до 20 лет, но при этом их производительность практически не зависит от погоды.

Устанавливаем солнечные батареи на балконе своими руками

Принцип работы солнечной батареи

Преимущества и недостатки коллектора

Главное преимущество гелиосистемы – экологическая чистота.

  • При выработке тепла в солнечных батареях не образуются никакие вредные вещества. Он абсолютно безвреден как для человека, так и для природы.
  • Очень экономичная установка. Затраты на покупку и монтирование системы возвращаются в течение нескольких лет. В последующие годы батарея работает только в плюс, экономя затраты на обогрев помещения и нагрев воды.
  • Использование системы круглый год. Зимой солнце светит не так ярко, но даже сквозь тучи к нам доходит до 75% солнечного излучения, что даёт возможность использовать гелиосистему в любое время года. Несмотря на то что в зимнее время эффективность работы снижается, установка вырабатывает до 50% необходимой энергии.

Единственным недостатком коллектора является его высокая стоимость. Не каждый может позволить себе такую роскошь.