Дом на солнечных батареях
Мир давно убедился в эффективности использования энергии Солнца. Киевский «Квазар» предлагает и нам поскорее оценить преимущества альтернативной энергетики, опираясь на точные формулы и расчеты.
В общем-то, неплохая цена за светлую во всех отношениях жизнь. Особенно если с традиционным энергообеспечением возникают различные трудности и проблемы, от которых мы вряд ли избавимся в ближайшее время.
О том, какие преимущества получит счастливый обладатель ФЭС и как рассчитать целесообразность и рентабельность ее установки в отечественных реалиях, рассказывает директор департамента солнечной энергетики «Солар КВ» ПАО «Квазар» Александр Прокопенко.
— Александр Васильевич, предположим, я решила усовершенствовать свой быт в духе технического прогресса и установить в доме солнечный модуль. Что делать дальше и что для этого не мешало бы знать?
— Прежде всего, стоит поздравить вас с таким решением. В любом случае оно сыграет на ваш положительный имидж в глазах окружающих, что тоже, согласитесь, немаловажно. К тому же вы получите автономность энергообеспечения и не будете зависеть от общей электросети, избавившись от проблем с электропитанием при аварийной ситуации или отключении электричества в других домах.
Установка ФЭС не только экономически целесообразна, но и выгодна. Как правило, станция окупает себя за 7—10 лет и потом, благодаря системе «зеленых тарифов», может приносить владельцу реальную прибыль за сброс «лишней» энергии в общую сеть, что давно практикуют все развитые страны и что рано или поздно будет и у нас.
Далее следует практически подойти к делу и рассчитать экономическую целесообразность этого шага. А она прямо пропорциональна удаленности вашего дома от линий электропередач. Устанавливать ФЭС в качестве альтернативы ЛЭП выгоднее, когда жилье находится от них на расстоянии 1—1,5 километра. Поэтому вопрос установки ФЭС в первую очередь возникает у владельцев дач и коттеджей в Крыму, Карпатах и окрестностях Киева, если дома удалены от линий электропередач либо есть перебои с электроэнергией.
Второй этап — определиться с количеством фотоэлектрических модулей (ФЭМ) в системе. Для этого нужно учесть три фактора: энергоемкость дома, номинальная мощность одного модуля и коэффициент инсоляции для местности, где стоит дом.
— Это уже сложнее, чем принять решение. Нужны специалисты. Насколько мне известно, «Квазар» не только выпускает высокоэффективные солнечные модули, но и устанавливает локальные электростанции, работающие на их основе. Зачем мне тогда браться за подобные расчеты? Вы приедете и все сделаете «под ключ», не так ли?
— Все так. Но, во-первых, лишних знаний никогда не бывает. Во-вторых, рынок есть рынок. Он дает потребителю выбор. Да, наше предприятие сегодня действительно единственный производитель в Украине фотоэлектрических модулей, и мы к тому же можем собирать и инсталлировать качественные солнечные станции. Не только, кстати, для жилых домов, но и для производственных объектов, которые получат в таком случае альтернативный и бесперебойный источник достаточно недорогой электроэнергии. Но эти же услуги предоставляют и другие фирмы, к которым вы можете обратиться.
Решающим фактором здесь, как правило, становится цена вопроса. Заказчик, понятно, хочет, чтобы она была меньше. Но не следует забывать, что экономия на оборудовании и установке может обернуться лишними и довольно существенными затратами при дальнейшей эксплуатации модулей и самой станции.
Впрочем, это прописные истины. Вернемся к нашим расчетам, из которых вы поймете, из чего состоит вся станция и что, собственно, вы будете покупать.
Так вот, лучшим показателем, определяющим энергоемкость дома, является среднесуточное потребление электроэнергии в кВт•ч. Такие показатели, как установленная мощность объекта или номинальная мощность электрооборудования, не подходят, поскольку не отражают специфику объекта с точки зрения степени его эксплуатации, и при расчете на их основе можно серьезно промахнуться, допустив погрешность в несколько раз.
Номинальная мощность фотоэлектрического модуля является основной, но не определяющей величиной для расчета их количества в той или иной системе. Она характеризует величину мощности при определенных условиях, а именно мощность светового потока — 1000 Вт/м, температура модуля — 25°С. Поэтому дополнительно вводится еще одна величина — коэффициент инсоляции, характеризующий эффективность работы модуля за определенный период времени. Он рассчитывается на основании статистических наблюдений и учитывает влияние солнечных и пасмурных дней, сезонную продолжительность светового дня, снижение эффективности работы ФЭМ на закате и рассвете. Зная показатель номинальной мощности при идеальных условиях, рассчитываем его применительно к эксплуатации в конкретной географической зоне. Величину коэффициента инсоляции для каждой местности можно найти по карте солнечной инсоляции, публикуемой в специальных изданиях или на сайтах.
Третий этап — расчет мощности ФЭС с учетом прогнозируемых потребностей. Для этого достаточно решить несложную арифметическую задачу из нескольких показателей. К примеру, среднесуточная потребляемая мощность объекта — 5 кВт•ч, номинальная мощность фотоэлектрического модуля — 160 Вт, период эксплуатации объекта — с мая по октябрь, коэффициент солнечной инсоляции за май-октябрь — 5.
Для начала рассчитываем среднесуточную выработку энергии одним ФЭМ: 170 Вт•5 = 850 Вт•ч. Далее считаем необходимое количество солнечных модулей: 5000 Вт•ч / 850 Вт•ч = 5,9—6 модулей. При условии, когда объект будет эксплуатироваться круглогодично, количество ФЭМ определяется исходя из худших погодных условий, то есть периода времени с наименьшим сезонным коэффициентом инсоляции. Допустим, что коэффициент солнечной инсоляции в период с ноября по май равен 4. Тогда среднесуточная выработка энергии одним модулем составит: 170 Вт•4 = 680 Вт•ч, а необходимое количество ФЭМ равно: 5000 Вт•ч / 680 Вт•ч = 7,4 ~ 8 модулей.
Четвертый этап, после того, как решили с модулями, — определиться с количеством аккумуляторных батарей (АБ). В автономных солнечных системах применяются особые батареи — гелиевые, закрытого типа, герметичные, необслуживаемые, со сроком эксплуатации 10—15 лет. Для расчета общей емкости или количества аккумуляторных батарей в автономной солнечной системе необходимо руководствоваться тем, что глубина разряда не должна превышать 50%. Для нашего примера общая емкость составит: 1) 5000 Вт•ч + 50% = 7500 Вт•ч; 2) 7500 Вт•ч / 12 В = 625 А•ч.
Таким образом, общая емкость аккумуляторных батарей с напряжением питания 12 В равна 625 А•ч. Если вы остановите свой выбор на батареях емкостью 200 А•ч, то их необходимое количество — 625 А•ч / 200 А•ч = 3,1—4 шт. Причем даже значительное округление в бульшую сторону не будет лишним, поскольку дополнительная емкость снизит глубину разряда на каждом из аккумуляторов, а значит, увеличит срок их службы.
Еще один элемент солнечной системы — контроллер заряда. Несмотря на то, что его стоимость составляет менее 1% от общей стоимости системы, он играет ключевую роль в эффективной работе ФЭС, поскольку предохраняет аккумуляторные батареи от перезаряда и глубокого разряда. Применение такого «разумного» контроля не только продлевает срок службы батареи, но и позволяет более эффективно использовать энергию, полученную от солнечного модуля, для ее заряда. Прирост эффективности — порядка 15—20 %.
Последним звеном в солнечной электростанции является инвертор. Он преобразует постоянное напряжение, поступающее от АБ, в переменное, поступающее в электрическую сеть объекта. Мощность инвертора, необходимого для конкретного автономного объекта, определяется как суммарная мощность потребления всех электроприборов, которые в нем находятся.
— Что ж, вы вооружили меня ценными сведениями. Относительно последней информации об электроприборах. Надо понимать, что чем они энергоэффективнее, тем меньше мне придется вложить средств в саму станцию.
— Энергоаудит системы энергопотребления дома — важнейший этап в процессе проектирования будущей фотоэлектрической станции. Необходимо оценить функционирование буквально каждой единицы энергооборудования с точки зрения ее энергоэффективности. Конечно, мы помогаем нашим заказчикам с этим определиться.
Как показывает опыт «Солар КВ», общая стоимость автономной солнечной системы (а это около $15—20 тыс.) после проведения энергоаудита может сократиться до 30%. Согласитесь, весьма ощутимая экономия.
— Смогу ли я еще больше сэкономить, если буду покупать составляющие ФЭС по отдельности?
— На этапе их приобретения, возможно, и сможете. Но при установке и в особенности при эксплуатации станции, вероятнее всего, столкнетесь с большими сложностями, которые сведут всю экономию на нет.
При установке ФЭС внимательного отношения требует каждый ее компонент, будь то фотоэлектрические модули, стоимость которых составляет примерно 50% от общей стоимости ФЭС, или контроллер заряда. Весьма желательно приобрести все эти элементы у одного предприятия, предварительно убедившись в наличии у него лицензии на производство и монтаж. Иначе может возникнуть ситуация, когда компоненты системы не сочетаются между собой, и ФЭС в итоге не работает или работает с перебоями. Наилучший вариант — заказать разработку и установку системы у одной компании, которая обеспечивает и поставку оборудования, и монтажные работы, и гарантийное обслуживание. К примеру, наше предприятие «Солар КВ», монтируя систему за 3—5 дней, берет на себя всю ответственность за качество ее компонентов и пусконаладочных работ. Гарантийное обслуживание продукции компании составляет 3 года, а постгарантийное — 10 лет.
Мы уверены в своей продукции, поскольку она разрабатывается квалифицированными специалистами на технологической базе военно-промышленного комплекса. Одно из главных ее достоинств — чистота материала, из которого изготовлен фотоэлектрический модуль. А от этого зависит срок службы ФЭМ. У наших модулей чистота материала составляет 99,999999%, что позволяет им бесперебойно функционировать 30 лет. В то же время модули, к примеру, китайского производства нередко начинают деградировать на 3—4-м году эксплуатации.
Скажу также, что фотоэлектрические модули ПАО «Квазар» и их производство сертифицированы самыми авторитетными центрами Европы, а параметры продукции соответствуют показателям ведущих мировых производителей. К примеру, снижение параметров через 25 лет эксплуатации не превышает 15% — это очень хороший показатель.
Сегодня продукция нашей компании в основном представлена в Швейцарии, Германии, Канаде, Португалии, Камеруне. Но и в Украине рынок фотовольтаики в последние годы растет хорошими темпами.
Дом на солнечных батареях
Мир давно убедился в эффективности использования энергии Солнца. Киевский «Квазар» предлагает и нам поскорее оценить преимущества альтернативной энергетики, опираясь на точные формулы и расчеты
Светлана ИСАЧЕНКО
Автономная фотоэлектрическая станция (ФЭС), позволяющая в течение 25 лет обеспечивать бесперебойной электроэнергией среднестатистический дом, обойдется в $15—20 тыс. В общем-то, неплохая цена за светлую во всех отношениях жизнь. Особенно если с традиционным энергообеспечением возникают различные трудности и проблемы, от которых мы вряд ли избавимся в ближайшее время.
О том, какие преимущества получит счастливый обладатель ФЭС и как рассчитать целесообразность и рентабельность ее установки в отечественных реалиях, рассказывает директор департамента солнечной энергетики «Солар КВ» ПАО «Квазар» Александр Прокопенко.
— Александр Васильевич, предположим, я решила усовершенствовать свой быт в духе технического прогресса и установить в доме солнечный модуль. Что делать дальше и что для этого не мешало бы знать?
— Прежде всего, стоит поздравить вас с таким решением. В любом случае оно сыграет на ваш положительный имидж в глазах окружающих, что тоже, согласитесь, немаловажно. К тому же вы получите автономность энергообеспечения и не будете зависеть от общей электросети, избавившись от проблем с электропитанием при аварийной ситуации или отключении электричества в других домах.
Установка ФЭС не только экономически целесообразна, но и выгодна. Как правило, станция окупает себя за 7—10 лет и потом, благодаря системе «зеленых тарифов», может приносить владельцу реальную прибыль за сброс «лишней» энергии в общую сеть, что давно практикуют все развитые страны и что рано или поздно будет и у нас.
Далее следует практически подойти к делу и рассчитать экономическую целесообразность этого шага. А она прямо пропорциональна удаленности вашего дома от линий электропередач. Устанавливать ФЭС в качестве альтернативы ЛЭП выгоднее, когда жилье находится от них на расстоянии
1—1,5 километра. Поэтому вопрос установки ФЭС в первую очередь возникает у владельцев дач и коттеджей в Крыму, Карпатах и окрестностях Киева, если дома удалены от линий электропередач либо есть перебои с электроэнергией.
Второй этап — определиться с количеством фотоэлектрических модулей (ФЭМ) в системе. Для этого нужно учесть три фактора: энергоемкость дома, номинальная мощность одного модуля и коэффициент инсоляции для местности, где стоит дом.
— Это уже сложнее, чем принять решение. Нужны специалисты. Насколько мне известно, «Квазар» не только выпускает высокоэффективные солнечные модули, но и устанавливает локальные электростанции, работающие на их основе. Зачем мне тогда браться за подобные расчеты? Вы приедете и все сделаете «под ключ», не так ли?
— Все так. Но, во-первых, лишних знаний никогда не бывает. Во-вторых, рынок есть рынок. Он дает потребителю выбор. Да, наше предприятие сегодня действительно единственный производитель в Украине фотоэлектрических модулей, и мы к тому же можем собирать и инсталлировать качественные солнечные станции. Не только, кстати, для жилых домов, но и для производственных объектов, которые получат в таком случае альтернативный и бесперебойный источник достаточно недорогой электроэнергии. Но эти же услуги предоставляют и другие фирмы, к которым вы можете обратиться.
Решающим фактором здесь, как правило, становится цена вопроса. Заказчик, понятно, хочет, чтобы она была меньше. Но не следует забывать, что экономия на оборудовании и установке может обернуться лишними и довольно существенными затратами при дальнейшей эксплуатации модулей и самой станции.
Впрочем, это прописные истины. Вернемся к нашим расчетам, из которых вы поймете, из чего состоит вся станция и что, собственно, вы будете покупать.
Так вот, лучшим показателем, определяющим энергоемкость дома, является среднесуточное потребление электроэнергии в кВт·ч. Такие показатели, как установленная мощность объекта или номинальная мощность электрооборудования, не подходят, поскольку не отражают специфику объекта с точки зрения степени его эксплуатации, и при расчете на их основе можно серьезно промахнуться, допустив погрешность в несколько раз.
Номинальная мощность фотоэлектрического модуля является основной, но не определяющей величиной для расчета их количества в той или иной системе. Она характеризует величину мощности при определенных условиях, а именно мощность светового потока — 1000 Вт/м, температура модуля — 25°С. Поэтому дополнительно вводится еще одна величина — коэффициент инсоляции, характеризующий эффективность работы модуля за определенный период времени. Он рассчитывается на основании статистических наблюдений и учитывает влияние солнечных и пасмурных дней, сезонную продолжительность светового дня, снижение эффективности работы ФЭМ на закате и рассвете. Зная показатель номинальной мощности при идеальных условиях, рассчитываем его применительно к эксплуатации в конкретной географической зоне. Величину коэффициента инсоляции для каждой местности можно найти по карте солнечной инсоляции, публикуемой в специальных изданиях или на сайтах.
Третий этап — расчет мощности ФЭС с учетом прогнозируемых потребностей. Для этого достаточно решить несложную арифметическую задачу из нескольких показателей. К примеру, среднесуточная потребляемая мощность объекта — 5 кВт·ч, номинальная мощность фотоэлектрического модуля — 160 Вт, период эксплуатации объекта — с мая по октябрь, коэффициент солнечной инсоляции за май-октябрь — 5.
Для начала рассчитываем среднесуточную выработку энергии одним ФЭМ: 170 Вт·5 = 850 Вт·ч. Далее считаем необходимое количество солнечных модулей: 5000 Вт·ч / 850 Вт·ч = 5,9—6 модулей. При условии, когда объект будет эксплуатироваться круглогодично, количество ФЭМ определяется исходя из худших погодных условий, то есть периода времени с наименьшим сезонным коэффициентом инсоляции. Допустим, что коэффициент солнечной инсоляции в период с ноября по май равен 4. Тогда среднесуточная выработка энергии одним модулем составит: 170 Вт·4 = 680 Вт·ч, а необходимое количество ФЭМ равно: 5000 Вт·ч / 680 Вт·ч = 7,4 ~ 8 модулей.
Четвертый этап, после того, как решили с модулями, — определиться с количеством аккумуляторных батарей (АБ). В автономных солнечных системах применяются особые батареи — гелиевые, закрытого типа, герметичные, необслуживаемые, со сроком эксплуатации 10—15 лет. Для расчета общей емкости или количества аккумуляторных батарей в автономной солнечной системе необходимо руководствоваться тем, что глубина разряда не должна превышать 50%. Для нашего примера общая емкость составит: 1) 5000 Вт·ч + 50% = 7500 Вт·ч; 2) 7500 Вт·ч / 12 В = 625 А·ч.
Таким образом, общая емкость аккумуляторных батарей с напряжением питания 12 В равна 625 А·ч. Если вы остановите свой выбор на батареях емкостью 200 А·ч, то их необходимое количество — 625 А·ч / 200 А·ч = 3,1—4 шт. Причем даже значительное округление в бульшую сторону не будет лишним, поскольку дополнительная емкость снизит глубину разряда на каждом из аккумуляторов, а значит, увеличит срок их службы.
Еще один элемент солнечной системы — контроллер заряда. Несмотря на то, что его стоимость составляет менее 1% от общей стоимости системы, он играет ключевую роль в эффективной работе ФЭС, поскольку предохраняет аккумуляторные батареи от перезаряда и глубокого разряда. Применение такого «разумного» контроля не только продлевает срок службы батареи, но и позволяет более эффективно использовать энергию, полученную от солнечного модуля, для ее заряда. Прирост эффективности — порядка 15—20 %.
Последним звеном в солнечной электростанции является инвертор. Он преобразует постоянное напряжение, поступающее от АБ, в переменное, поступающее в электрическую сеть объекта. Мощность инвертора, необходимого для конкретного автономного объекта, определяется как суммарная мощность потребления всех электроприборов, которые в нем находятся.
— Что ж, вы вооружили меня ценными сведениями. Относительно последней информации об электроприборах. Надо понимать, что чем они энергоэффективнее, тем меньше мне придется вложить средств в саму станцию.
— Энергоаудит системы энергопотребления дома — важнейший этап в процессе проектирования будущей фотоэлектрической станции. Необходимо оценить функционирование буквально каждой единицы энергооборудования с точки зрения ее энергоэффективности. Конечно, мы помогаем нашим заказчикам с этим определиться.
Как показывает опыт «Солар КВ», общая стоимость автономной солнечной системы (а это около $15—20 тыс.) после проведения энергоаудита может сократиться до 30%. Согласитесь, весьма ощутимая экономия.
— Смогу ли я еще больше сэкономить, если буду покупать составляющие ФЭС по отдельности?
— На этапе их приобретения, возможно, и сможете. Но при установке и в особенности при эксплуатации станции, вероятнее всего, столкнетесь с большими сложностями, которые сведут всю экономию на нет.
При установке ФЭС внимательного отношения требует каждый ее компонент, будь то фотоэлектрические модули, стоимость которых составляет примерно 50% от общей стоимости ФЭС, или контроллер заряда. Весьма желательно приобрести все эти элементы у одного предприятия, предварительно убедившись в наличии у него лицензии на производство и монтаж. Иначе может возникнуть ситуация, когда компоненты системы не сочетаются между собой, и ФЭС в итоге не работает или работает с перебоями. Наилучший вариант — заказать разработку и установку системы у одной компании, которая обеспечивает и поставку оборудования, и монтажные работы, и гарантийное обслуживание. К примеру, наше предприятие «Солар КВ», монтируя систему за 3—5 дней, берет на себя всю ответственность за качество ее компонентов и пусконаладочных работ. Гарантийное обслуживание продукции компании составляет 3 года, а постгарантийное — 10 лет.
Мы уверены в своей продукции, поскольку она разрабатывается квалифицированными специалистами на технологической базе военно-промышленного комплекса. Одно из главных ее достоинств — чистота материала, из которого изготовлен фотоэлектрический модуль. А от этого зависит срок службы ФЭМ. У наших модулей чистота материала составляет 99,999999%, что позволяет им бесперебойно функционировать 30 лет. В то же время модули, к примеру, китайского производства нередко начинают деградировать на 3—4-м году эксплуатации.
Скажу также, что фотоэлектрические модули ПАО «Квазар» и их производство сертифицированы самыми авторитетными центрами Европы, а параметры продукции соответствуют показателям ведущих мировых производителей. К примеру, снижение параметров через 25 лет эксплуатации не превышает 15% — это очень хороший показатель.
Сегодня продукция нашей компании в основном представлена в Швейцарии, Германии, Канаде, Португалии, Камеруне. Но и в Украине рынок фотовольтаики в последние годы растет хорошими темпами.
Справка «УТГ»
ПАО «Квазар» (г. Киев, http://www.kvazar.com) — ориентированное на экспорт предприятие, работающее в стратегическом для Украины направлении — альтернативной энергетике. Известно в большинстве стран мира как крупный производитель солнечных модулей и энергетических установок на их основе.
За 1-е полугодие 2010 г. объем продаж модулей «Квазар» на отечественном рынке вырос в 1,7 раза (по сравнению с 1-м полугодием 2009 г.). Предприятием «Солар КВ» установлено более двухсот систем — автономных, резервных и комбинированных ветро-солнечных.
