Будинок на сонячних батареях

Світ давно переконався в ефективності використання енергії Сонця. Київський «Квазар» пропонує й нам якнайшвидше оцінити переваги альтернативної енергетики, спираючись на точні формули й розрахунки.

Автономна фотоелектрична станція (ФЕС), яка дозволяє протягом 25 років безперебійно забезпечувати електро­енергією середньостатистич­ний будинок, коштуватиме $15—20 тисяч. Узагалі, непогана ціна за світле з будь-якого погляду життя. Особ­ливо якщо  із традиційним енергозабезпеченням виникають труднощі й проблеми, яких ми навряд чи позбудемося найближчим часом.

Про те, які переваги матиме щасливий володар ФЕС і як розрахувати доцільність і рентабельність її установлення у вітчизняних реаліях, розповідає директор департаменту сонячної енергетики «Солар КВ» ПАТ «Квазар» Олександр Прокопенко.

— Олександре Васильовичу, припустимо, я вирішила вдосконалити свій побут у дусі технічного прогресу й установити в будинку сонячний модуль. Що робити далі й що для цього не завадило б знати?

— Насамперед, треба привітати вас із таким рішенням. У будь-якому разі ваш позитивний імідж зросте в очах оточуючих, що теж, погодьтесь, немаловажно. До того ж ви одержите автономне енергозабезпечення й не залежатимете від загальної електромережі, позбувшись проблем з електроживленням у разі аварійної ситуації або відключення електрики в інших будинках.

Установка ФЕС не тільки економічно доцільна, а й вигідна. Як правило, станція окуповує себе за 7—10 років і потім, завдяки системі «зелених тарифів», може давати власникові реальний прибуток за скидання «зайвої» енергії в загальну мережу, що давно практикують усі розвинені країни й що рано чи пізно буде й у нас.

Далі слід практично підійти до справи й розрахувати економічну доцільність свого вибору. А вона прямо пропорційна віддаленості вашого будинку від ліній електропередачі. Установлювати ФЕС як альтернативу ЛЕП вигідніше, коли житло розташоване від них на відстані 1—1,5 км. Тому питання установлення ФЕС у першу чергу нагальне для власників дач і котеджів  у Криму, Карпатах і околицях Києва, якщо будинки розташовані далеко від ліній електропередачі або є перебої з електроенергією.

Другий етап — визначитися з кількістю фотоелектричних модулів (ФЕМ) у системі. Для цього треба врахувати три чинники: енергоємність будинку, номінальну потужність одного модуля й коефіцієнт інсоляції для місцевості, де розташований будинок.

— Це вже складніше, ніж ухвалити рішення. Потрібні фахівці. Наскільки мені відомо, «Квазар» не тільки випускає високоефективні сонячні модулі, а й установлює локальні електростанції, які працюють на їхній основі. Навіщо мені тоді братися за такі розрахунки? Ви приїдете й усе зробите «під ключ», чи не так?

— Усе так. Але, по-перше, зайвих знань ніколи не буває. По-друге, ринок є ринок. Він дає споживачеві вибір. Так, наше підприємство сьогодні дійсно єдиний в Україні виробник фотоелектричних модулів, і ми до того ж можемо складати й інсталювати якісні сонячні станції. Не тільки, до речі, для житлових будинків, а й для виробничих об’єктів, які одержать у такому випадку альтернативне й безперебійне джерело досить недорогої електроенергії. Але ці ж послуги надають також інші фірми, до яких ви можете звернутися.

Вирішальним чинником тут, як правило, стає ціна. Замовник, зрозуміло, хоче, щоб вона була меншою. Але не слід забувати, що економія на обладнанні та встановленні може обернутися досить істотними витратами під час подальшої експлуатації модулів і самої станції.

Утім, це прописні істини. Повернімося до наших розрахунків, з яких ви зрозумієте, із чого складається вся станція й що, власне, ви купуватимете.

Кращим показником, який визначає енергоємність будинку, є середньодобове споживання електроенергії. Такі показники, як установлена потужність об’єкта або номінальна потужність електроустаткування, не підходять, оскільки не відображають специфіку об’єкта стосовно ступеня його експлуатації, і під час обрахунків на їхній основі можна серйозно помилитися, припустившись похибки у декілька разів.

Номінальна потужність фотоелектричного модуля є основним, але не визначальним показником для обрахування їхньої кількості в тій або іншій системі. Вона характеризує потужність за певних умов, а саме потужність світлового потоку — 1000 Вт/м, температура модуля — 25°С. Тому додатково вводиться ще одна величина — коефіцієнт інсоляції, який характеризує ефективність роботи модуля за певний період часу. Він обраховується на підставі статистичних спостережень і враховує вплив сонячних і хмарних днів, сезонну тривалість світлового дня, зниження ефективності роботи ФЕМ на заході й світанку. Знаючи показник номінальної потужності за ідеальних умов, обраховуємо його стосовно експлуатації в певній географічній зоні. Коефіцієнт інсоляції для кожної місцевості можна знайти за картою сонячної інсоляції, яка публікується у спеціальних виданнях або на сайтах.

Третій етап — обрахування потужності ФЕС із урахуванням прогнозованих потреб. Для цього досить розв’язати нескладну арифметичну задачу з декількох показників. Приміром,  середньодобова споживана потужність об’єкта — 5 кВт•год., номінальна потужність фотоелектричного модуля — 160 Вт, період експлуатації об’єкта — із травня до жовтня, коефіцієнт сонячної інсоляції за травень-жовтень — 5.

Спочатку розраховуємо середньодобове вироблення енергії одним ФЕМ: 170 Вт•5 = 850 Вт•год. Далі обраховуємо необхідну кількість сонячних модулів: 5000 Вт•год / 850 Вт•год. = 5,9—6 модулів. За умови, коли об’єкт експлуатуватиметься цілодобово, кількість ФЕМ визначається виходячи з гірших погодних умов, тобто періоду з найменшим сезонним коефіцієнтом інсоляції. Допустимо, що коефіцієнт сонячної інсоляції з листопада до травня дорівнює 4. Тоді середньодобове вироблення енергії одним модулем становитиме: 170 Вт•4 = 680 Вт•год., а необхідна кількість ФЕМ дорівнює: 5000 Вт•год. / 680 Вт•год. = 7,4 ~ 8 модулів.

Четвертий етап, після того, як вирішили з модулями,  — визначитися з кількістю акумуляторних батарей (АБ). В автономних сонячних системах застосовуються особливі батареї — гелієві, закритого типу, герметичні, такі, що не обслуговуються, зі строком експлуатації 10—15 років. Для обрахування загальної ємності або кількості акумулятор-них батарей в автономній сонячній системі необхідно послуговуватися тим, що глибина розряду не повинна перевищувати 50%. Для нашого прикладу загальна ємність становить: 1) 5000 Вт•год. + 50 % = 7500 Вт•год.; 2) 7500 Вт•год. / 12 В = 625 А•год.

Таким чином, загальна ємність акумуляторних батарей із напругою живлення 12 В дорівнює 625 А•год. Якщо ви оберете батареї ємністю 200 А•год., то їхня необхідна кількість — 625 А•год. / 200 А•год. = 3,1—4 шт. Причому навіть значне округлення в більший бік не буде зайвим, оскільки додаткова ємність знизить глибину розряду на кожному з акумуляторів, а отже, збільшить термін їхньої служби.

Ще один елемент сонячної системи — контролер заряду. Незважаючи на те, що його вартість становить менше 1% від загальної вартості системи, він відіграє ключову роль в ефективній роботі ФЕС, оскільки охороняє акумуляторні батареї від перезаряду й глибокого розряду. Застосування такого «розумного» контролю не тільки подовжує термін служби батареї, а й дозволяє більш ефективно використовувати енергію, отриману від сонячного модуля, для її заряду. Приріст ефективності — близько 15—20 %.

Останньою ланкою в сонячній електростанції є інвертор. Він перетворює постійну напругу, яка надходить від АБ, на змінну, яка надходить до електричної мережі об’єкта. Потужність інвертора, необхідного для конкретного автономного об’єкта, визначається як сумарна потужність споживання всіх електроприладів в ньому.

— Що ж, ви озброїли мене цінною інформацією. Згідно з останніми даними про електроприлади, треба розуміти: що вони енергоефективніші, то менше доведеться вкласти коштів у саму станцію.

— Енергоаудит системи енергоспоживання будинку — найважливіший етап у проектуванні майбутньої фотоелектричної станції. Треба оцінити функціонування буквально кожної одиниці енергообладнання щодо її енергоефективності. Звичайно, ми допомагаємо нашим замовникам із цим визначитися.

Як свідчить досвід «Соляр КВ», загальна вартість автономної сонячної системи (а це близько $15—20 тис.) після проведення енергоаудиту може скоротитися до 30%. Погодьтесь, досить відчутна економія.

— Чи зможу я ще більше заощадити, якщо купуватиму складові ФЕС окремо?

— На етапі їхнього придбання, можливо, і зможете. Але під час установлення й особливо експлуатації станції, найімовірніше, перед вами постануть проблеми, які зведуть всю економію нанівець.

Установлення ФЕС потребує уважного ставлення до кожного її компонента, чи то фотоелектричні модулі, вартість яких становить приблизно 50% від загальної вартості ФЕС, чи то контролер заряду. Бажано придбати всі ці елементи в одного підприємства, попередньо переконавшись у наявності в нього ліцензії на виробництво та монтаж. Інакше може виникнути ситуація, коли компоненти системи не сполучаються між собою, і ФЕС не працює або працює з перебоями. Найкращий варіант — замовити розроблення й установлення системи в однієї компанії, що забезпечує і поставку обладнання, і монтажні роботи, і гарантійне обслуговування. Приміром, наше підприємство «Солар КВ», монтуючи систему за 3—5 днів, бере на себе всю відповідальність за якість її компонентів і пусконалагоджувальних робіт. Гарантійне обслуговування продукції компанії становить 3 роки, а постгарантійне — 10.

Ми впевнені у своїй продукції, оскільки вона розробляється кваліфікованими фахівцями на технологічній базі військово-промислового комплексу. Одна з головних її переваг — чистота матеріалу, з якого виготовлений фотоелектричний модуль. А від цього залежить термін служби ФЕМ. У наших модулів чистота матеріалу становить 99,999999 %, що дозволяє їм безперебійно функціонувати 30 років. У той же час модулі, приміром, китайського виробництва зазвичай починають деградувати на 3—4-му році експлуатації.

Зауважу також, що фотоелектричні модулі ПАТ «Квазар» і їхнє виробництво сертифіковані найавторитетнішими центрами Європи, а параметри продукції відповідають показникам провідних світових виробників. Приміром, зниження параметрів через 25 років експлуатації не перевищує 15% — це дуже добрий показник.

Сьогодні продукція нашої компанії переважно представлена у Швейцарії, Німеччині, Канаді, Португалії, Камеруні. Але і в Україні ринок фотовольтаїки останнім часом зростає високими темпами.

Довідка «УТГ»

ПАТ «Квазар»  (м. Київ, http://www.kvazar.com) — орієнтоване на експорт підприємство, яке працює в стратегічному для України напрямі альтернативної енергетики. Відоме у світі як великий виробник сонячних модулів і енергетичних установок на їхній основі.

За перше півріччя 2010 року обсяг продажів модулів «Квазар» на вітчизняному ринку зріс у 1,7 раза (у порівнянні з першим півріччям 2009 року). Підприємством «Солар КВ» установлено понад двісті систем — автономних, резервних і комбінованих вітро-сонячних.