Почему солнечные панели – это не экономия, а ловушка для простаков

Технология переработки использованных солнечных панелей

С 2016 года уже подробно расписана технология переработки фотоэлектрических модулей. Этот проект – работа двух крупнейших международных организаций IRENA (Международное агентство возобновляемой энергетики) и МЭА (Международное агентство энергетики). А сегодняшний день их работа является полным руководством по утилизации электронного мусора.

Это важно! Во всех странах на законодательном уровне приняты директивы о переработке электронного мусора. Следует знать, что производители солнечных модулей сами предлагают утилизировать свою продукцию

Например, First Solar (начиная с 2005 года) разработала программу касательно утилизации своих солнечных блоков. Данная технология дает возможность использовать 90% солнечной панели повторно (стекло, материал полупроводников). Таким образом, занимаясь переработкой своей продукции компания не только проявляет активную социальную позицию, но и получает экономическую выгоду

Следует знать, что производители солнечных модулей сами предлагают утилизировать свою продукцию. Например, First Solar (начиная с 2005 года) разработала программу касательно утилизации своих солнечных блоков. Данная технология дает возможность использовать 90% солнечной панели повторно (стекло, материал полупроводников). Таким образом, занимаясь переработкой своей продукции компания не только проявляет активную социальную позицию, но и получает экономическую выгоду.

Технологические процессы по утилизации модно поделить на два вида:

• грубая переработка подразумевает изъятие стекла, меди, алюминия из модуля;
• тонкая – извлечение всех химических элементов, которые были использованы при производстве фотопанели.

Стоит ли покупать дом с солнечными батареями?

Покупка дома с солнечными панелями — разумное решение, если они находятся в собственности, а не в аренде.. Помимо экономии денег на счетах за электроэнергию, покупка дома с солнечными панелями также повысит стоимость вашего дома и сделает его более привлекательным для перепродажи в будущем.

Какова налоговая скидка на солнечную энергию на 2021 год? Федеральный инвестиционный налоговый кредит (ITC)

На федеральном уровне вы имеете право на получение федерального налогового кредита на инвестиции в солнечную энергию (ITC). В 2021 году ITC предоставит 26% налоговый кредит на ваши затраты на установку, при условии, что ваш налогооблагаемый доход больше, чем сам кредит.

Какая самая большая проблема с солнечной энергетикой? Недостатки солнечной энергии

Одна из самых больших проблем, которую ставит технология солнечной энергетики, заключается в том, что энергия генерируется только тогда, когда светит солнце. Это означает, что ночные и пасмурные дни могут прервать подачу.

Солнечные панели делают дом теплее? Согласно исследованию, проведенному учеными из Инженерной школы Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Диего, солнечные панели уменьшили количество тепла, попадающего на крышу, на невероятные 38%, сохраняя крышу здания на 5 градусов холоднее, чем участки крыши, подвергающиеся прямому воздействию солнечных лучей.

А сколько нужно для частного дома?

Одна солнечная панель стоит от 7000 рублей. Стоимость может быть очень разной – всё зависит от размеров панели, её качества и, конечно же, от производителя: чем раскрученнее бренд, тем дороже.

Но вы же понимаете, что панели будут работать только днём, причём солнечным днём, а в пасмурную погоду или ночью эта система просто не сможет функционировать. И энергия будет потребляться из запасов, накопленных в солнечные часы. А чтобы образовался запас, должны быть излишки, и это дополнительные панели.

ФОТО: img.alicdn.comЧтобы сохранить избыток энергии, потребуются аккумуляторы, причём не любые, а гелевые, которые прослужат долго и надёжно

Аккумуляторов надо не один и не два, а минимум четыре или больше, в зависимости от того, какое количество энергии вам потребуется. И какими бы надёжными эти аккумуляторы ни были, они служат года 3–4, а потом их придётся менять.

Если сложить всё вместе, получится далеко не 60 тысяч, а минимум 300, и ещё придётся постоянно вкладываться в плановую замену панелей и аккумуляторов. Вы готовы к этому?

Показатель КПД солнечных панелей

КПД – это коэффициент полезного действия, который измеряется в процентах. Для солнечных батарей – это показатель, который определяет, сколько электричества на выходе мы получим при попадании на поверхность панелей солнечного света. Другими слова – это экономическая целесообразность работы солнечной батареи. В данный показатель уже включены все затраты, которые направляются на переработку солнечного света в электричество с учетом работы и других дополнительных технических устройств.

Сегодня средний показатель КПД для качественных солнечных панелей находится в пределах от 17 до 21%.

Важно понимать, что эта цифра на выходе не всегда будет в рамках заявленной производителем. Процент эффективности работы панели указывается с учетом соблюдения всех правил, то есть угла наклона солнечных лучей и уровня радиации

В случае облачной погоды или изменения траектории солнечных лучей в зависимости от времени года показатель КПД будет снижаться. Поэтому, чтобы не терять электричество, приходится покупать больше солнечных батарей, чтобы исключить риски нехватки энергии на покрытие всех потребностей.

Резюме

1. В течение срока эксплуатации оборудования вы окупите его стоимость, с первого дня использования начнете экономить средства на оплату электричества.
2. Пользоваться СЭС актуально. Вы боретесь с глобальным потеплением и загрязнением окружающей среды, используете возобновляемые ресурсы.
3. Пользоваться СЭС разумно. Солнечные электростанции увеличивают стоимость вашего дома, а иногда и повышают его привлекательность в глазах потенциальных покупателей, обеспокоенных глобальными проблемами планеты.

Солнечными батареями пользуются во всем мире. В России востребованность солнечных электростанций возрастает с каждым днем. В АО «Мосэнергосбыт» можно приобрести электростанцию на солнечных модулях по доступной цене.

Накопления отходов солнечной энергетики

Солнечные модули, которые отработали свой срок, называются электронным мусором (e-waste). Каждый год мировой рынок фиксирует возрастание доли солнечной энергетики, поэтому мировые объемы e-waste тоже возрастают. Например, в 2018 году объем e-waste равнялся 50 миллионам тоннам. Таким образом, вопрос про утилизацию отработанных модулей очень актуален. Ведь через 20 -30 лет количество e-waste возрастет, поэтому чтобы планета не задохнулась от новых отходов, стоит уже сегодня побеспокоится о строительстве заводов по переработке мусора. В противном случае появится еще один «мусорный остров» Гигантский остров мусора посреди Тихого океана.

Напомним, что в фотоэлементы содержат ядовитые вещества: кадмий, мышьяк, свинец, галлий и другие. В новостях науки неоднократно упоминается, что ведутся разработки по усовершенствованию полупроводников (использовать висмут с сурьмой) для солнечных модулей, но данная технология все еще на этапе разработки.

Монтаж и обслуживание

После того как я получил свой заказ, мне осталось смонтировать систему и подключить все провода на свои места.

Самый сложный момент был в установке солнечных панелей на крышу дома. Вдвоём это делать, наверное, было бы удобнее, но я делал один.

Панели, не то чтобы очень тяжёлые (21,5 кг), но достаточно большие (164см*99см*4см). И стоя на крыше, производить различные манипуляции с ними было проблематично, а ронять их было жалко.

В общем: неудобно, сложно, но можно, как-то справился. Лучше делать вдвоём, ну, или заказать монтаж у специалистов, если самому не охота лазить по крыше.

Затем, соблюдая полярность, подключил кабели, идущие от панелей к блоку управления. Подключил аккумуляторы.С этим никаких проблем не возникло, в инструкции всё написано, всё есть. Включил систему, всё заработало.

В обслуживании все просто!

Аккумуляторы гелевые, запаяны, и поэтому нет никакой необходимости что- либо доливать в них. Зимой, когда идёт снег, я залезаю по лестнице на крышу и сметаю его с поверхности солнечных панелей. Чем чище поверхность панелей, тем лучше заряжаются аккумуляторы.

Не реже одного раза в неделю нужно полностью заряжать батареи. Хотя система максимально автоматизирована, необходимо мониторить информацию, отображаемую на дисплее блока управления. Почему нужно это делать я опишу дальше.

Сколько стоит установить солнечную панель мощностью 1 кВт?

Чтобы система солнечных панелей работала, необходима установка следующих приборов:

• Сами солнечные панели.
• Контроллер — для заряда аккумуляторов.
• Аккумуляторы.
• Инвертор — преобразует постоянный ток от аккумуляторов напряжением 12 В в переменный напряжением 220 В.

Средняя стоимость 1 Вт мощности панели стоит 1 доллар или 90 евроцентов. В итоге 1 кВт мощности обойдется примерно в 900 евро. Панели мощностью 1 кВт в яркий солнечный день будут приносить около 8 кВт*ч энергии (зимой и летом, а также в пасмурную и яркую погоду, цифры будут отличаться).

Контроллер на максимальный ток в 60 А будет стоить около 350 евро.

В идеале аккумулятор на 100 Ач запасает в себе 1,2 кВт*ч, но так как их нельзя разряжать полностью, а максимум на 70 %, то примем как накопленный заряд, 840 Вт. В итоге для заряда 8 кВт*ч нам потребуется минимум 2 аккумулятора по 250 Ач (остальная энергия пойдет бытовым потребителям). Их стоимость составит около 700 евро (по 300 — 350 евро каждый).

Инвертор на 1.4 кВт, типа Crown Micro Ricco 2.4K, будет стоить около 100 евро.

В итоге 1 кВт мощности нам обойдется: (900 + 350 + 700 + 100) = 2050 евро. Это средняя цифра, так как в зависимости от производителя и технических параметров стоимость может меняться.

Такая домашняя солнечная электростанция сэкономит своему владельцу около 2880 кВт*ч в год, что при нынешних тарифах составит 2880 * 5,56 = 16012 рублей (тариф для Москвы). В итоге средняя окупаемость солнечной домашней электростанции мощностью 1 кВт составит около 9 лет.

Расчет производительности

Применение солнечной энергии и экономическую рациональность таких концепций обусловливает эффективность всех видов систем солнечных батарей. Прежде всего учитываются затраты, обращённые на преобразование энергии солнца в электрическую.

Насколько окупаемы и эффективны такие системы, определяют и такие факторы как:

• Тип гелиопанелей и сопутствующего оборудования;
• КПД фотоэлементов и их стоимость;
• Климатические условия. В разных регионах — разная солнечная активность. Она же влияет и на срок окупаемости.

Как подобрать нужную производительность

Перед покупкой панелей необходимо знать, какую необходимую эффективность сможет выдавать солнечная батарея.

Если ваш домашний уровень потребления составляет, к примеру, 100 кВт/месяц (по электросчетчику), то целесообразно чтобы гелиоэлементы вырабатывали столько же.

С этим определились. Пойдем дальше.

Понятно, что гелиостанция работает только в дневное время суток. Мало того — паспортная мощность будет достигнута при наличии ясного неба. Кроме этого, пика мощности можно добиться при условии падения лучей солнца на поверхность под прямым углом.

При изменении положения солнца изменяется и угол панели. Соответственно, при больших углах будет наблюдаться заметное снижение мощности. Это только при условии ясного дня. В пасмурную погоду можно гарантировать падение мощности в 15–20 раз. Даже небольшое облачко или дымка вызывает падение мощности в 2–3 раза

Это тоже надо принимать во внимание

Теперь — как рассчитать время работы панелей?

Рабочий период, при котором батареи смогут эффективно работать практически на всю мощность, составляет примерно 7 часов. С 9–00 до 4–00 вечера. В летнее время световой день больше, но и выработка электричества в утреннее и вечернее время совсем мала — в пределах 20–30 %. Остальная часть, это 70 %, будет вырабатываться, опять-же, в дневное время, с 9 до 16 часов.

Итак, получается, что если панели имеют паспортную мощность 1 кВт, то в самый летний, самый солнечный день выработают 7 кВт/час электроэнергии. При том условии, что проработают с 9 до 16 часов дня. То есть в месяц это составит 210 кВт/час электроэнергии!

Это комплект панелей. А одна панелька мощностью всего-навсего в 100 ватт? За день она даст 700 ватт/час. В месяц 21 кВт.

Резервная электростанция

При применении этого типа, речи об экономии не идет, т.к. подразумевается, что есть подключение к сети 220 Вольт, но бывают отключения электричества.

Этот тип используется только при отключении света на время от нескольких часов до 2-3 дней. На время, когда отключили электричество, самые нужные электроприборы (холодильник, освещение и т.п.) подключаются к инвертору, который берет энергию от аккумуляторов и солнечных батарей небольшой мощности (200-300 Вт).

Комплектация и стоимость резервной системы минимальна, но т.к. используется эта система не постоянно, то электроэнергия от нее получается достаточно дорогой. Но резервные системы и не устанавливают для экономии, т.к. их предназначение совсем другое — обеспечить самые важные электроприборы в доме или на даче электричеством, когда оно внезапно исчезло в розетке.

Как зарабатывают на солнце в Украине

У наших соседей с добычей солнечной энергии дела обстоят даже лучше, чем у немцев. Согласно постановлению НКРЭКУ от 30.06.2017 №864 «зеленый тариф» на солнечную энергию для объектов, которые не превышают мощность в 30 кВт, с 2017 по 2020 год составляет 18 евроцентов за 1 кВт*ч. При этом государство продает электроэнергию по 6 евроцентов за 1 кВт*ч — в три раза дешевле, чем покупает у населения, использующего солнечные панели. Именно поэтому многие вкладывают средства в этот долгосрочный проект, надеясь получать прибыль долгое время.

Окупаемость солнечных панелей мощностью 1 кВт составит около 4 лет. При этом если мощность установленной системы будет 10 — 15 кВт (или выше), период окупаемости будет значительно короче, и через время можно выйти на чистый заработок.

Солнечные коллекторы и водонагреватели

Для получения тепловой энергии от Солнца применяются солнечные водонагреватели. Трубчатые вакуумные коллекторы, входящие в состав систем нагрева воды, имеют КПД 60-70%, что примерно в 4 раза превышает КПД солнечных батарей. Кроме того, самые простые модели солнечных водонагревателей представляют из себя моноблок и достаточно дёшевы.

По этим причинам, использование солнечных водонагревателей позволяет значительно сэкономить на оплате тепловой энергии уже сейчас и типичный срок их полной окупаемости составляет около 5 лет.

Надеемся, приведенная информация поможет Вам сделать выбор!

В каких субъектах РФ целесообразно устанавливать солнечные панели

В некоторых регионах использовать солнечные панели выгоднее, чем тратиться на электроэнергию. Самая очевидная разница получается в Нижегородской области: там за киловатт-час физическому лицу придется заплатить примерно 7 Р, а то же количество энергии, выработанное солнечными панелями, будет стоить 4,7 Р. Всего в России 33 региона, где солнечная энергия может принести выгоду в деньгах.

С юрлицами все намного проще: в России есть всего один регион, где тариф для них ниже, чем стоимость энергии с солнечных панелей, — Иркутская область.

Важно помнить, что 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 повлияет на результат.

Недостатки использования солнечной энергии

• Неравномерное распределение энергии Солнца по поверхности планеты. Одни области более солнечные, чем другие;
• В пасмурные дни и ночью солнечная энергия недоступна;
• Необходимость использования больших площадей под солнечные источники энергии;
• Содержание токсичных веществ в фотоэлементах;
• Низкий КПД солнечных батарей, среднее значение эффективности не превышает 20%;
• Высокая стоимость солнечных фотоэлементов;
• Поверхность солнечных панелей и зеркал (для термовоздушных ЭС) нужно очищать от попадающих загрязнений;
• При нагреве солнечных элементов, значительно падает эффективность их работы;
• Сложная утилизация солнечных панелей.

Несмотря на имеющиеся недостатки, солнечная энергетика является самой быстрорастущей альтернативной энергетической отраслью, она составляет лишь 1% энергии, используемой сегодня. Но, по оценкам Международного энергетического агентства, солнечная энергия может обеспечить 20-25% глобальной энергии к 2050 году.

Генератор для дачи: бензиновый, дизельный, газовый

От того, на каком топливе будет работать генератор, зависит его мощность, долговечность, шумность, а также расходы на эксплуатацию.

Дизельный генератор для дачи

Дизельные генераторы электроэнергии лучше всего подходят для постоянной работы. Длительное время беспрерывной работы обеспечивается наличием водяной системы охлаждения. Среди других его преимуществ:

• высокий запрос прочности. По долговечности дизельный генератор выигрывает у бензинового;
• среди дизельных двигателей есть намного более мощные модели, чем среди бензиновых, что позволяет использовать подобный источник энергии даже для снабжения больших загородных домов;
• дизель – более дешевое топливо по сравнению с бензином.

Бензиновый генератор для дачи

Уровень шума от дизельного и бензинового генератора зависит от типа корпуса и числа оборотов, на которых работает генератор: устройство с 1500 об/мин будет давать значительно боле низкий шум, чем аналогичное по мощности, но с 3000 об/мин, но и стоить будет дороже.

Какое освещение Вы предпочитаете

ВстроенноеЛюстра

А сколько нужно для частного дома?

Одна солнечная панель стоит от 7000 рублей. Стоимость может быть очень разной – всё зависит от размеров панели, её качества и, конечно же, от производителя: чем раскрученнее бренд, тем дороже.

Но вы же понимаете, что панели будут работать только днём, причём солнечным днём, а в пасмурную погоду или ночью эта система просто не сможет функционировать. И энергия будет потребляться из запасов, накопленных в солнечные часы. А чтобы образовался запас, должны быть излишки, и это дополнительные панели.

ФОТО: img.alicdn.comЧтобы сохранить избыток энергии, потребуются аккумуляторы, причём не любые, а гелевые, которые прослужат долго и надёжно

Аккумуляторов надо не один и не два, а минимум четыре или больше, в зависимости от того, какое количество энергии вам потребуется. И какими бы надёжными эти аккумуляторы ни были, они служат года 3–4, а потом их придётся менять.

Если сложить всё вместе, получится далеко не 60 тысяч, а минимум 300, и ещё придётся постоянно вкладываться в плановую замену панелей и аккумуляторов. Вы готовы к этому?

Как сделать работу солнечной панели максимально эффективной

Производительность любой гелиосистемы зависит от:

• температурных показателей;
• угла падения лучей Солнца;
• состояния поверхности (она всегда должна быть чистой);
• погодных условий;
• наличия или отсутствия тени.

Оптимальный угол падения лучей Солнца на панель — 90°, то есть прямой. Уже существуют гелиосистемы, оснащенные уникальными устройствами. Они позволяют следить за положением светила в пространстве. Когда положение Солнца по отношению к Земле изменяется, меняется и угол наклона гелиосистемы.

Постоянный нагрев элементов тоже не лучшим образом сказывается на их производительности. Когда энергия преобразуется, возникают ее серьезные потери. Поэтому между гелиосистемой и поверхностью, на которую она монтируется, всегда нужно оставлять небольшое пространство. Воздушные потоки, проходящие в нем, будут служить природным способом охлаждения.

Чистота солнечных батарей — тоже немаловажный фактор влияющий на их КПД. Если они сильно загрязнены, они собирают меньше света, а значит, их эффективность снижается.

Также и правильная установка играет большую роль. Нельзя при монтировании системы допускать, чтобы на нее падала тень. Лучшая сторона, на которой их рекомендуется устанавливать — южная.

Переходя к погодным условиям, можно заодно ответить на популярный вопрос о том, работают ли солнечные батареи в пасмурную погоду. Безусловно, работа их продолжается, потому что электромагнитное излучение, исходящее от Солнца, попадает на Землю во все времена года. Конечно, производительность панелей (КПД) будет значительно меньше, особенно в регионах с обилием дождливых и пасмурных дней в году. Другими словами, электроэнергию они вырабатывать будут, но в гораздо меньшем количестве, чем в регионах с солнечным и жарким климатом.

Автономная электростанция

При сроке полной окупаемости оборудования 20 лет, “стоимость электроэнергии” от автономной солнечной электростанции составит от 8 до 20 рублей за кВт*час в зависимости от комплектации системы и региона эксплуатации (если разделить стоимость оборудования на кол-во энергии, которое будет выработано за 20 лет). То есть, при текущей цене электроэнергии 4 руб./кВт*час, речи об экономии также не идет.

Этот тип электростанции используется там, где нет подключения к сети и если сравнивать её с бензо- или дизель-генератором, то применение автономной солнечной электростанции выгоднее примерно в 2 раза. Кроме того, она абсолютно бесшумна и не требует постоянного подвоза топлива, заправки и частого техобслуживания.

СБ для холодильника
108990 руб.

Автономная СЭС для дома
410470 руб.

Солнечный водонагреватель
38500 руб.

При этом нужно отметить, что в широтах России зимой получать электроэнергию только от Солнца очень дорого по причине малого количества солнечных дней. Поэтому, при необходимости круглогодичной эксплуатации, система обязательно дополняется бензогенератором, который периодически используется при длительном отсутствии Солнца.

Варианты соединения гелиобатарей

Солнечные батареи состоят из нескольких отдельных панелей. Чтобы увеличить выходные параметры системы в виде мощности, напряжения и тока, элементы присоединяют друг к другу, применяя законы физики.

Соединение нескольких панелей между собой можно выполнить, применив одну из трех схем монтажа солнечных батарей:

• параллельная;
• последовательная;
• смешанная.

Параллельная схема предполагает подключение одноименных клемм друг к другу, при котором элементы имеют два общих узла схождения проводников и их разветвления.

При параллельной схеме «плюсы» соединяются с «плюсами», а «минусы» с «минусами», в результате чего выходной ток увеличивается, а напряжение на выходе остается в пределах 12 Вольт

Величина максимально возможного тока на выходе при параллельной схеме прямо пропорциональна количеству подключенных элементов. Принципы расчета количества приведены в рекомендуемой нами статье.

Последовательная схема предполагает подключение противоположных полюсов: «плюс» первой панели к «минусу» второй. Оставшийся незадействованный «плюс» второй панели и «минус» первой батареи подключают к расположенному дальше по схеме контроллеру.

Такой вид соединения создает условия для протекания электрического тока, при котором остается единственный путь для передачи энергоносителя от источника к потребителю.

При последовательной схеме подключения напряжение на выходе увеличивается и достигает отметки в 24 Вольт, чего бывает достаточно для запитки портативной техники, светодиодных ламп и некоторых электроприемников

Последовательно-параллельную или смешанную схему чаще всего используют при необходимости соединения нескольких групп батарей. Посредством применения этой схемы на выходе можно увеличить и напряжение и ток.

При последовательно-параллельной схеме подключения напряжение на выходе достигает отметки, характеристики которой наиболее подходят для решения основной массы бытовых задач

Такой вариант выгоден и в том плане, что в случае выхода из строя одного из конструктивных элементов системы, другие связующие цепи продолжают функционировать. Это существенно повышает надежность работы всей системы.

Галерея изображений

Фото из

Соединение ячеек солнечной батареи

Количество панелей в зависимости от потребностей

Последовательное соединение солнечных приборов

Прямое подключение к приборам освещения

Принцип сборки комбинированной схемы построен на том, что устройства внутри каждой группы соединяются параллельно. А подключение всех групп в одну цепь осуществляется последовательно.

Комбинируя разные типы соединений, не составит труда собрать батарею с необходимыми параметрами. Главное – число соединенных элементов должно быть таким, чтобы подводимое к аккумуляторам рабочее напряжение с учетом его падения в зарядной цепи превышало напряжение самих аккумуляторов, а нагрузочный ток батареи при этом обеспечивал необходимую величину зарядного тока.