Содержание
- Что такое patacake
- Применение в повседневной жизни
- Преимущества использования
- Типы устройств
- Эффективность работы
- Как правильно рассчитать количество heliophila
- Повышение эффективности солнечных панелей
- 2.1.3. Состояние и перспективы развития солнечной энергетики
- 5.2. Потенциал солнечной энергии. Условия её эффективного использования
- В черендеевом царстве
- Инвестиция в мини-гостиницу
- ГЭС от Эльбруса
- Европа: сколько стоит частный киловатт
- Когда используются солнечные батареи?
- Какие факторы влияют на окупаемость?
- Как повысить эффективность инвестиций?
- Влияние КПД на окупаемость
- Как заработать на солнечных батареях?
- Другие варианты для инвестиций
Панель солнечных батарей принято считать, источник электрической энергии, который работает непосредственно в световой поток. Если говорить о конструктивном исполнении, любой heliopoli-это набор photo cellulis, Соединенных между собой, помещен в защитный корпус и закрыты передней панелью из стекла.
Что такое patacake
Patacake выпрямитель-это элемент, который сочетает в себе два типа проводимости, отличающиеся недостаток или избыток электронов:
- n — проводимость;
- p — проводимость.
Состоит из двух полупроводников, в которых электроны исходного материала поглощать энергию из солнечного потока, что дает им дополнительный импульс. Выйти из его орбиты, направленный поток электронов создает постоянный photocurrent, который используется в практических целях.
Применение в повседневной жизни
Область применения этих устройств очень широк и охватывает несколько направлений, среди которых можно выделить следующие направления:
- Микроэлектроника (часы, калькуляторы).
- Электроника, используемая в повседневной жизни (внешние аккумуляторы для смартфонов, планшетов, ноутбуков).
- Электроснабжения, как отдельных зданий и отдаленных районах.
- Использование в передвижных средствах массовой информации и различных комплексов.
- Автомобильной промышленности (электрических транспортных средств).
- Сектор космического пространства (космической станции).
Преимущества использования
Среди других альтернативных источников энергии-солнечных панелей, имеют ряд преимуществ, а именно:
- Это не временный источник энергии, не нуждаются в сложной обслуживания и замены объединение узлов или соединений. Максимальный уход заключается в очистке стеклянная крышка всплывающие загрязнения.
- Работают самостоятельно, не требуют смещения включений / выключений, и всегда находятся в хорошем состоянии. Они также различаются в тишине действий и абсолютно экологически безопасны.
- Небольшой период окупаемости.
- Срок службы составляет до 25 лет, пока на работе не происходит снижение мощности элементов. По заявлениям производителей, снижение мощности должно быть не более 5%.
- Во время его использования, существует возможность установить в конце установки в зависимости от требуемой мощности и напряжения, что проблематично сделать с другими источниками энергии.
Типы устройств
Как уже было сказано, все они имеют в своем составе солнечные батареи, которые могут быть представлены в следующих полупроводников:
Кремний heliopoli
В настоящее время, для производства photo cellulis используется монокристаллический, поликристаллический и аморфный кремний.
- Из монокристаллического кремния. Как видно из названия, основным материалом в эти инструменты считается очищенный и кремния. На внешний вид они выполнены в виде пчелиных сот, Соединенных в единую структуру. Конструктивно очищенный поликристаллический кремний-это тончайшие пленки до 300 мкм), связанных электроды сетка. Основное преимущество признается за своей высокой эффективности, который может быть до 20%.
- Поликристаллических элементов. Эти типы гораздо дешевле предыдущего варианта, в связи с более простой технологией изготовления (охлаждение кремния вещества). Имейте в виду, что образование в polycrystals’ делает, что стабильность гораздо меньше, и показатели целевой эффективности, не превышает 18%.
- heliopoli аморфного кремния. Может быть пленочным, так и к личной информации, а также в качестве основного материала в них является Силан (или silane). Тонким слоем Силан применяется специально подготовленный subiectum, что составляет photo cell. Несмотря на то, что эффективность это всего лишь порядка 5%, этот тип нашел широкое применение. Photo cellulis имеют хорошую lux effusio, спасибо, что несмотря на его небольшой эффективности, способные работать в отсутствие прямого солнца и в пасмурную погоду. В этом смысле, используют комбинацию монокристаллов (или поликристаллического кремния) ячейки с неясными, так как выбор в разделе » способность работать в любых погодных условиях.
Фильм heliopoli
Они бывают двух видов:
- В основе теллурида кадмия. Они имеют низкий КПД (до 10%) и токсического вещества в его составе, но, несмотря на это, низкая стоимость обуславливает его популярность. В основе seleniuro меди-Индия. Основные материалы, используемые для создания ячеек, медь, селен и Индии. Кроме того, они довольно дешевые, но имеют КПД порядка 20%.
- Полимеров. В настоящее время более популярны из-за своей низкой стоимости и доступности. В качестве полупроводников используются polyphenylene или phthalocyanine меди. Эффективность всего 5%, однако, в связи с доступностью, простотой установки и монтажа, а также безопасность окружающей среды, это относится не только промышленной, но и в быту.
Эффективность работы
В принципе, еще на этапе появления солнечных панелей на рынке, производительность была довольно небольшой, но в настоящее время их производство достигло довольно высокого уровня. Теперь для кремниевых монокристаллических аккумулятора достигает 24%, для поликристаллических – 20%, кремния тонкой пленки – 15%, и тонкие пленки на основе арсенид галлия – 24%. Для многослойных heliophila эффективность доходит до 30%.
Если обратиться к производителям этих устройств, лучшие панели солнечных батарей высокой эффективности, представлены следующие компании:
- Панели, созданные институтом Soitec & Fraunhofer Institute на сегодняшний день являются лидером по эффективности использования. КПД достигает невероятных 46%, однако, с учетом огромной стоимости, которые используются только в космической сфере.
- Sharp-лидера с 55-летним опытом. Производят солнечные батареи практически для всех отраслей промышленности от калькуляторов до космических станций. Теперь эффективность, которые генерируют солнечные батареи доходит до 19.8%. В своих разработках компании удалось достигнуть производительности в 44,4%, тем не менее, эти технологии очень дорогие и не доступны на рынке.
- В-третьих, институт испанский — Х (RUSSIAN solar research institute). Удалось добиться эффективности в 32,6%.
Тем не менее, обратно на землю, цифры над сферой высоких технологий, которые еще не доступны для использования в целях, коммерческих или жилых помещений. При выборе солнечных батарей для дома – более эффективные солнечные панели, которые можно найти на рынке, вряд ли превысит производительность на 20%. Со своей стороны, можем порекомендовать вам обратить внимание на производителей, как Amonix, Sun Power, Suntech Power, Q-Cells, Sanyo и First Solar.
Как правильно рассчитать количество heliophila
Чтобы определить объем батареи, установленные в доме, необходимо учитывать следующие факторы:
- Рассчитать необходимое количество электрической энергии в доме.
- В зависимости от места (региона) уточнить уровень солнечной радиации в течение всего года. Как правило, данные местных метеорологических служб.
- Рассчитать мощность на ночь. Необходимо учитывать потери нагрузки батареи (не более 20%) – W.
- С учетом лета и зимы факторов получения энергии (производство), раздел N-ный день, когда этим летом поправочный коэффициент-0,5, зимой – 0,7.
- Разделив W на N, получаем количество аккумуляторов, необходимых для покрытия спроса на электроэнергию.
Если в расчет можно оценить, что для части регионов количество панелей, необходимых, чтобы обеспечить необходимую электроэнергию, в зимнее время, в несколько раз больше, чем летом.
В производстве влияет не только на мощность одной секции, но и угол наклона, наличие или отсутствие поворотных приводов и сосредоточиться устройств. В любом случае, отсутствие электроэнергии, число секций можно увеличить, что поможет решить проблему.
Повышение эффективности солнечных панелей
Учитывая, что его производительность является относительно низким, до производителей, так и пользователей, проблема его повышения. Эффективность солнечных батарей зависит от многих факторов, поэтому для повышения эффективности и производительности труда, необходимо соблюдать основные моменты:
- Правильный выбор материалов. В отличие от поликристаллических моделей Индий-gallium или ячейки кадмий-теллур способны значительно повысить производительность.
- Правильное расположение поверхности раздела под прямым углом к световой поток, что достигается установкой специальных приводов и датчиков, которые реагируют на направление света.
- Как и для любого другого устройства, перегрев-это очень опасно, потому что вместе с установкой панелей необходимо предусмотреть систему вентиляции и охлаждения.
- Исключить падение тени, стоя неподалеку высокие, так как это может уменьшить производительность установки несколько раз.
- Условия эксплуатации, правильное и своевременное обслуживание всех узлов, входящих в состав панели управления (приводы, контроллеры, инверторы, аккумуляторы и другие).
Конечно, установка heliophila не решает полностью проблему устойчивости питания необходимое количество энергии, но и поможет поднять свое производство, чтобы прокормить по меньшей мере, часть электрических приборов.
2.1.3. Состояние и перспективы развития солнечной энергетики
Наиболее широкое применение солнечная энергетика нашла в системах теплоснабжения. Они служат для горячего водоснабжения, отопления и других нужд, что позволяет значительно уменьшить использование традиционных топливных ресурсов.
Современной тенденцией является быстрое расширение сфер использования солнечной электроэнергетики как для централизованной выработки электроэнергии на солнечных электростанциях, так и в индивидуальных системах электроснабжения общественных и частных зданий.
В странах, где имеет место высокий уровень развития солнечной энергетики, существуют соответствующие государственные программы, обеспечивающие благоприятные условия, в том числе экономические, для ее использования и развития.
В Германии, которая лидирует в ЕС по суммарной мощности солнечных установок, использование систем солнечного теплоснабжения, например для отопления, сопровождается усилением теплозащиты зданий, утилизацией тепловых выбросов и в целом снижением энергозатрат. Так, применение солнечно-теплонасосной системы теплоснабжения индивидуальных жилых домов с вакуумированными солнечными коллекторами обеспечивает до 70% энергопотребления.
Общая площадь солнечных коллекторов в 2008 г. составила, например, в Израиле – 3,5 млн.м 2 (более 80% воды нагревается с помощью солнечной энергии), в США – более 10 млн.м 2, в Японии – 8 млн.м 2. Более половины солнечных коллекторов в мире – в Китае. Основными потребителями солнечной энергии также являются Швеция, Дания, Германия, Испания, Индия и другие страны.
В настоящее время около 7 млн. домов в мире оборудовано солнечными батареями. Солнечная энергия широко используется для производства электроэнергии, передающейся в энергосистему, а также для децентрализованного электроснабжения отдаленных населенных пунктов, фермерских хозяйств, островов, морских и космических станций.
Проект крупнейшей солнечной электростанции в штате Аризона (США), запланированной к вводу в строй в 2011 году (планируемая мощность 280 МВт)
В 2004 г. в мире установленная мощность солнечных тепловых электростанций составила 0,4 млн.кВт, фотоэлектрических установок – 4 млн.кВт, а солнечных коллекторов для теплоснабжения – 77 млн.кВт (тепловых).
В 2007 г. в США введена в эксплуатацию солнечная электростанция мощностью 64 МВт, в Испании – мощностью 11 МВт с гелиостатическим полем из 624 зеркал площадью по 120 м2 каждое и башней высотой 115 м. В США планируется строительство солнечной электростанции мощностью 280 МВт, а в Австралии строится такая электростанция мощностью 250 МВт.
По прогнозам именно в ХХI в. произойдет стремительный рост использования солнечной энергии, и солнечная энергетика может стать одним из основных источников возобновляемой энергии.
Ежегодно в Украине производство фотоэлектрических элементов составляет около 150 МВт, большая часть которых экспортируется. Имеется также опыт создания солнечных электрогенераторов на основе термодинамического метода превращения солнечного излучения в электрическую энергию, однако результаты эксплуатации солнечной электростанции мощностью 5 МВт (СЭС-5) в Крыму не дали оснований для масштабного внедрения этого оборудования в Украине.
Общая площадь солнечных коллекторов в Украине в 2008 г. составила около 45 тыс.м2. В климатических условиях Украины эффективным является использование солнечных коллекторов для децентрализованного теплоснабжения, нагревания воздуха, высушивания зерна и др.
В Украине имеются достаточно благоприятные условия для использования солнечной энергии. Годовой технически достижимый энергетический потенциал солнечной энергии в Украине является эквивалентным 6 млн. т у. т., его использование позволило бы заменить около 5 млрд. м 3 природного газа. Среднегодовое количество суммарной солнечной радиации, поступающей на 1 м2 поверхности, на территории Украины находится в пределах от 1070 кВт·ч/м 2 в ее северной части до 1400 кВт·ч/ м 2 и выше на юге Украины.
5.2. Потенциал солнечной энергии. Условия её эффективного использования
Солнце – специфический гидродинамический объект диаметром 1 390 000 км, образовавшийся из облака газа, в основном водорода. Температура его недр настолько высока, что обеспечивает синтез водорода в гелий. Этот синтез, происходящий в недрах Солнца, высвобождает энергию в виде высокочастотного электромагнитного излучения, которое, переизлучаясь, постепенно доходит до его поверхности. Излучение, достигающее в конечном итоге Земли, исходит из тонкого поверхностного слоя Солнца, называемого фотосферой (рис. 5.10).
Электромагнитное излучение фотосферы Солнца распространяется в космическом пространстве со скоростью света (300 000 км/с) в виде расходящихся лучей (рис. 5.11).
Мощность излучения Солнца (3,8·10 2 0 МВт) очень велика. Энергия, излучаемая Солнцем каждый день, является источником жизни на Земле. Она поддерживает в газообразном состоянии земную атмосферу, постоянно нагревает сушу и водоёмы, даёт энергию ветрам и водопадам, морским течениям и волнам, обеспечивает жизнедеятельность животных и растений. Часть солнечной энергии запасена в недрах Земли в виде каменного угля, нефти, природного газа и других полезных ископаемых. Всё это подчёркивает роль Солнца как первичного источника энергии.
Рис. 5.10. Схема строения Солнца: 1 – ядро; 2 – конвективная зона; 3 – фотосфера
Рис. 5.11. Прохождение солнечных лучей через атмосферу
Среднее количество солнечной энергии, попадающей в атмосферу Земли, огромно – около 1,353 кВт/м 2, или 178 000 ТВт. Гораздо меньшее её количество достигает поверхности Земли, а доля, которую можно использовать, ещё меньше. Тем не менее, солнечная энергия и возобновляемое сырьё представляют собой такой ресурсный потенциал, который намного превышает потенциал ископаемых ресурсов. Объём энергии, ежегодно даваемый Земле Солнцем, в 15 000 раз больше годового потребления атомной энергии и энергии из ископаемых источников. Одной Италии оно даёт в 6 раз больше энергии, чем используется в течение года во всём мире. Ежегодная производительность фотосинтеза флоры в 10 000 раз превышает годовую производительность химической промышленности
всего мира. Это значит, что в перспективе есть возможность заменить весь потенциал ископаемых ресурсов ресурсами солнечной энергии.
Иногда мы не вполне осознаём, что имеем дело с самым, может быть, феноменальным явлением природы: на нашу планету непрерывно низвергается нескончаемый поток энергии.
Эта энергия доступна всем и каждому. Её практически неограниченное количество. Она экологична, ничего не загрязняет, ничего не нарушает, ни во что не врывается губительным диссонансом (за немногими исключениями). Она даёт жизнь всему сущему на Земле. Больше того, эта энергия даровая. Она разлита повсюду: бери, сколько хочешь, никаких вроде бы препятствий. Поток её постоянен, независимо от того, используем мы его или нет.
В общем можно сказать, что это идеальная энергия. Тогда почему же вклад солнечного излучения в топливно-энергетический ба
Если бы за последние тридцать лет на разработку получения солнечной энергии было затрачено столько же сил и средств, сколько на получение атомной энергии, то к 2000 году «солнечный ток» мог бы заменить атомный. К такому выводу пришли немецкие учёные.
Энергетическая отдача Солнца равнозначна сжиганию или превращению в энергию массы в количестве 4,2·10 6 т в секунду.
Земля, находящаяся на расстоянии 150 млн.км от Солнца, получает приблизительно 2 миллиардные доли его общего излучения.
Общее количество солнечной энергии, достигающей поверхности Земли за год, в 50 раз превышает всю энергию, которую можно получить из доказанных запасов ископаемого топлива, и в 35 000 раз превышает нынешнее ежегодное потребление энергии в мире.
За неделю на территорию России поступает солнечная энергия, превышающая энергию всех российских ресурсов нефти, газа, угля и урана.
ланс всех стран Земли ничтожен? Очевидно, чтобы всерьёз пустить его в дело и сделать этот вклад весомым, необходимо выполнить несколько главных условий.
При всех достоинствах солнечной энергии её использование сегодня является самым затратным (рис. 5.12). Следовательно, надо совершенствовать существующие технологии преобразования солнечной энергии с целью увеличения их эффективности и снижения стоимости.
Очень рассеянным, неплотным потоком приходит на Землю излучение нашего светила. Надо его как-то сгущать, искать эффективные способы его концентрации.
Для создания солнечных орбитальных электростанций придётся научиться собирать в космосе гигантские и одновременно лёгкие конструкции. С панели площадью в 100 км 2 можно снимать мощность около 10 миллионов киловатт. Надо обеспечить передачу этой энергии на Землю, иметь многоразовые транспортные средства для доставки грузов на орбиту.
Для получения фотоэлектрохимических солнечных элементов, эффективно абсорбирующих свет и имеющих приемлемые КПД, необходимо от научных разработок перейти к промышленному освоению и коммерческому применению наноструктурных технологий.
Важное условие использования солнечной энергии – объединение в одном устройстве фотогальванических элементов с процессом электролиза с целью получения кислорода и водорода.
Солнечная энергетика относится к наиболее материалоёмким видам производства энергии. Крупномасштабное её использование потребует разработки новых материалов, увеличения добычи сырья и роста трудовых ресурсов для его обогащения.
Характеризуя потенциал солнечной энергии, нельзя не сказать о сенсационном сообщении журнала «Examiner»: люди могут питаться энергией Солнца. Так утверждает 663летний инженер3механик из Калькутты Ратан Манег. Начиная с 1995 г. он не пот3 ребляет твёрдой пищи. Чувство голода по3 давляет, впитывая глазами солнечную энергию. Манег убеждён, что люди способны изменить потребности своего организма очень простым способом – нужно смотреть на Солнце в первую часть рассвета или же на его закате, стоя на земле босыми ногами. Через несколько дней тренировок можно по3 чувствовать, как энергия солнечных лучей проникает в тело через глаза. Головной мозг начинает использовать свои незадейство3 ванные ресурсы, питая организм. По призна3 нию Манега, солнечная энергия избавляет человека не только от физических, но и от различных психических недугов. Этот фено3 мен уже три года изучает команда индий3 ских врачей, а недавно к ним присоединились американские ученые. Результаты его обсле3 дования специалистами из Университета Томаса Джефферсона в Филадельфии пока3 зали, что индус действительно абсолютно здоров.
Рис. 5.12. Стоимость электроэнергии, получаемой в США за счет возобновляемых источников энергии
Симптомы грядущей катастрофы видны в ухудшении экологической обстановки, безудержном росте населения, усилении политической напряжённости и в других направлениях. Становится очевидным, что подобное неуправляемое развитие цивилизации продолжаться не может.
Одна из главнейших задач нового столетия – уменьшить техногенное влияние на климат Земли. При этом альтернатива – солнечная энергетика. Солнечные (как наземные, так и космические) электростанции, солнечные и термальные батареи, солнечные пруды, гелиохимия, солнечно-водородная энергетика, солнечные термовоздушные электростанции, системы биоконверсии – это всего лишь наиболее яркие вехи, штрихи, отдельные черточки того сценария, который пишется на наших глазах и который можно назвать завтрашним днём энергетики.
К этому дню путь долог, непрост и тернист. Но у человечества нет другого выбора. Солнечная энергия с точки зрения экологии действительно идеальна, поскольку не нарушает равновесия в природе. Поэтому усилия мирового сообщества, задачи международного сотрудничества должны быть сконцентрированы и направлены на скорейшее преодоление этого пути к эре энергетического изобилия.
Системы солнечных электростанций, за счет своего к.п.д., будут иметь в будущем очень широкое коммерческое использование
Речь идет не только о солнечных панелях и ветряках, но и других установках — например, маленькой газовой турбине или небольшой гидроэлектростанции. Как, например, в австрийских Альпах, где практически на каждом водотоке стоит мини-ГЭС. «Принятие законопроекта упростит процедуру размещения объектов микрогенерации, предоставит их владельцам возможность продавать излишки вырабатываемой электроэнергии на розничных рынках», — говорится в пояснительной записке. По мнению первого заместителя министра энергетики Алексея Текслера, закон, благодаря которому домохозяйство, потребляющее не более 15 КВт мощности, сможет не только устанавливать ВИЭ, но и сдавать в сеть генерируемую энергию по льготному тарифу, может заработать уже со следующего года.
«Это очень нужный законопроект. Если технологической основой XX века была централизованная энергетика, то в XXI веке — децентрализованная энергетика. Актуальной становится формула «сам себе производитель и сам себе потребитель», — пояснил «РГ-Неделе» профессор кафедры возобновляемых источников энергии РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина Константин Ильковский. — Теоретически уже сегодня собственник в многоквартирном доме на наружной стене может разместить солнечные панели и полностью отказаться от централизованного электроснабжения. Для чайника, холодильника, утюга и стиральной машины этой энергии вполне хватит, тем более что редко включены одновременно все бытовые приборы в доме».
Но пока в законопроекте речь идет не о жильцах многоэтажек, а о собственниках частных домов и небольших хозяйств. Причем не изолированных, а соединенных с централизованной генерацией. Чтобы оставшиеся излишки со своих мини-станций можно было бы продавать так называемым «гарантирующим поставщикам», которых обяжут заключать с жителями договоры купли-продажи энергии. В документе сказано, что таким образом они возместят теряющуюся при передаче по сетям электроэнергию.
Сейчас возобновляемые источники энергии для домохозяйств ставятся автономно, они вообще никак не включаются в общую сеть. С принятием этого закона владельцы солнечных панелей и ветрогенераторов смогут обеспечивать свои нужды «зеленой» энергией, а в часы пиковой нагрузки у себя дома или когда нет возможности использовать возобновляемые источники энергии (например, ночью), — добирать энергию из централизованной сети.
Законопроектом установлен предел установленной мощности объекта микрогенерации — 15 кВт. По мнению Константина Ильковского, для обычного домохозяйства это более чем достаточно. К сети должны быть подключены холодильник, сауна, несколько морозильных камер, и при этом еще останется часть неиспользованной мощности.
Сколько же нужно солнечных панелей, чтобы получить 15 кВт? «В идеале расчет производимой мощности солнечной панели такой: 1 кВт на 1 кв. метр площади, но это при условии соблюдения еще ряда параметров», — пояснил Ильковский и добавил, что, учитывая технологические особенности солнечных батарей, на широте Москвы больше чем 150 Вт с одного квадратного метра получить нельзя.
Сейчас сети не готовы к приему электроэнергии от потребителя. По сути, они должны работать в реверсном режиме
«Этот законопроект не про новые виды бизнеса, а про повышение эффективности, чтобы у владельцев частных домохозяйств возникло желание развивать новые источники микрогенерации, — пояснил «РГ-Неделе» директор Фонда энергетического развития Сергей Пикин. — Хотя при таких микромасштабах себестоимость энергии вряд ли будет дешевле той, что поступает из централизованной сети, либо сопоставима в определенных параметрах. А чтобы излишки вырабатываемой электроэнергии не пропадали, собственник может отдавать остатки в сеть, получая небольшую денежную компенсацию за них».
По расчетам Сергея Пикина, стоимость излишков будет приблизительно на уровне покупки генерации для гарантирующего поставщика, то есть примерно 1,20 рубля за киловатт-час. По его мнению, инвестиция в покупку солнечной панели не окупится никогда. И ветряк тоже.
Этот закон не о том, как заработать деньги и получить прибыль, считает Сергей Пикин. И добавляет: документ необходим, чтобы узаконить деятельность домохозяйств, увлекающихся ВИЭ.
При реализации законопроекта может возникнуть ряд сложностей. Во-первых, не решена проблема хранения электроэнергии. Для этого необходимы большие помещения, где были бы установлены накопители.
Вторая, более серьезная проблема, по мнению Ильковского, это выдача в сеть. Сейчас сети не готовы к приему электроэнергии от потребителя/производителя электроэнергии. Ведь по сути они должны работать в реверсном режиме. Конфигурация распределительной электросети должна быть изменена очень серьезно.
Сергей Пикин добавляет, что при реализации этого законопроекта также потребуется установить приборы учета.
А вот с покупкой солнечных батарей уже сегодня никаких проблем не возникает. Их можно заказать через интернет либо купить в розничном магазине, где продаются электротовары. Выбор велик, причем не только от западных, но и от отечественных производителей. Но цены кусаются. Так, одна из российских компаний, активно работающая на этом рынке, предлагает комплект солнечных модулей, которые синхронизируются с существующей сетью, мощностью 15 кВт за 809 тысяч рублей. И это без учета монтажа и доставки.
Опыт
В черендеевом царстве
В Якутии тысячи людей вынуждены жить и работать в местах, до которых никогда не дотянутся линии электропередачи. Это охотники, лесорубы, оленеводы, коневоды… Последним вообще повезло. Правительство республики ежегодно распределяет между ними 100 грантов по миллиону рублей на строительство баз в труднодоступных местах. Пользуясь господдержкой, каждую новостройку табунщики оснащают солнечной электростанцией. Они уже не представляют себе, как можно месяцами обходиться без света, телевизора, зарядника для телефона…
В бывшем ямщицком селе Черендее Олекминского района Якутии остался последний житель — Степан Сотников. Отшельником в окружении заметенных сугробами пустых изб он себя не чувствует. Хотя электричества в селе нет, потомок ямщиков по вечерам включает лампочки и смотрит по телевизору новости. Приобщаться к цивилизации ему помогают солнечные батареи, установленные лет 10 назад на крыше столетнего родительского дома.
В последние годы в заброшенное село не единожды пытались заселиться другие люди. Однако лишенные электричества надолго не задерживались. Сотников и рад бы был поделиться с ними энергией, да мощности батарей едва хватает на свое хозяйство. Зимами, когда пасмурно, приходится заводить генератор.
Уезжать Степан никуда не собирается. В этих краях прекрасные охота и рыбалка, а телевизор помогает скрашивать одиночество. «Здесь я родился, вырос, значит, здесь и жить», — рассуждает он.
Сколько это стоит
Инвестиция в мини-гостиницу
Затраты на создание микрогенерации высоки и не окупаются, говорит Альфред Файзуллин, руководитель компании, производящей «зеленые дома» со сниженным уровнем энергопотребления. Один киловатт-час стоит 180 тысяч рублей, причем в этой цене половину составляют аккумуляторы энергии.
Поэтому микрогенерация в Башкирии преимущественно тепловая, хотя отдельные примеры электрической тоже есть.
Так, одно частное предприятие в Кармаскалинском районе установило солнечные панели, чтобы освещать свою базу отдыха. К сетям подключаться не захотели, несмотря на то, что те находились в 25 метрах. Сказали, что техприсоединение слишком затратно по деньгам и по времени.
Солнечный энергопункт исправно давал электричество, а когда собственники решили сменить место дислокации, то без особых проблем увезли его с собой.
Уфимцы спроектировали аналогичную энергоустановку и для мини-гостиницы в Крыму. Двух солнечных коллекторов достаточно для нагрева 500 литров воды, которая используется для отопления, мытья и стирки. Стоит это удовольствие 320 тысяч рублей. Инвестиции, по местным тарифам, окупятся за 2,5 года.
«Несколько лет назад мы делали расчеты для питомника, в котором содержат пострадавших диких животных, — это объект министерства природопользования и экологии. Предполагалось заменить старенький дизель-генератор на автономный солнечный пункт. Потому что подключаться к сетям было накладно: чтобы проложить четыре километра линий электропередачи, требовалось 4,5 миллиона рублей. Наш солнечный пункт стоил намного меньше — 1,26 млн рублей, его энергии с лихвой хватало для освещения двух домов и большого двора. Однако проект не был реализован, потому что в бюджете не нашлось денег», — рассказал Альфред Файзуллин.
Буква закона
ГЭС от Эльбруса
В Северной Осетии Эльбрус Налдикаев, инженер-электрик по специальности, построил рядом со своим домом в селе Урикау небольшую частную гидроэлектростанцию (ГЭС). Неподалеку протекает река Фиагдон, на нее он и установил мини-турбину собственного производства, а к ней подключил генератор. Однако гениальное в своей простоте новшество тут же оказалось вне закона: юридических документов, регламентирующих использование таких ГЭС, пока в нашей стране нет.
— На реку я поставил обычную пропеллерную турбину, которую изготовил сам, — рассказывает Эльбрус Налдикаев. — Турбина соединена с редуктором, который вращает генератор, и уже вырабатывает электричество. Мощность зависит от объема воды, которая проходит через турбину. В том месте, где у меня дом, — место относительно равнинное, и поэтому перепады высот небольшие — не более трех метров. Соответственно через турбину проходит около одного кубометра воды в секунду, что дает мощность всего 12 кВт, но этого достаточно, чтобы обеспечивать электроэнергией дом, а излишки я отдаю в общую сеть и питаю поселок. Летом получается, что на свои нужды я трачу примерно 30 процентов сгенерированной энергии, а 70 отдаю в сеть. Зимой — наоборот.
По словам Эльбруса, на строительство этой мини-электростанции потребовалось полгода. В основном пришлось потратиться не на гидротехнические сооружения — надо было провести от реки канал длинной 90 метров и шириной 2,5 метра, забетонировать его. Сама же электростанция занимает площадь всего в 10 кв. метров.
Как только частная ГЭС начала действовать, в гости к Налдикаеву пришли налоговые инспекторы. По их мнению, инженер-изобретатель должен был платить налоги. Однако спор быстро удалось уладить: нашелся федеральный закон, по которому частные электростанции мощностью до 100 кВт не облагаются налогами. К тому же электроэнергию, которую генерирует ГЭС, Эльбрус Налдикаев использует только в личных целях для обеспечения дома, а излишки бесплатно отдает соседям. Заинтересовались изобретением Эльбруса и в МРСК Северного Кавказа. Специалисты электросетевой компании установили счетчики на частной ГЭС, чтобы регистрировать количество вырабатываемой энергии.
Чтобы обеспечить свой дом горячей водой, Эльбрус Налдикаев разработал еще одно устройство — солнечный коллектор. Змеевик, наполненный специальными реагентами, нагревается на солнце, а затем проходит через бочку с водой емкостью 2,5 тонны. Отдавая тепло, змеевик нагревает воду до 50 градусов по Цельсию даже в зимнее время, а этого вполне хватает для обеспечения дома бесплатной горячей водой круглый год. Эльбрус признается, что подсмотрел использование солнечного коллектора в Китае, где несколько лет работал. Инженер говорит, что такие устройства могли бы облегчить жизнь миллионам людей в разных регионах России.
А как у них
Европа: сколько стоит частный киловатт
Италия
Евросоюз обязал Италию к 2020 году вырабатывать 17 процентов электроэнергии от общего национального потребления, используя альтернативные источники. Чтобы заинтересовать население страны в переходе на самообеспечение, правительство Италии в 2007 году разработало систему стимулирующих выплат за установку солнечных панелей, которые итальянцы по закону имеют право устанавливать самостоятельно. На сегодняшний день эти субсидии составляют 0,27 евро за каждый выработанный киловатт. Платежи осуществляются в течение 20 лет. Переход на окупаемость в среднем составляет от 5 до 7 лет. За последние годы в стране (особенно в южной ее части) начался бум на такие панели — даже появились наборы «сделай сам» для установки солнечных батарей, стоимость которых начинается от 1700 евро. Из-за того, что граждане стали занимать ими слишком большие площади сельхозугодий, государство запретило установку солнечных батарей на земле из-за возможных негативных экологических последствий.
После самостоятельной инсталляции фермер, глава домохозяйства или рядовой житель должен обратиться для подключения в Энель Дистрибуционе (главную энергокомпанию Италии, которая является монополистом на рынке энергоуслуг), а затем в налоговую службу, чтобы впоследствии претендовать на налоговые вычеты. Кроме того, особо находчивые домохозяйства умудряются даже на этом заработать, продавая излишки электричества по 0,11 евро за киловатт.
Франция
Здесь давно уже разрешено гражданам обзаводиться солнечными батареями, ветрогенераторами и прочими устройствами по выработке энергии. И государство всячески поощряет французов на этом пути. В первую очередь — льготным налогообложением оборудования и работ, связанных с их установкой. НДС на все это в два раза ниже общенационального: 10 процентов вместо 20. Также можно получить льготный кредит от госструктур, задействованных в программах энергосбережения.
Правда, индивидуальный «ветряк» — удовольствие в целом дорогостоящее: в зависимости от размеров и мощности тянет на сумму от 25 до 40 тысяч евро. Понятно, что, к примеру, ветряки более популярны в сельской местности, нежели в городах. Чтобы обзавестись ветрогенератором высотой 12 и менее метров, особого разрешения местных властей не требуется. Достаточно просто сообщить им об этом. Если же более 12 метров, без него не обойтись, а нарушителей ждет штраф в 1200 евро. В любом случае устанавливать «эольен», как во Франции называют «ветряки», следует на расстоянии не менее высоты мачты по отношению к ближайшему строению. Как правило, такие ветрогенераторы в отличие от «гигантов», используемых для промышленного производства энергии, особого шума не производят. Тем не менее рекомендуется до начала работ поставить об этом в известность соседей. Если у них вдруг возникают возражения, то вопрос может быть рассмотрен в суде: во Франции существуют законы, определяющие допустимые шумовые уровни.
Турция
Турецкое законодательство не требует лицензировать генерирующие мощности до 1 МВт, работающие на возобновляемых источниках энергии. Такой порядок позволяет жителям широко использовать солнечные батареи — благо климат позволяет с их помощью серьезно экономить. Практически все дома в сельской местности и многие жилые здания в городах оснащены солнечными панелями. Турецкие производители электричества получают поддержку через Механизм поддержки возобновляемых источников энергии (YEKDEM), который позволяет им продавать излишки энергии по фиксированным тарифам, не зависящим от рыночных колебаний.
Самые высокие расценки — на энергию, получаемую от заводов биомассы и от солнечных панелей, самая дешевая — от ветряков и ГЭС. По данным министерства энергетики и природных ресурсов Турции на сентябрь, большинство выбирают в качестве источника энергии фотогальванические солнечные панели мощностью менее 1 МВт, которые широко представлены на рынке. Плюс у турецких компаний есть опыт их обслуживания и ремонта, также они не занимают много места. Вместе с тем некоторые пытаются ставить и небольшие ветряки. Что же касается ветряков большого размера и заводов по переработке биомассы, то эти проекты требуют серьезных вложений и, как правило, подобными вещами занимаются те, кто намерен продавать излишки энергии.
Среди основных достоинств частных домов является возможность их видоизменения в зависимости от желаний и потребностей владельцев. И речь здесь идёт не только о визуальном преображении, но и о функциональном. Так, например, вы можете установить на крыше частного дома солнечные батареи и использовать их для отопления и подогрева воды. Многих людей сегодня пугает стоимость этих модулей. Да, безусловно, оборудование является довольно дорогостоящим. Но стоит оценить пользу, которую они принесут своим владельцам, благодаря чему можно осознать окупаемость данных изделий.
Когда используются солнечные батареи?
Можно выделить три наиболее распространённых случая, при которых люди предпочитают приобрести и установить данные модуль:
- отсутствие электричества в доме;
- перебои с подачей электроэнергии;
- наличие электроснабжения и желания сэкономить.
Стоит рассмотреть каждый вариант в отдельности. При отсутствии городской линии питания люди предварительно оценивают расходы, связанные с подведением электричества к дому. В ряде случаев действительно целесообразнее будет установить солнечные батареи. В таком случае ориентировочная схема может выглядеть следующим образом. В зависимости от освещённости местности батареи могут выдавать от пяти до тридцати вольт электроэнергии. Данные элементы обязательно подключаются к контроллеру, который преобразует эти значения в двенадцать, двадцать четыре или сорок восемь вольт. Данная энергия расходуется на подзарядку аккумуляторов, которые подсоединяются к инвертору. Последний, получая энергию от аккумуляторов, переводит её в двести двадцать вольт переменного тока и поставляет электричество к приборам в доме. Для проведения расчётов вам нужно будет узнать две величины. Это максимальное пиковое потребление дома, а также количество электричества, которое необходимо в сутки. Первое значение определяет максимальную мощность инвертора, а второе — какое количество электричества должны генерировать батареи.
Второй вариант развития событий, при котором целесообразно установить солнечные батареи, — это наличие перебоев с подачей электричества. Здесь всё зависит от того, как долго могут длиться отключения. Если это время измеряется в часах, то целесообразность установки солнечных батарей практически равна нулю. А вот если отключения носят системный характер и могут длиться около суток и более, то стоит задуматься об установке солнечных батарей.
На третьем пункте, который касается желания сэкономить благодаря установке солнечных батарей, стоит остановиться более подробно.
Какие факторы влияют на окупаемость?
Данный аспект зависит от целого ряда переменных. В их числе следует упомянуть такие:
- Уровень инфляции. Безусловно, данный показатель всегда сказывается на росте тарифов на электроэнергию. Причём уровень инфляции может изменяться как в меньшую, так и в большую стороны, но тарифы на электроэнергию растут год за годом. Естественно, чем выше стоимость одного киловатт-часа, тем больше вам удастся сэкономить при использовании солнечных батарей.
- Курс валют. Поскольку поставщиками данных изделий являются, как правило, иностранные предприятия, то и цены на солнечные батареи устанавливаются изначально в долларах США. Соответственно, изменения курса валют сказываются на окончательной стоимости изделий в российских рублях. Так, например, те, кто купил солнечные батареи в период с 2012 по 2014 годы, зафиксировали для себя курс на уровне тридцати трёх рублей за один доллар. Соответственно, для них сроки окупаемости солнечных батарей намного меньше, чем для тех, кто приобретает их сейчас.
Как повысить эффективность инвестиций?
Безусловно, установив солнечные батареи у себя в доме, вы сможете существенно сэкономить на оплате коммунальных услуг за электроэнергию. Эти средства можно дополнительно инвестировать в банковские вклады, драгоценные металлы, недвижимость и другие объекты. При таком подходе вы сможете ощутить на себе преимущества от их установки.
В связи с тем, что расходы, связанные с покупкой и монтажом солнечных батарей, являются довольно крупными, можно оформить кредит на их покупку в банковской организации. В такой ситуации доход, получаемый благодаря отсутствию платежей за электроэнергию, можно расходовать на погашение задолженности. Но в таком случае вам потребуется произвести предварительные расчёты, позволяющие выяснить, насколько целесообразным является данный подход.
Влияние КПД на окупаемость
Коэффициент полезного действия солнечной батареи зависит от материала, из которого изготавливаются солнечные панели. Современный рынок предлагает кремниевые, моно-, поликристаллические, а также модули на базе аморфного кремния. Последние являются наименее эффективными. Самый высокий коэффициент полезного действия присущ монокристаллическим батареям. Он может достигать порядка двадцати пяти процентов.
В целом, среднее значение КПД находится в пределах восемнадцати процентов. Для достижения максимального эффекта сегодня всё чаще используются солнечные элементы, состоящие из нескольких слоёв. Так, например, самый верхний может поглощать исключительно лучи видимой части спектра, средний — только инфракрасные, а нижний — ультрафиолетовые.
Как заработать на солнечных батареях?
Кроме того, что с помощью установки описываемых модулей вы сможете обеспечить собственный дом бесперебойной подачей электрической энергии, у вас будет образовываться её переизбыток. На этом также можно заработать, что существенно повышает целесообразность монтажа солнечных систем.
Для этого действует сегодня «Зелёный тариф». В соответствии с ним вы сможете заключить договор с государством на тринадцать лет и продавать вырабатываемое электричество по фиксированной цене. Конечно, есть определённые условия, на которых осуществляется заключение такого договора. Во-первых, выделенная мощность на дом должна полностью соответствовать данному показателю, присущему станции, что будет установлена в вашем доме.
При подключении «Зелёного тарифа» вам обязательно нужно будет приобрести и установить специальный счётчик. Именно на основании показаний, полученных с этого прибора, представители Облэнерго смогут отслеживать информацию о количестве проданных вам киловатт электроэнергии.
Другие варианты для инвестиций
Помимо того, что вы можете установить солнечные батареи на крыше собственного дома с целью потреблять часть электроэнергии, а остаток продавать, также можно взять в аренду или оформить в собственность участок, на котором установить солнечные батареи исключительно с целью продажи электричества государству. Окупаемость таких инвестиций занимает порядка пяти лет. Это зависит от тарифов, установленных на электричество на данный момент, а также количества солнечной энергии, которую возможно добывать в конкретном регионе.
Конечно, Россия несколько отстаёт от своих зарубежных коллег в сфере развития зелёной энергии. Но по прогнозам экспертов эта отрасль продолжит развиваться. На сегодняшний день Правительство уже сосредоточено на строительстве новых солнечных электростанций. Вполне вероятно, что в ближайшие годы их генерация достигнет порядка пятнадцати процентов.
В то же время, хотелось бы отметить тенденцию к постепенному снижению стоимости фотоэлементов на фоне постоянного роста цен на электроэнергию в стране. Точный расчёт окупаемости конкретной установки могут произвести только специалисты по факту, поскольку в учёт принимается множество факторов, в числе которых и количество солнечных дней в конкретном регионе, и тарифы на электричество, и стоимость конкретной установки.
Таким образом, покупка и установка солнечных модулей — это прогрессивные на сегодняшний день решения. С помощью данных установок вы сможете не только обеспечить свой дома бесперебойной подачей электричества, но и сделать выгодные инвестиции в будущее. Да, сроки окупаемости здесь могут показаться вам довольно большими, но выгода, которую вы получите от приобретения и установки солнечных батарей, очевидна. Поэтому при наличии возможности следует серьёзно задуматься об использовании солнечной энергии для энергообеспечения.