Практичные идеи для дома: фотоэлектрические панели от ikea позволят использовать солнечную энергию в вашем доме

ВИЭ наступают: СЭС без субсидий, IKEA и солнечные жалюзи

Солнечная энергетика

В Британии построят солнечную электростанцию без субсидий

Британская энергетическая компания Hive Energy получила разрешение на строительство солнечной электростанции на юге страны — и примечательно, что солнечный парк будет создан без государственных субсидий. Станция планируемой мощностью 40 МВт (что эквивалентно снабжению 9 100 среднестатистических домохозяйств) займёт 72 га в графстве Хэмпшир и будет введена в эксплуатацию к лету 2018. Разработка проекта длилась около 2 лет. О деталях финансирования и инвесторах компания пока не сообщает. [hiveenergy.co.uk]

В Южном Майями все новые дома будут с солнечными панелями

В Южном Майами, штат Флорида, утверждены строительные нормативы, по которым все новые здания, строящиеся в городе, должны оснащаться солнечными электростанциями. По словам мэра, город поддерживает Парижское соглашение по климату и стремится снизить свой «углеродный след», поскольку регион сильно пострадает от глобального потепления, особенно от повышения уровня моря. В США это первый случай за пределами Калифорнии (где уже 6 городов имеют подобные законы), когда установка солнечных электростанций становится обязательным требованием в строительстве. Инициатива Южного Майами не приведёт к серьезному изменению в структуре генерации: на текущий момент сегодня кровельные солнечные панели в США производят менее 1% электроэнергии, а новых домов будет возведено в ближайшее время немного, — но считается значимым и важным шагом, в том числе в качестве образца для других городов штата и страны. [climatecentral.org]

Компания «Т-Плюс» отчиталась об увеличении мощности Орской солнечной станции

2 августа были введены в эксплуатацию вторая и третья очереди расширения Орской солнечной фотоэлектрической станции имени Александра Влазнева. Мощность станции увеличилась с 25 до 40 МВт, что покрывает потребность в электроэнергии 55-60-тысячного города. Новые мощности Орской СЭС допущены на оптовый рынок электроэнергии и мощности, с 1 августа уже начались поставки в соответствии с условиями договоров поставки мощности (ДПМ ВИЭ).

«Т-Плюс»

В результате расширения фотоэлектрическая система станции теперь имеет 160 110 солнечных модулей. Солнечные модули закреплены на металлоконструкциях общим весом в 3 139 т, установленных на 55 550 сваях. Общая площадь земельных участков составила 100 гектаров, длина периметра — 5 936 м. При монтаже панелей применялась специально разработанная для первой очереди станции математическая модель, обеспечивающая максимально эффективную выработку. С расширением Орской станции суммарная мощность солнечной генерации Оренбуржья достигла 90 МВт. [tplusgroup.ru]

IKEA начала продавать солнечные панели и домашние аккумуляторы

Правда, пока только в Британии. Предложение в том числе включает панели, интегрированные с существующими кровельными решениями. Цена на такие системы будет начинаться от $4 000. Батареи для хранения электроэнергии смогут работать как с предложенными солнечными панелями, так и отдельно, в качестве дополнения к уже существующей домашней солнечной установке. По утверждению IKEA, подобные системы хранения позволят достичь эффективности использования солнечной энергии в 80%. И хотя эти устройства не будут привычным по остальной продукции конструктором, компания постарается сделать их монтаж несложным. При хорошем спросе IKEA, вероятно, расширит производство, что может привести к сотрудничеству с различными поставщиками в разных регионах и обеспечить рост рынка домашней солнечной энергетики по всему миру. [techcrunch.com]

Калифорнийский стартап начал производство жалюзи с солнечными батареями

Черепица со встроенными солнечными панелями Solar Roof от Tesla и ее аналоги бесполезны для жильцов многоквартирных домов, поскольку рассчитаны на частные дома, готовые сделать свои крыши основным источником энергоснабжения. Решить эту проблему взялся калифорнийский стартап SolarGaps, основанный в 2016 году уроженцем Украины Евгением Эриком и предложивший жалюзи с солнечными батареями. Идея этого устройства пришла Эрику в голову во время поисков способа автономного обеспечения электричеством своего загородного дома. Начав искать альтернативу в солнечной энергетике, он понял, что все «домашние» решения оказались слишком дорогими — самый доступный вариант стоил $20 000. Тогда предприниматель создал свою технологию: небольшие солнечные панели, встроенные прямо в пластины жалюзи. Мощность таких штор составляет до 150 Вт на 1 м², а за сутки в квартире с тремя окнами на юг жалюзи способны вырабатывать до 4 кВт. Этого хватит, чтобы запитать телевизор с диагональю 42 дюйма. Жалюзи следят за солнцем, подстраиваясь под его положение с помощью встроенного электропривода, чтобы максимально эффективно накапливать и расходовать энергию. [rbc.ru]

Ветроэнергетика

В США построят крупнейшую в стране ветровую станцию

Invenergy, крупнейшая независимая компания в сфере ВИЭ в Северной Америке, совместно с GE Renewable Energy начали строительство ветропарка мощностью 2 ГВт в штате Оклахома. Ветровая станция станет второй по величине в мире и первой в США. Заявленную мощность будет выдавать 800 турбин (новейшая модель GE) по 2,5 МВт каждая. Ветропарк является частью более масштабного проекта Wind Catcher Energy Connection стоимостью $4,5 млрд, в рамках которого также запланировано создание более 560 км специальных ЛЭП сверхвысокого напряжения. Предполагается, что станция будет построена к 2020 году. [cleantechnica.com]

В Южно-Уральском университете проектируют уникальную ветроэнергетическую установку арктического исполнения

Аспирант Политехнического института ЮУрГУ Евгений Сироткин под руководством профессора Евгения Соломина принимает участие в создании и исследовании малых (мощностью до 100 кВт) ветроэнергетических установок, которые могли бы работать в суровых арктических условиях. В части районов прибрежных арктических зон скорость ветра превышает 5-7 м/с, что считается крайне благоприятным условием для экономически эффективного использования энергии ветра. Задача южноуральских учёных состоит в том, чтобы ветроэнергетическая установка пережила суровые ветровые нагрузки, поскольку при скорости ветра выше 11 м/с нужно ограничивать мощность на ветроколесе, иначе может произойти разрыв лопастей или перегрев электрогенератора.

Как утверждается, разрабатываемая система управления, состоящая из механического и электрического блоков, программируемого микроконтроллера и датчиков для мониторинга текущего состояния основных компонентов ветроустановки, тратит очень малое количество электроэнергии на торможение, причём все происходит полностью автоматически. По словам разработчиков, ветроустановка с такой системой сможет эксплуатироваться в любой ураган, а без системы управления выйдет из строя. Вся стоимость электромеханической системы будет составлять всего 2-3% от стоимости ветроустановки, и уже первый ураган принесёт окупаемость. Срок службы устройства составит 35 лет. [susu.ru]

Хранение энергии и прогнозы

Alphabet X создаст систему хранения возобновляемой энергии с помощью соли и антифриза

Разработкой занимается Malta, одно из исследовательских подразделений компании. По утверждению проектировщиков, система, состоящая из горячей соли и холодного антифриза, может быть расположена где угодно, работает дольше литий-ионных батарей, стоит не дороже новых ГЭС и остальных чистых технологий хранения энергии и способна хранить энергию несколько часов и даже дней.

Alphabet X

Принцип работы следующий: два резервуара наполняются солью, еще два — антифризом (или похожей углеводородной жидкостью), затем в систему поступает электричество от ВИЭ. Энергия конвертируется в горячий и холодный воздух, нагревающий соль и охлаждающей антифриз. Когда необходимо, запускается обратный процесс: тёплая и холодная воздушные массы сталкиваются, создавая поток ветра, который двигает турбину, вырабатывающую электричество для сети. Учёные уже давно подтвердили реализуемость подобной технологии, инновация — в создании системы, работающей при низких температурах и с дешёвыми материалами. [bloomberg.com]

Возобновляемая энергия и аккумуляторы начнут вытеснять углеводороды к 2020 году

Стоимость хранения электроэнергии быстро снижается, позволяя возобновляемой энергетике теснить угольные и газовые электростанции, говорится в совместном исследовании учёных из Калифорнийского университета в Беркли, Мюнхенского технического университета и немецкого Центра управления цифровыми технологиями. Инвестиции в проекты хранения энергии снизили стоимость литий-ионных батарей с $10 000 за 1 кВт⋅ч в начале 1990-х до прогнозируемых $100 к 2018 году. Исследователи также отметили, что домашние системы выработки солнечной энергии и хранения станут сравнимы по ценам с электричеством от сети к 2020 году. [thinkprogress.org]

ВИЭ наступают, но медленно и с господдержкой

«Коммерсант» сделал большой и комплексный материал о зелёной энергетике в России, её финансовой стороне и дискуссиях о реформе отрасли. Среди прочего было опубликовано интервью с заместителем министра энергетики Вячеславом Кравченко.

Цитата : «Ту долю, которую [ВИЭ] имеют в Европе, наверное, ВИЭ [в России] вряд ли получат. Безусловно, возобновляемая энергетика должна развиваться. Но я считаю, что она должна развиваться там, где она наиболее эффективна. В первую очередь, это изолированные энергосистемы, удаленные от централизованного электроснабжения — Сибирь, Север, Дальний Восток. В Европейской части РФ также есть изолированные зоны, там ее можно ставить. ВИЭ мы рассматриваем как дополнение к существующей энергосистеме».

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%.

Читайте также:  Основные типы систем видеонаблюдения

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.

Солнечные батареи для дома: стоимость комплекта и целесообразность установки

Альтернативные источники энергии активно захватывают потребительский рынок. Лет десять назад большинство людей не представляло себе возможность приобретения таких инженерных разработок, как ветряная электростанция или станция, работающая на солнечных батареях. Сейчас это становится возможным. Солнечные батареи для дома: стоимость комплекта, затраты на монтаж и техническое обслуживание – экономически выгодное решение сегодняшнего дня.

Солнечные батареи относятся к альтернативным источникам электроэнергии

Общие характеристики и возможность купить солнечные батареи для частного дома

Если говорить о солнечных батареях в техническом плане, нужно понимать, что речь идет о фотоэлектрических системах электроснабжения (ФСЭ). Основная цель таких устройств – это преобразование энергии солнечного света в электрическую на основе физического закона фотоэффекта. Около двухсот лет продолжается процесс усовершенствования солнечных установок по выработке электроэнергии. В настоящее время инженерная мысль достигла значительных результатов в разработке фотоэлектрического оборудования, особенно в показателях полезного действия – от 1 до 46% (доля преобразованной солнечной энергии).

Солнечные батареи преобразовывают энергию солнечного света в электрическую энергию

Современный рынок солнечных систем электроснабжения можно считать в достаточной мере сформированным, так как он позволяет делать выбор товара из немалого числа предложений, из очень большого рыночного сегмента. Чтобы ответить на самый часто задаваемый вопрос, сколько стоят солнечные батареи для частного дома, необходимо разобраться в технологических и конструктивных особенностях ФСЭ. Структуризация предлагаемого рынком оборудования предполагает три основные категории солнечных систем, основываясь на их функциональных, конструктивных и технических особенностях.

К первой категории ФСЭ относятся автономные системы, которые не подключены к основной сети электроснабжения. Такие системы работают в собственном контуре сети для прямого электропитания подключенного оборудования. Максимальная эффективность работы достигается наличием в комплекте аккумулирующего устройства (аккумуляторные батареи), которое позволяет использовать накопленную электроэнергию в случае падения интенсивности солнечного света (т.е. пониженная вырабатываемая мощность) и в случае моментов превышения потребляемой мощности над вырабатываемой.

Также автономным можно считать установленный комплект солнечных батарей для дома, используемый напрямую источниками нагрузки без аккумуляторных элементов.

Ко второй категории относятся открытые ФСЭ. В своей комплектации данные системы не имеют аккумуляторов и подсоединяются к основной сети электропитания через специальный инвертор. Если потребляемая мощность не превышает значение вырабатываемой, основная сеть отключена. В противном случае отключается ФСЭ и потребление производится из основной сети. Такие системы очень надежные, более дешевые, но если нет электропитания от основной сети, то и солнечная станция не работает.

Автономная система ФСЭ с аккумулятором и фотоэлектрическим инвертором

Третью категорию представляют комбинированные ФСЭ. Они представляют собой объединенный формат первой и второй категории. Это позволяет иметь в своем функционале дополнительное качество – лишняя вырабатываемая или накопленная электроэнергия может передаваться в основную сеть и иметь коммерческую ценность.

Данная категория наиболее дорогая, так как использует в своей конфигурации сложные сетевые фотоэлектрические инверторы и зарядные устройства.

Полезный совет! Для бесперебойного режима электроснабжения в случаях одновременного прекращения работы общей сети и воздействия негативных метеоусловий, необходимо иметь резервный источник электропитания. В качестве такого источника может быть небольшой (2-5 кВт) электрогенератор, работающий на бензине или дизельном топливе.

Цена солнечных батарей для дома: стоимость комплекта

Решать вопросы экономии затрат на электроэнергию за счет установки солнечных электростанций необходимо в условиях полного информирования о ценах на весь комплект и предстоящих затратах на их установку и эксплуатацию. Частый вопрос, сколько стоит солнечная батарея для дома, четкого ответа не имеет, так как очень много факторов влияет на ценообразование.

Стоимость минимального комплекта солнечных батарей для дома составляет 120000 рублей

Устоявшаяся цена главного элемента ФСЭ (солнечной батареи) в среднем по минимуму (но также минимуму по качеству) порядка 50-60 руб. за вырабатываемый 1Вт мощности. Следовательно, цена солнечных батарей для частного дома мощностью 100 и 200 Вт будет находиться в размере 6000 и 12000 руб. соответственно.

Состав комплекта станции зависит от ее категории и мощности. В него могут входить контроллер зарядки, аккумуляторная станция, инвертор и соединительная аппаратура. При выборе, например, комплекта первой категории и номинальной мощности порядка 2 кВт (2000 Вт), цена комплекта солнечных батарей для дома составит от 120 тыс. руб. и выше.

А сравнивать весь затрачиваемый капитал необходимо с экономическим эффектом, получаемым от разницы в стоимости 1 кВт/час централизованной сети и стоимости, создаваемой ФСЭ.

Самая «свежая» статистика рынка солнечных батарей показывает, что отношение цен на единицу электроэнергии составляет 8,8 раза. Это значит, что электроэнергия, вырабатываемая солнечной станцией, в 8,8 раза дешевле предоставляемой электроэнергии через общую сеть, взятых в равном эквиваленте.

Важным критерием выбора в направлении использования ФСЭ служит также фактор возможности обеспечить бесперебойную работу автоматики в системах отопления, охранного слежения и пожарного оповещения. К перечню можно отнести компьютерную домашнюю сеть и группы электронных контрольно-измерительных датчиков.

В состав комплекта могут входить помимо солнечных батарей контроллер зарядки, аккумуляторная станция, инвертор, соединительная аппаратура

Применение и цена солнечных батарей для дома

Большой выбор солнечных батарей предоставляет возможность использовать их в разнообразном качестве и применении, так как при желании купить солнечные батареи для дома, цена на сегодняшний день уже позволяет это сделать широким слоям населения. Зная их основные характеристики, такие как стандарт выходящего напряжения (12, 24В и выше), а также параметры вырабатываемой номинальной мощности, можно использовать их локально, не приобретая всего комплекта. На рынке средняя стоимость солнечных батарей для частного дома колеблется в пределах 60 руб. за вырабатываемый 1 кВт электрической мощности.

Если требуется использовать лампочку в темном помещении напряжением 12В и мощностью 25 Вт, то достаточно купить и подключить к ней напрямую солнечную батарею аналогичных параметров и это обойдется не более чем в 2000 руб. и тратить электричество на лампочку в 60-75 Вт в какой-нибудь коморке уже не придется. Можно подключить небольшой колодезный насос для дневного полива любой ландшафтной зоны мощностью 200 Вт и питанием в 24В. При затратах в 11000-12000 руб. можно в течение всего весенне-летнего периода и более 10 лет иметь независимую систему полива.

Необходимый комплект солнечных батарей для дачи

Если рассматривать вопрос о целесообразности применения солнечных систем для дачного участка, следует учитывать факторы стабильности подачи электроэнергии в поселок, уровень его инсоляции (время нахождения под прямыми солнечными лучами), требуемую мощность электрификации и фактор риска воровства в пустующее от хозяев время года. Лучший вариант – это стационарная установка ФСЭ первой категории.

Оптимальный вариант для дачи — стационарная установка ФСЭ первой категории

Учитывая невысокую потребляемую мощность дачи, можно организовать 100% замену централизованного электроснабжения на автономное и дешевое. В другом случае, когда стационарная установка солнечной станции по каким-то критериям не оправдана, можно использовать переездной комплект быстрой сборки.

Обратите внимание! Эксперты в области использования ФСЭ провели расчет и выявили, что солнечные батареи стратегически и экономически целесообразны для применения в летнее время года в частных домах и дачных домиках площадью от 50 до 300 м², рассчитанных на семью до четырех человек.

Использование солнечной энергии для получения тепла

Наряду с использованием солнечной энергии для производства электрического тока существуют и не менее распространенные устройства по превращению энергии солнечного света в тепловую энергию. Такие установки называются солнечными коллекторами и служат элементами нагрева для систем отопления и получения горячей воды. Независимо от установленных котлов в отопительных системах и контурах горячего водоснабжения, их комбинация с высокоэффективными солнечными коллекторами позволяет экономить до 36% расходов на отопление и приготовление горячей воды.

Электроснабжение дома с использованием солнечных батарей: 1 — LED-светильники, 2 — электровентилятор, 3 — зарядное устройство для телефона, 4 — маленькая электроплита, 5 — холодильник, 6 — внешнее освещение, А — солнечные фотоэлектрические панели, В — панель управления, С — инвертор + контроллер зарядки + счетчики, D — аккумуляторы, Е — панель обесточивания (отключения), F — резервный генератор

В конструктивном исполнении солнечный коллектор из разряда ходового товара представляет собой прямоугольную панель с габаритами ориентировочно 1х2 м и с толщиной до 100 мм. Главным отличием коллекторов указанных типоразмеров является тепловой поток мощности, т.е. количество тепла, которое может передаться любому жидкому теплоносителю через контактную поверхность. По-другому этот параметр называют коэффициентом потери тепла и который имеет размерность Вт/м²×°К, т.е. передаваемое тепло через площадь для повышения температуры принимающей жидкости. Современные конструкции солнечных коллекторов имеют показатели (одна панель) по тепловой мощности от 1,2 до 5 Вт/м²×°К.

Цены солнечных коллекторов для отопления дома

Главным элементом системы (теплостанции) является панель солнечного коллектора. В зависимости от требуемой мощности ее можно приобрести на рынке по цене 18-20 тыс. руб. за 1 м² полезной площади и среднему коэффициенту потери тепла 2,5-2,7 Вт/м²×°К.

Например, панель европейского качества с габаритами 1,9х1,8 м (площадь 3,5 м²) и с коэффициентом 2,7 будет стоить около 70 тыс. руб.

С учетом конкуренции аналог китайского производства может быть дешевле на 30-55%, а отечественный прототип на 10-25%.

Если говорить о требуемом комплекте, в который входят: бак, аккумулятор, насос и автоматика, тогда среднерыночная цена такой станции составит 160-170 тыс. руб. Комплект отечественного производства с аналогичными параметрами обойдется в 100-120 тыс. руб.

Полезный совет! Совместное использование солнечных коллекторов с солнечными батареями при правильном выборе параметров позволяет снизить расходы тепловой энергии на получение горячей воды до 61%.

Обзор производителей. Солнечные батареи для дома: стоимость комплекта и одной панели

Солнечные технологии как альтернативные источники энергии уверенно заняли передовые позиции на рынке. Большое количество производителей активно конкурирует, предлагая все новые и новые инновации. Лидирующее место в объемах продаж ТОР-15 стран солнечных электростанций и их комплектующих занимает Китай, имея более 50%.

Наиболее популярными брендами являются Еxmork, RENE SOLA, LDK, Helios House, Suntech, JA Solar и др.

Европейских производителей с объемом рынка около 25% представляют такие компании, как германские AXITEC GmbH, Solarworld и Viessmann Group и норвежская Renewable Energy Corporation и др.

Стоимость солнечной панели мощностью 200 Вт составит от 10 до 25 тыс. рублей

Японию, Корею и Тайвань (15%) представляют компании Kyocera, Sharp, Sanyo, Hanwha Solar One и Motech.

Отечественная продукция представлена такими компаниями, как Hevel Solar и ТСМ. Американский производитель – компания First Solar.

Купить солнечные батареи для дома можно относительно недорого. Если взять за потребительский образец солнечную панель мощностью 200 Вт, то ценовой ряд будет в пределах:

Цена солнечной панели 200 Вт, руб.Китай120000-160000
15000-17000Азия140000-190000
12000-20000США380000
Читайте также:  Преобразование квартиры в королевской резиденции от френсиса де хайне, париж, франция

Чтобы увидеть разницу в ценовой политике, в основном зависящей от показателя мощности, возьмем для примера солнечную электростанцию для дома 5 кВт, цена которой в китайском исполнении составит:

  • около 300 тыс. руб. (солнечная батарея);
  • около 420 тыс. руб. (весь комплект).

Комплект солнечной автономной системы для освещения дома

Качество продаж и перспективы развития солнечных технологий

Современны рынок и его технологии продаж не оставляют у покупателя однозначной оценки. Особенно высокотехнологическое оборудование и устройства. Это касается и рынка по продаже солнечных систем электроснабжения. Так как технологии производства сами по себе очень энергоемкие, то при желании приобрести солнечные батареи или купить солнечную электростанцию для дома, цена в обоих случаях будет призывать к детальному анализу не только по техническим и технологическим особенностям, но и по экономическим обоснованиям.

Статья по теме:

Стабилизаторы напряжения для дома: отзывы. Какой лучше выбрать преобразователь

Основные технические характеристики приборов. Обзор современных моделей. Подключение и ремонт выпрямителей.

Немаловажным фактором при покупке ФСЭ является качество услуг продажи. Если под ценой товара мы будем понимать только его чековый номинал, то под стоимостью мы можем в рамках статьи договориться понимать еще и все виды накладных расходов, надежность продавца и товара, а также затраты времени и моральные силы.

Так, стоимость солнечных батарей для дома или стоимость комплекта солнечной электростанции для дома одного и того же производителя у разных продавцов может существенно отличаться. Причина может быть следующей:

  • предварительный инженерный расчет продавец не проводит. Значит, вам требуется обратиться в другое место. А это время и транспорт;
  • продавец проектных работ не осуществляет. Придётся потратиться, использовать дополнительное время и транспорт;

3D-схема установки солнечных панелей

  • некоторые комплектующие у продавца отсутствуют. Вам опять придётся искать товар в другом магазине, что может быть дороже и опять потребуется дополнительное время и транспорт;
  • монтажных бригад по установке оборудования у продавца просто нет. Снова затраты по времени;
  • продавец логистикой не занимается. Значит, возможна ситуация, когда все будет в сборе, но одного важного элемента придётся ждать неизвестное количество дней. И так далее.

Полезный совет! Выбирайте продавца с полным пакетом услуг, начиная от помощи в проекте, качественной комплектации в предоставлении профессиональных монтажников до гарантийного сервисного обслуживания.

Будущее за альтернативными источниками энергии

Стремительное проникновение в нашу жизнь новых технологий применения альтернативных источников электричества и тепла направляет наш выбор все чаще приобретать солнечные электростанции, солнечные коллекторы (теплостанции), бытовые ветро- и гидростанции, а также применять тепловые насосы и разнообразные электрогенераторы. Так за последние годы получен значительный опыт в применении во многих сферах хозяйствования фото электрических систем электроснабжения. Это касается применения солнечных батарей и солнечных коллекторов в бытовых условиях: в частных домах и на дачах.

Использование солнечной энергии — оптимальное решения для дома и дачи

В заключение можно сказать, что рынок солнечных технологий в настоящее время предлагает широкий выбор разнообразного оборудования. И самое главное, учитывая приемлемую стоимость комплектов солнечных батарей для дома, отзывы об их высоком качестве и длительном периоде надежной эксплуатации, можно сделать вывод, что применение данного оборудование становится в большей степени целесообразным и позволяет участвовать в масштабных экологических проектах и программах.

Можно ли применить солнечные батареи для отопления дома

Полупроводниковые панели, преобразующие энергию солнца в электричество, обычно устанавливаются с одной целью – обеспечить работу домашних бытовых приборов. Настоящие энтузиасты на достигнутом не останавливаются и пытаются приспособить солнечные батареи для отопления дома. Предлагаем обсудить эту идею, рассмотреть возможные способы обогрева с помощью фотоэлектрических панелей. Рентабельность электростанций альтернативной энергетики и прочие финансовые вопросы разбирать нет смысла, это отдельная тема.

Как работает солнечная электростанция

Мы не собираемся отнимать ваше время и рассказывать, как полупроводниковые модули генерируют ток. Но если вы хотите организовать солнечное отопление частного дома, нужно представлять принцип работы фотоэлектрической станции и знать все нюансы, влияющие на ее мощность.

Солнечная энергетическая установка (СЭС) состоит из следующих элементов (показаны ниже на схеме):

  • одна либо несколько панелей, воспринимающих излучение солнца;
  • аккумуляторные батареи (АКБ), накапливающие произведенную электроэнергию;
  • контроллер следит за уровнем заряда, направляет ток в нужную цепь;
  • инвертор преобразует постоянное напряжение солнечных батарей в переменный ток 220 В.

Интересный момент. Цена модулей составляет не более 30% от стоимости полного комплекта оборудования. Остальные 70% – это аккумуляторы, инверторный блок и контроллер. Комплектующие подбираются под одно рабочее напряжение 12, 24 или 48 вольт.

Упрощенно поясним алгоритм работы системы:

  1. В течение светового дня батареи вырабатывают ток, проходящий через контроллер.
  2. Электронный блок оценивает уровень заряда АКБ, затем направляет энергию в нужную линию – на зарядку либо потребителям (к инвертору).
  3. Инверторный блок преобразует постоянный ток в переменный со стандартными параметрами – 220 В / 50 Гц.

Существует 2 типа контроллеров – ШИМ и MPPT. Разница между ними состоит в способе зарядки элементов электропитания и величине потерь напряжения. Блоки MPPT более современные и экономичные. Аккумуляторы применяются разные: свинцово-кислотные, гелевые и так далее.

В состав СЭС входят специальные АКБ, не боящиеся глубокого разряда

Если планируется использование нескольких модулей, то они соединяются между собой 3 способами:

  1. Параллельная схема подключения позволяет нарастить ток в цепи. «Минусовые» контакты всех батарей присоединяются к одной линии, «плюсовые» – к другой. Напряжение на выходе остается неизменным.
  2. Применение последовательной схемы дает возможность увеличить выходное напряжение. «Минусовая» клемма первой панели соединяется с «плюсом» второй и так далее.
  3. Комбинированный способ применяется, когда нужно изменить оба параметра – силу тока и напряжение. Несколько модулей соединяется последовательно, потом группа подключается к общей сети параллельно другим аналогичным группам.

Как выглядят солнечные панели для дома и сопутствующее оборудование, расскажет мастер-электромонтажник на видео:

Сколько нужно солнечных батарей для отопления дома

Казалось бы, все просто. На обогрев небольшого загородного коттеджа площадью 100 м² пойдет приблизительно 10 кВт = 10 000 Вт тепловой энергии. Это 100 панелей по 0.1 кВт или 34 больших модуля по 300 Вт. Столько батарей на крышу дома не поставишь, а о квартире и речи нет.

Справка. Размер 1 фотоэлектрического элемента мощностью 100 Вт, изготовленного по поликристаллической технологии, составляет около 1020 х 700 мм или 0.71 м². Аналогичная батарея на 300 Вт займет 1.68 м² (170 х 99 см).

Сразу оговоримся, полученный результат – неправильный, поскольку не учитывает особенности эксплуатации солнечных энергетических систем:

    Фотоэлектрический модуль выдает максимальную мощность, когда лучи падают под углом 90° к плоскости батареи. Если не сделать трекер – следящий механизм, поворачивающий панель вслед за движением солнца, потеряем около 40% энергии. С другой стороны, подобное устройство тоже расходует электричество.

Трекер поворачивает модули вслед за светилом, обеспечивая угол падения лучей 90°

  • Величина солнечного излучения на 1 м² – инсоляция – зависит от региона проживания, высоты над уровнем моря, затененности участка. Перечисленные факторы напрямую влияют на производительность батарей.
  • С течением времени полупроводниковое покрытие модулей деградирует, в результате теряется примерно 1% электрической мощности ежегодно.
  • Если фотоэлектрический слой перегревается солнцем, производительность панели тоже уменьшается.
  • Малая толика энергии теряется в сопутствующем оборудовании – инверторах, контроллерах, АКБ. Это банальный нагрев деталей – трансформаторов, микросхем и прочих элементов.
  • Когда рабочая поверхность загрязняется пылью либо засыпается снегом, возникают дополнительные потери.
  • Заметьте, для отопления солнцем зимой вырабатываемого электричества должно хватать на обогрев дома и зарядку аккумуляторов на ночь.
  • Вывод. Универсального расчета электрической мощности батарей, подходящего ко всем странам и регионам, не существует. Но озвученную выше цифру 10 кВт нужно удвоить (как минимум), чтобы получить пристойный результат на практике. Понадобится от 200 стоваттных панелей, занимающих площадь свыше 140 м².

    Есть надежный способ получить точные данные по инсоляции и рассчитать производительность солнечных батарей – обратиться в местную организацию, занимающуюся их монтажом. Либо самому изучать карту инсоляции района.

    На карте видно, что центральные регионы РФ получают довольно мало радиации солнца – в среднем 3–3.5 кВт на метр квадратный за день

    Предлагаем пойти другим путем – использовать опыт владельцев солнечных автономных электростанций, почитать их отзывы на тематических форумах. Отыщите там пользователей, проживающих в вашей местности, если хотите получить реальные цифры бесплатно. Приведем примеры:

    1. Автономная система солнечного электроснабжения, расположенная в Ленинградской области, РФ. Установлено 6 панелей по 0.22 кВт (всего 1.32 кВт), пиковая мощность в зимний безоблачный день – 1157 Вт. Тема обсуждается на известном русскоязычном форуме.
    2. г. Анапа, производительность батарей – 2.2 кВт, количество не указывается. За световой день электростанция генерирует порядка 9 кВт.
    3. г. Москва, мощность СЭС 2.64 кВт. За весь июнь установка выработала 304 кВт энергии.

    Примечание. Отзывы и другие полезные данные по эксплуатации СЭС вы найдете по этому адресу.

    Обратите внимание: нами учитывалась только солнечная энергия для отопления, подогрев воды и прочие хозяйственные нужды в расчет не принимались. Как рассчитать число батарей на практике, смотрите в видеосюжете:

    Реальные способы обогрева

    Как вы поняли их вышесказанного, реализовать полноценное электрическое отопление дома солнечными батареями довольно сложно (и дорого). Далеко не каждый хозяин решится купить и установить панели на площади 100–150 м², дабы прогреть небольшой дом или дачу. Значит, схема электрокотел + водяная система + отопительные радиаторы отпадает.

    Но идею обогрева солнечными модулями все же нельзя назвать утопией. Перечислим варианты, реализованные домовладельцами на практике:

    • панели плюс инверторные кондиционеры с коэффициентом эффективности COP 3.5–4;
    • подключение батарей напрямую к электрическим обогревателям без инвертора;
    • строительство полноценной СЭС, продажа электроэнергии государству, вырученные средства идут на оплату традиционного отопления.

    Дополнение. Применение панелей в качестве дополнительных источников энергии для основного отопления обсуждать нет смысла – это очевидное решение.

    Начнем с третьего варианта, который интересен предпринимателям. В странах, где государством установлен так называемый зеленый тариф, домовладелец может получать электричество из возобновляемых источников и отдавать в общую энергетическую сеть, получая прибыль. То есть, домовладелец приобретает те же 200–300 солнечных панелей, но продает энергию по хорошей цене, а не расходует почем зря.

    Большое количество батарей на крыше жилого дома не поместится, станцию большой мощности придется размещать на участке

    Например, в Украине зеленый тариф превышает обычный в 3 раза (по состоянию на июнь 2019 г.). Необходимо выдержать 1 условие: минимальная производительность СЭС – 30 кВт. Строите электростанцию, поставляете энергию в сеть, а сами покупаете втрое дешевле.

    Оставшиеся 2 варианта рассмотрим поподробнее.

    Отопление кондиционерами

    Способ основан на эффективности инверторных сплит-систем, доставляющих внутрь дома вчетверо больше тепла, чем затрачено электроэнергии. Как реализовать такое отопление:

    1. Первым делом максимально снижаем теплопотери здания – утепляем стены, полы и крышу, устанавливаем энергосберегающие окна. Идеальный показатель теплопотребления для жилища 100 м² – 6 кВт.
    2. Приобретаем 2 кондиционера с инверторными компрессорами, работающими при отрицательной уличной температуре. Суммарная производительность агрегатов должна равняться теплопотерям дома, в нашем случае – 6 кВт. Потребление таких «сплитов» не превысит 2 кВт.
    3. Монтируем солнечную станцию, способную круглосуточно обеспечивать электричеством кондиционеры.
    4. Для отопления в самые холодные сутки стоит установить любой традиционный источник тепла – котел, дровяную печь.

    Тепловые насосы Mitsubishi Zubadan расходуют энергии еще меньше, чем кондиционеры, а тепла приносят вчетверо больше (COP = 4)

    Видео в конце данного раздела подтверждает, что описанная схема вполне работоспособна. Один существенный минус: при отрицательной температуре эффективность кондиционеров резко снижается, без помощи котла не обойтись. В условиях умеренного и северного климата солнечные модули в одиночку не справятся.

    Примечание. Большинство инверторных сплит-систем способны функционировать при морозе до —15 °C. Коэффициент эффективности COP снижается до 1.5–2 (тепла выделяется вдвое больше, чем потребляется электричества).

    Использование местных обогревателей

    Речь идет о значительном удешевлении системы в случае использования неприхотливых потребителей – обычных тепловентиляторов. Ввиду отсутствия инвертора к солнечным модулям придется подключать 12-вольтовые обогреватели (можно взять автомобильный либо сделать своими руками).

    Как собрать солнечный генератор электроэнергии:

    1. Устанавливаем нужное количество батарей с рабочим напряжением 12 вольт.
    2. Соединяем их проводами 2.5 мм² согласно приведенной ниже схеме – без инвертора.
    3. Подключаем нагрузку – маломощный тепловентилятор на 12 В.

    Ниже на видео специалист подробно описывает все нюансы такого подключения. Способ годится для обогрева отдельных комнат тепловентиляторами 1–1.5 кВт. Отопить весь дом сложнее – нужно собирать несколько отдельных контуров с солнечными панелями, чтобы не увеличивать сечение проводов.

    Заключительный вывод

    Сделать полноценное отопление частного дома на солнечных батареях очень непросто. Единственный более-менее реалистичный сценарий – это применение сплит-систем, а лучше – геотермального теплового насоса, мало зависящего от уличной температуры. Установка потребляет мало электричества, поэтому сможет работать от домашней СЭС.

    Мы специально исключили из статьи финансовые вопросы, поскольку речь шла о технических моментах. Но надо понимать, что оборудование солнечной энергетики – аккумуляторы, батареи, инверторы и блоки управления – стоят больших денег. Чтобы успешно решить задачу, нужно быть хорошо зарабатывающим энтузиастом.

    Схема с вакуумными коллекторами, подключенными к косвенному водонагревателю, обойдется дешевле. Но в данном варианте есть свои трудности, например, аккумулирование тепла и стагнация коллектора при жаре. В нелегком деле освоения солнечной энергии нет простых решений.

    Использование солнечной энергии в частном доме

    Постоянный рост стоимости традиционных источников электричества, зависимость от нестабильной работы центральной сети заставляют искать более перспективные и надежные варианты.

    Частная электростанция, работающая от Солнца— это неистощимый источник электроэнергии, очень удобный и экологически чистый способ питать все бытовые приборы. Система отлично масштабируется. Есть готовые портативные устройства для питания телефонов и планшетов, а есть мегаваттные станции, способные питать небольшие города и заводы.

    Читайте также:  Свайно-ленточный фундамент своими руками

    Солнечная электростанция для дома включает следующие компоненты:

    • фотоэлектрическая панель — прибор, преобразующий излучение Солнца в постоянный ток;
    • контроллер — микросхема, которая управляет работой панели, стабилизирует ток, выбирает оптимальный режим работы в зависимости от нагрузки, интенсивности облучения;
    • аккумулятор — нужен, чтобы накапливать излишки энергии и отдавать их в ночное время или в пасмурную погоду;
    • инвертор — преобразует постоянный ток в переменный стандартных для бытовой сети параметров (220 В 50 Гц).

    По функциональному предназначению различают автономные (изолированные), резервные системы, варианты со сбросом в централизованную сеть и специализированные решения. Сделать своими руками проще всего изолированную или резервную, система со сбросом в сеть требует согласования с многими инстанциями.

    Также часто и совокупная мощность панелей делается меньше. Но при этом устанавливается инвертор, который способен переключаться с централизованной сети на аккумуляторы и обратно.

    Солнечная электростанция с возможностью отдачи излишков в общую сеть — это хорошие долгосрочные инвестиции. Если работа сети стабильна, то можно вообще отказаться от использования аккумуляторов. Но такая схема требует установки специального устройства, умеющего синхронизировать фазы локальной и общей электросети. Также возникнет много проблем с официальным оформлением такого подключения.

    Использовать такой источник электричества выгоднее в первую очередь в южных регионах нашей страны, где больше общее число безоблачных дней в году и выше инсоляция.

    Для северных регионов технология по понятным причинам менее удобна, но благодаря постоянному развитию технологии эффективность панелей растет, что делает их применение целесообразным даже в высоких широтах.

    В первую очередь такие электростанции должны быть интересны владельцам домов, удаленных от электросети или расположенных там, где качество электроснабжения не выдерживает никакой критики. Но также эта технология должна привлекать тех, кто строит современный энергоэффективный дом.

    Читайте об использовании ветряной электростанции в частном доме. Рекомендуем ознакомиться с нашим новым материалом о том, какие источники альтернативной энергии помогут вам сэкономить?

    Достоинства и недостатки

    Готовые электростанции, работающие на энергии Солнца активно продвигаются в Америке, Европе и странах Азии, что обусловлено огромными перспективными и имеющимися преимуществами этого решения. В качестве источника энергии используется Солнце, которое будет поставлять свой свет еще много миллиардов лет.

    Гелиоэнергетика совершенно экологически безопасна — не выделяется никаких вредных веществ, система работает бесшумно, нет риска взрыва или воспламенения.

    Солнечное излучение нестабильное, нерегулярное. Его интенсивность постоянно меняется, при этом если угол наклона Солнца над горизонтом можно предугадать, то облачность прогнозам не поддается. Пик мощности не совпадает с пиком потребления.

    Еще одна важная проблема, над которой бьются ученые — низкая энергоемкость существующих аккумуляторов, их высокая цена и неуклонная деградация. Самый дешевый свинцовый прослужит 2−3 года, классические литий-ионные служат 8−10 лет.

    Наиболее перспективные на сегодняшний момент — литий-железо-фосфатные, способные служить без существенной потери полезной емкости до 10−15 лет, но эта технология появилась недавно и стоит еще очень дорого.

    Еще одна проблема с аккумуляторами — в их конструкции используются токсичные, загрязняющие природу компоненты, что порождает острую проблему утилизации.

    Схема подключения

    Главным элементом солнечной электростанции является панель. Они бывают разного типа, разной производительности и размеров. Несколько однотипных панелей можно объединять в кластер и управлять одним контроллером.


    От общей мощности панелей зависит то, сколько энергии будет система производить.

    Устанавливая панели своими руками, нужно выбирать самое освещенное Солнцем место — южную часть кровли, фасада, открытый участок двора.

    Однако из-за нестабильности солнечного облучения панели производят ток с постоянно изменяющимися параметрами.

    Для выравнивания и наиболее рационального использования, а также для защиты панелей и аккумуляторов от повреждения нужен контроллер.

    Он стабилизирует ток, выполняет распределение нагрузки и производства между панелями, потребителями и аккумуляторами.

    К контроллеру подключаются аккумуляторы.

    От их типа и количества зависит общая емкость, срок службы. Чем больше емкость, тем дольше дом сможет обходиться без солнца и электричества из сети. Тип аккумуляторов должен быть совместим с контроллером.

    Также к контроллеру можно непосредственно подключать приборы, работающие от постоянного тока. Обычно используются модели на 12 вольт, хотя есть и на 24. Если своими руками провести в доме параллельно сеть на 12 вольт, то можно напрямую запитывать множество маломощных устройств.

    Чтобы запитывать обычные бытовые приборы, необходим переменный ток 220 вольт. Для его получения к аккумулятору или контроллеру подключается инвертор, преобразователь. Он получает постоянный ток и на выходе дает обычный переменный бытовой.

    В таком случае мы получим резервную солнечную систему, а аккумулятор можно будет заряжать еще и от сети. Также в продаже есть контроллеры, которые выполняют также функции инвертора, в таком случае бытовые приборы могут подключаться непосредственно к нему, схема несколько упрощается.

    Оптимальный алгоритм работ следующий:

    1. На этапе строительства укладываются провода.
    2. Затем после завершения отделочных работ устанавливается контроллер.
    3. Отводится место для аккумуляторов, вначале можно установить минимальное количество и потом наращивать объем.
    4. Ставится инвертор.
    5. В конце монтируются панели. Их тоже можно приобретать постепенно, наращивая производительность.

    Можно избавиться от аккумуляторов, если излишки производимой энергии направлять в систему отопления дома. Для этого в водяной контур отопления встраивается электрический бойлер, на питание которого отдается все лишнее электричество.

    Но эффективнее пользоваться в таком случае тепловыми насосами, которые позволяют увеличить КПД системы.

    Поставив обычную сплит-систему (кондиционер), способную работать при низких температурах, можно запитать его от инвертора и получать около 2 кВт тепла на каждый потраченный киловатт электричества.

    Такая система отопления удобна в весенний и осенний период, когда нет сильных морозов.

    Одна панель максимальной мощностью 20 ватт стоит около 2300−2600 рублей, а 100-ваттная обойдется в 8500—9500 рублей. Контроллер на 45 ампер 12 или 24 вольта будет стоить 11−14 тысяч рублей.

    Если брать самые дешевые свинцовые аккумуляторы, то за 100 амперчасов 12 вольт придется еще заплатить около 14 тысяч. Если брать наиболее долговечные литий-железо-фосфатные, то за емкость в 8−9 кВт*ч придется выложить не менее 150 тысяч рублей.

    Чтобы запитать от аккумуляторов весь дом, потребуется инвертор мощностью не менее 3 кВт. Обойдется такой прибор в 50−80 тысяч. Есть в продаже и готовые комплекты, их приобретение не гарантирует финансового выигрыша, но хотя бы обезопасит от покупки несовместимых устройств.

    Если не делать монтаж системы своими руками, то за услуги профессионалов придется выложить еще несколько десятков тысяч рублей — в зависимости от сложности схемы и индивидуальных условий.

    Выводы

    Следует отметить, что при помощи полученной энергии можно существенно снижать затраты на отопление дома как в осенний, так и в весенний период.

    Конечно, стоимость всего комплекта и цену услуг по монтажу никак не назовешь низкими. Период окупаемости вложений составляет более 15 лет при стабильных расценках на электроэнергию.

    Но, вложившись один раз, можно годами пользоваться и не думать о перепадах напряжения, грозовых разрядах и тарифах на электричество. Электростанция, работающая на энергии Солнца, поставляет качественный ток со стабильными параметрами, а это значительно увеличит срок службы бытовой техники, снизит риск ее поломки.


    Как работают солнечные батареи: принцип, устройство, материалы

    Солнечные батареи считаются очень эффективным и экологически чистым источником электроэнергии. В последние десятилетия данная технология набирает популярность по всему миру, мотивируя многих людей переходить на дешевую возобновляемую энергию. Задача этого устройства заключается в преобразовании энергии световых лучей в электрический ток, который может использоваться для питания разнообразных бытовых и промышленных устройств.

    Правительства многих стран выделяют колоссальные суммы бюджетных средств, спонсируя проекты, которые направлены на разработку солнечных электростанций. Некоторые города полностью используют электроэнергию, полученную от солнца. В России эти устройства часто используются для обеспечения электроэнергией загородных и частных домов в качестве отличной альтернативы услугам централизованного энергоснабжения. Стоит отметить, что принцип работы солнечных батарей для дома достаточно сложный. Далее рассмотрим подробнее, как работают солнечные батареи для дома подробно.

    Немного истории

    Первые попытки использования энергии солнца для получения электричества были предприняты еще в середине двадцатого века. Тогда ведущие страны мира предпринимали попытки строительства эффективных термальных электростанций. Концепция термальной электростанции подразумевает использование концентрированных солнечных лучей для нагревания воды до состояния пара, который, в свою очередь, вращал турбины электрического генератора.

    Поскольку, в такой электростанции использовалось понятие трансформации энергии, их эффективность была минимальной. Современные устройства напрямую преобразуют солнечные лучи в ток благодаря понятию фотоэлектрический эффект.

    Современный принцип работы солнечной батареи был открыт еще в 1839 году физиком по имени Александр Беккерель. В 1873 году был изобретен первый полупроводник, который сделал возможным реализовать принцип работы солнечной батареи на практике.

    Принцип работы

    Как было сказано раньше, принцип работы заключается в эффекте полупроводников. Кремний является одним из самых эффективных полупроводников, из известных человечеству на данный момент.

    При нагревании фотоэлемента (верхней кремниевой пластины блока преобразователя) электроны из атомов кремния высвобождаются, после чего их захватывают атомы нижней пластины. Согласно законам физики, электроны стремятся вернуться в свое первоначальное положение. Соответственно, с нижней пластины электроны двигаются по проводникам (соединительным проводам), отдавая свою энергию на зарядку аккумуляторов и возвращаясь в верхнюю пластину.

    Эффективность фотоэлементов, созданных при помощи монокристаллического метода нанесения кремния, является существенно выше, поскольку в такой ситуации кристаллы кремния имеют меньше граней, что позволяет электронам двигаться прямолинейно.

    Устройство

    Конструкция солнечной батареи очень проста.

    Основу конструкции устройства составляют:

    • корпус панели;
    • блоки преобразования;
    • аккумуляторы;
    • дополнительные устройства.

    Корпус выполняет исключительно функцию скрепления конструкции, не имея больше никакой практической пользы.

    Основными элементами являются блоки преобразователей. Это и есть фотоэлемент, состоящий из материала-полупроводника, которым является кремний. Можно сказать, что состоят солнечные батареи, устройство и принцип работы которых всегда одинаковый, из каркаса и двух тонких слоев кремния, который может быть нанесен на поверхность, как монокристаллическим, так и поликристаллическим методом.

    От метода нанесения кремния зависит стоимость батареи, а также ее эффективность. Если кремний наносится монокристаллическим способом, то эффективность батареи будет максимально высокой, как и стоимость.

    Если говорить о том, как работает солнечная батарея, то не нужно забывать об аккумуляторах. Как правило, используется два аккумулятора. Один является основным, второй — резервным. Основной накапливает электроэнергию, сразу же направляя ее в электрическую сеть. Второй накапливает избыточную электроэнергию, после чего направляет ее в сеть, когда напряжение падает.

    Среди дополнительных устройств можно выделить контроллеры, которые отвечают за распределение электроэнергии в сети и между аккумуляторами. Как правило, они работают по принципу простого реостата.

    Очень важными элементами солнечной назвать диоды. Данный элемент устанавливается на каждую четвертую часть блока преобразователей, защищая конструкцию от перегрева из-за избыточного напряжения. Если диоды не установлены, то есть большая вероятность, что после первого дождя система выйдет из строя.

    Как подключается

    Как было сказано раньше, устройство солнечной батареи достаточно сложное. Правильная схема солнечной батареи поможет добиться максимальной эффективности. Подключать блоки преобразователей необходимо при помощи параллельно-последовательного способа, что позволит получить оптимальную мощность и максимально эффективное напряжение в электрической сети.

    Разновидности солнечных батарей

    Существует несколько разновидностей фотоэлементов для солнечных батарей, которые отличаются между собой строением кристаллов кремния.

    Выделяют три вида фотоэлементов:

    • поликристаллические;
    • монокристаллические;
    • аморфные.

    Первый вид панелей является более дешевым, но менее эффективным, поскольку, если кремний нанесен поликристаллическим способом, то электроны не могут двигаться прямолинейно.

    Монокристаллические фотоэлементы отличаются максимальным КПД, который достигает 25 %. Стоимость таких батарей выше, но для получения 1 киловатта нужна существенно меньшая площадь фотоэлементов, чем при использовании поликристаллических панелей.

    Из аморфного кремния изготавливают гибкие фотоэлементы, но их КПД самый низкий и составляет 4-6 %.

    Преимущества и недостатки

    Основные преимущества солнечных батарей:

    • солнечная энергия абсолютно бесплатная;
    • позволяют получать экологически чистую электроэнергию;
    • быстро окупаются;
    • простая установка и принцип работы.

    • большая стоимость;
    • для удовлетворения потребностей небольшой семьи в электроэнергии нужна достаточно большая площадь фотоэлементов;
    • эффективность существенно падает в облачную погоду.

    Как добиться максимальной эффективности

    При покупке солнечных батарей для дома очень важно подобрать конструкцию, которая сможет обеспечить жилище электроэнергией достаточной мощности. Считается, что эффективность солнечных батарей в пасмурную погоду составляет приблизительно 40 Вт на 1 квадратный метр за час. В действительности, в облачную погоду мощность света на уровне земли составляет приблизительно 200 Вт на квадратный метр, но 40 % солнечного света – это инфракрасное излучение, к которому солнечные батареи не восприимчивы. Также стоит учитывать, что КПД батареи редко превышает 25 %.

    Иногда энергия от интенсивного солнечного света может достигать 500 Вт на квадратный метр, но при расчетах стоит учитывать минимальные показатели, что позволит сделать систему автономного электроснабжения бесперебойной.

    Каждый день солнце светит в среднем по 9 часов, если брать среднегодовой показатель. За один день квадратный метр поверхности преобразователя способен выработать 1 киловатт электроэнергии. Если за сутки жильцами дома израсходуется приблизительно 20 киловатт электроэнергии, то минимальная площадь солнечных панелей должна составлять приблизительно 40 квадратных метров.

    Однако, такой показатель потребления электроэнергии на практике встречается редко. Как правило, жильцы израсходуют до 10 кВТ в сутки.

    Если говорить о том, работают ли солнечные батареи зимой, то стоит помнить, что в данную пору года сильно снижается длительность светового дня, но, если обеспечить систему мощными аккумуляторами, то получаемой за день энергии должно быть достаточно с учетом наличия резервного аккумулятора.

    При подборе солнечной батареи очень важно обращать внимание на емкость аккумуляторов. Если нужны солнечные батареи работающие ночью, то емкость резервного аккумулятора играет ключевую роль. Также устройство должно отличаться стойкостью к частой перезарядке.

    Несмотря на тот факт, что стоимость установки солнечных батарей может превысить 1 миллион рублей, затраты окупятся уже в течении нескольких лет, поскольку энергия солнца абсолютно бесплатна.

    Видео

    Как устроена солнечная батарея, расскажет наше видео.

    Ссылка на основную публикацию