Солнечная электростанция для дома — комплект 10 квт. Как подобрать, цены и рекомендации

Одним из восполняемых источников энергии, является солнечное излучение. Преобразование его в электрическую энергию осуществляется посредством солнечной электростанции.

Виды

По типу преобразования и конструкции, солнечные электростанции (СЭС) подразделяются:

  • башенный тип;
  • тарельчатый вид;
  • фотобатареи;
  • концентраторы;
  • станции с использованием двигателя Стирлинга.

Башенная СЭС

Башенная СЭС

Таким названием станция обязана центральной башне, расположенной посреди гелиостатов, — зеркал с площадью в несколько квадратных метров, каждое. В течение светового дня, система управления позиционирует зеркало относительно солнца так, чтобы использовался наилучший угол отражения, принятого солнечного излучения на котёл, зафиксированный на самом верху башни.

Температура в ясный солнечный день может достигать внутри резервуара более 700°C. Теплоноситель, — вода, превратившаяся в пар, посредством насосов подаётся на типовую турбину, которая вращает электрогенератор. Такая схема позволяет добиться до 20% КПД и используется для производства электроэнергии в промышленных масштабах.

Тарельчатый вид СЭС

Тарельчатый вид СЭС

Принцип преобразования солнечного излучения такой же, как и у башенной конструкции, но имеются отличия в самой схеме станции. Здесь заложен модульный вид, — отдельно смонтированных отражателя в виде тарелки и приёмника для собранных лучей. Зеркало выполняют до двух метров в диаметре. Отдельные модули могут объединяться в единую сеть.

Такой тип станции может быть выполнен в стационарном и мобильном варианте. Последнее удобно, например, для различных поисковых экспедиций, осуществляющих свои работы в местах с высоким количеством солнечных дней.

Фотобатареи

Фотобатареи

Конструкция панельных СЭС собирается из отдельных полупроводниковых фотоэлектрических преобразователей, собранных на платах. Соединяя их в единую сеть можно собрать источник энергии мощностью до нескольких десятков мегаватт. Панели монтируются везде, — на крышах зданий и автомобилей, в космосе и на воде.

Такой вид электростанции очень удобен для использования в бытовых нуждах: от зарядки мобильного телефона до частичного или полного снабжения электроэнергией собственного дома.

СЭС с параболоцилиндрическим концентратором

СЭС с параболоцилиндрическим концентратором

Представляет собой изогнутый в виде параболы цилиндрический отражатель, который концентрирует солнечное излучение в фокусе.

Вдоль последнего протянута труба с теплоносителем, — чаще всего с техническим маслом, которое нагреваясь, отдаёт своё тепло воде, превращая её в пар. Дальнейшее преобразование энергии осуществляется в парогенераторе.

Двигатель Стирлинга

Двигатель Стирлинга

Этот механизм представляет собой поршневой агрегат, работающий на теплоносителе, получающим энергию от солнечной радиации. То есть, принцип работы похож на двигатель внутреннего сгорания, но нет необходимости осуществлять процесс подачи топлива с дальнейшим его сжиганием, — рабочее тело уже нагрето солнцем.

Теплоноситель нагревается в приёмнике, смонтированном в фокусе параболического концентратора, и подаётся сразу в поршневую группу. За счёт специальной конструкции двигателя Стирлинга, происходит преобразование механического движения поршня непосредственно в электрическую энергию.

Самая удобная, на сегодняшний день, для эксплуатации в домашних условиях – это СЭС на фотоэлементах.

Виды панельных СЭС

Домашние электростанции по принципу действия подразделяются:

  • автономные;
  • сетевые;
  • гибридные.

Автономная станция

Автономная станция

В состав входят, кроме солнечных панелей, накопительные аккумуляторы, что позволяет создать полностью независимую от внешних источников систему электроснабжения. Существенный минус такой станции, — её высокая стоимость, на две трети зависящая от количества накопителей электрической энергии.

Сетевая СЭС

Сетевая СЭС

У этой станции отсутствуют дорогостоящие аккумуляторы. Применяется такая схема при наличии стационарной электрической сети. Полученная солнечная энергия идёт на нужды потребителей. При избытке, часть электричества отдается в сеть, при недостатке – добирается из неё дополнительно.

В последнем случае электросеть несёт роль своеобразного аккумулятора. Минус схемы – зависимость от наличия электроэнергии в стационарной сети. Изготавливают сетевые станции для дома мощностью до 10 и более кВт.

Гибридная установка

Сетевая СЭС

В ней используются обе, вышеуказанные схемы. Такое сочетание, позволяет снизить общую стоимость СЭС и одновременно может компенсировать форс-мажорные обстоятельства, например, при обрыве стационарной электросети или возникновении непредвиденных пиковых нагрузок.

Окупаемость

Один из основных вопросов, возникающих при рассмотрении того или иного источника электроэнергии, — это экономическая выгода или срок окупаемости. Но вначале необходимо проанализировать режим работы станции в течение суток.

Так как главный источник выработки электроэнергии – солнце, то ночное время можно вычеркнуть из режима работы станции, она будет бездействовать Утреннее и вечернее (сумеречное) освещение позволят вырабатывать панелями максимум 20–30% своей мощности, а ведь это самые пиковые нагрузки.

Утром просыпаемся, умываемся, готовим завтрак, попутно смотрим телевизор, орудуем утюгом, феном. Вечером всё тоже самое, но добавляется стирка, уборка, другие хозяйственные хлопоты, требующие потребление электричества.

Дневное время отличается минимальным уровнем потребления электроэнергии, кроме выходных, праздничных или отпускных дней. Ночью энергия необходима для уличных фонарей или домашних ночных светильников, работает холодильное устройство и, возможно, охранная система.

Отсюда следует вывод:

  1. Применение сетевой СЭС в качестве вспомогательного устройства, обеспечивающего дневную подпитку электропотребителей, например, строительного инструмента, насоса для поливки садовых растений или электроинструмента, использующегося днём, при уходе за дачным участком.
  2. Установка гибридной станции, аккумуляторы которой будут компенсировать утренние и вечерние пиковые нагрузки. Подзарядка накопителей будет осуществляться днём, в период минимального потребления электроэнергии.

Экономический аспект о возможности использования энергии солнца удобнее рассмотреть на конкретном примере:

  • дано, — источник с максимальной пиковой нагрузкой до 5кВт в день, подключённый к стационарной электросети;
  • круглосуточная эксплуатация станции, установленная в частном доме;
  • пятидневный рабочий день, проживающих в этом доме, то есть, присутствуют утренние, вечерние пиковые нагрузки и полная загрузка станции в выходные, праздничные и отпускные дни;
  • наличествует земельный участок под газон-огород, живность – максимум собака или кошка, или и то и другое.
Исходя из приведённых данных, следует, что более предпочтительным будет использование гибридного устройства.

Состав и стоимость источника питания

Состав и стоимость источника питания

  • солнечные монокристаллические панели со средним КПД 20% и максимальной мощностью 200 Вт, 6 шт., усреднённая цена 20000 руб.;
  • необслуживаемые гелевые аккумуляторы, 2 шт., стоимость единицы 20000 руб.;
  • инвертор, — 1 шт. по 90000 руб.

Итого, полный комплект станции (со всеми приборами) обойдётся около 300000 рублей.

Средний срок службы панелей до 25 лет, батарей – до 12 лет. Последних придётся докупить, то есть стоимость стации за весь период эксплуатации составит 350000 рублей. При расчётах не учитывалось улучшение технических АКБ, падение мощности панелей до 80% от изначальных показателей.

Тариф на электроэнергию в 2015 г. составлял для населения 3,5руб/кВт*час. Ориентировочный прогноз роста тарифов около 10% в год.

Тогда, за весь период эксплуатации, изменение тарифа составит:

Год 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Руб. 3,5 3,85 4,24 4,66 5,12 5,64 6,2 6,82 7,5 8,25 9,08 10,0 11,0 12,08 13,29 14,62
31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
16,08 17,69 19,46 21,41 23,55 25,9 28,49 31,34 34,47 37,92

 

Общая наработка электростанции составит: 25 лет х 365 дней = 21875 дней.

Расходы в день: 350000 рублей / 21875 дней = 16 руб./день, то есть с 2031года деньги, потраченные на оборудование, полностью вернутся, и начнётся чистая экономия. При более высоких ставках на тариф электроэнергии, например, при ежегодном росте в 15%, срок окупаемости наступит с 2026г.

К сожалению, но в России до сих пор не разработан и принят пакет законов о так называемом «зелёном» тарифе. Такой способ оплаты действует в США, большинстве стран Европы и Украине. Он подразумевает выкуп излишков электричества у населения по повышенным тарифам, например, стоимость продаваемой электроэнергии и выкупаемой, на Украине, различается около трёх раз. При таких же условиях в России, срок окупаемости солнечных станций составлял бы 3–6 лет.

Обзор моделей СЭС и их производителей

Обзор моделей СЭС и их производителей

Компания «МикроАРТ», является разработчиком и изготовлением «под ключ» комплектов солнечных станций, в которых применяются собственные разработки и импортные аналоги. В солнечных панелях используются монокристаллические фотоэлементы.

Например:

  • Солнечная электростанция «Автономная энергия» Супер Эконом». Мощность одновременно подключаемых приборов достигает 2 кВт. Может применяться автономно или в качестве сетевого или гибридного устройства. Цена 133530 рублей.

Фирма Солнечные решения (Hevel SOLAR) проектирует и изготавливает из отечественных и импортных узлов автономные и сетевые станции мощностью 3–20 кВт. Пример:

  • Солнечная электростанция ЭКО–Хевел 3 кВт/24. Состоит из 24 фотомодулей с номинальной мощностью до 3 кВт. Занимаемая площадь под солнечные панели около 100 кв.м. Стоимость определяется индивидуально.

Компания «Авелар Солар Технолоджи» создана в 2011г.  с целью разработки и продвижения на рынках России и стран СНГ фотоэлектрических станций любой мощности. Одно из достижений – строительство на Алтае станции мощностью 5 МВт. Менее мощные установки 3–5 кВт применяются в больничных учреждениях Башкирии и Оренбургской области. Стоимость рассчитывается индивидуально, исходя из заданных параметров станции.

Размеры статьи не позволяют осветить всех отечественных производителей, но их можно найти, воспользовавшись услугами интернета.

Советы по выбору

Советы по выбору

Солнечные батареи всё больше входят в нашу повседневную жизнь, но существует достаточно много заблуждений на их счёт.

Ошибка 1. Солнечные панели обладают малой эффективностью.

  • Средний КПД современных батарей приблизился к 20%, то есть один квадратный метр может выдавать 150–200 Ватт энергии в день. Другими словами, — за время эксплуатации станции в течение 25 лет можно получить около 1600000 Ватт бесплатного электричества.

Ошибка 2. Облака, туман или холод снижают выработку электроэнергии чуть ли не до нуля.

  • Панели прекрасно работают и в пасмурную погоду, теряя при этом всего лишь до 20–30% своей мощности. Что касается отрицательных температур, то выработка электричества не падает, а увеличивается. Для не посвящённых в технические тонкости покажется парадоксом, что при +25°C солнечная батарея работает хуже, нежели при -10–20°C.

Ошибка 3. Фотопанели очень сложные устройства и требуют постоянного ухода.

  • Отсутствие каких-либо движущихся частей делает устройства очень надёжными и позволяет служить им около 25 лет. Из профилактических мер – это периодическая мойка, примерно один раз в год, удаление снега или пыли.

Ошибка 4. Необходимо постоянно корректировать наклон панелей для обеспечения оптимального угла падения солнечных лучей.

  • Достаточно выставлять один раз в три-четыре месяца угол наклона солнечных модулей, в соответствии с географическим местом расположения станции. Впрочем, многие владельцы домашних станций пренебрегают и этим, — потери оказываются невелики.

Ошибка 5. Фотоэлементы – это дорогое удовольствие.

  • Не соответствует действительности. Во-первых, — это инвестиции в себя и своих детей. Во-вторых, средний срок окупаемости проекта около 10 лет, а при принятии законодательства о «зелёном тарифе», время не только сократится, но и станция начнёт приносить прибыль в прямом смысле слова.

Исходя из вышеприведённых выкладок и справочной информации, можно дать ряд советов по выбору станции:

  • полностью автономная СЭС необходима там, где невозможно протянуть стационарную линию электропередач;
  • автономная станция будет стоить дешевле, если использовать её в паре с ветрогенератором;
  • сетевая станция – это долгосрочные инвестиции, но по непроверенным данным, в России всё-таки будут приняты соответствующие законы по альтернативным источникам энергии, и, тогда солнечная станция не только окупит себя за сравнительно короткое время, но и будет приносить прибыль;
  • приобретать резервную станцию лучше ту, в которой заложены возможности постепенного наращивания мощности, путём добавления новых панелей;
  • гибридная станция понадобится в местах с недостатком мощности стационарной сети или существуют периодические отключения электричества.

Отзывы владельцев домашних СЭС

Эксплуатирую третий год, средняя полоса России, свой дом с участком. Интересный вывод, — зимой станция работает на подхвате, а летом сплошной переизбыток энергии, несмотря на постоянно включенный водяной насос для полива растений.

Сергей

Муж, уже как год купил, сам смонтировал. Платить за электричество стали в два раза меньше зимой, а летом вообще копейки отдаём.

Алёна

У меня прицеп-дача был и панель на нём в 150 Вт. Хватало на освещение, спутниковую тарелку, ноутбук. Сейчас дом поставили по финской технологии и батарею к нему на 2 кВт. Отопление проложили геотермальное. Живём полтора года, — за сеть заплатили за всё время около 3000 рублей.

Алексей

У меня садовая дача, электричество только в летнее время. Поставил солнечный гибрид на 500 Вт. Летом на всё хватает и зимой тоже. Правда, с родственниками несколько баталий пришлось выдержать, когда идею отстаивал, а сейчас ничего, только хвалят за такое решение.

Виктор

С ростом технологических возможностей производства, постоянным увеличением тарифов на электроэнергия и воду, снижением природных источников топлива, — единственный выход экономить, это обратить внимание на альтернативные источники: солнце и ветер.

Солнечная энергия будет выгодна в южной и средней полосе России с большим количеством солнечных дней. А если государство уделит более серьёзное внимание этой проблеме, то солнечная станция станет прибыльным проектом вам и вашей семье.

Очень плохоПлохоНе плохоХорошоОтлично! (голосов: 2, в среднем: 4,50 из 5)
Загрузка...