Сонячна енергетика. Переваги, недоліки та реалії

Що собою представляє сонячна панель? Як перестати багато платити за світло, і навіть налагодити продаж електроенергії державі? Що таке зелений тариф? Які плюси і мінуси установки сонячних панелей у приватних будинках?

Загальні поняття та технологія виготовлення сонячних панелей.

Сонячні панелі – інструмент для перетворення сонячної енергії в електрику. Але мало хто здогадується, що виробляють їх із кремнію. Кремнієвий пісок видобувають у кар’єрах. Перша стадія обробки – вогонь. Пісок пропускають крізь піч. Температура тут сягає аж 2000 °С. Для того щоб не попектися, робітники вдягають захисні костюми. По заводу ємності з кремнієм перевозять на спеціальних ваговозах, де він зберігається у рідкому стані. Далі, його охолоджують, додають спеціальний хімікат, який зробить кремній більш провідним. Змішування відбувається у спеціальному казані, який герметично запаковують. Коли реакція завершується, речовину дістають. Майбутня сонячна панель має вигляд величезного куба, який треба порізати. Коли блоки готові, їх ріжуть на ще менші частинки. Панель набуває свого вигляду, проте є крихкою. Далі додають другий реагент, який і завершує створення частинки сонячної батареї. Синій колір пластини не примха дизайнерів, а виробнича необхідність. Таким чином, панель буде вбирати більше сонячних променів. Далі, панелі покривають рідким металом. Саме він і проводитиме енергію до електромережі.

Типи монтажу СЕС та особливості їх установки

Нарешті, починається монтаж сонячної батареї. Вона в дечому подібна на «вафлі». Структура її така: пласт скла, шар адгезивного паперу, власне сонячна панель, знову шар паперу. На кінець – рама, щоб все трималося купи. Панель полірують і готують до монтажу.

Монтувати сонячні панелі можна трьома відомими способами:
1. Нерухома поверхня (монтаж на покрівлю, стіни, фундамент, майданчик біля будинку). Панелі можна зробити рухливими, виготовивши саморобну конструкцію і закріпивши модулі з фотоелементами таким чином, щоб майданчик кріплення можна було повернути рукою.
2. Трекери (монтаж за допомогою спеціальних конструкцій з обертовими осями. Осі можуть обертатися в одній або двох площинах. Для виготовлення трекерів застосовують профіль зі сталі або алюмінію)
3. Мобільні установки (головна перевага - можливість транспортування та невелика вага. Мобільні конструкції можна згортати і розгортати при необхідності. Такі установки можуть бути оснащені механізмом стеження за напрямком сонячних променів. Однак великої потужності від мобільних конструкцій очікувати не варто. Даний показник обмежений невеликими габаритами і вагою установки.

Найоптимальніше положення модуля - це положення, при якому сонячний промінь падає на його поверхню під кутом 90 градусів. Однак не завжди умови розташування дозволяють це зробити. Постійне положення панелей під кутом 90 градусів до напрямку сонця забезпечують тільки дорогі трекери, які мають велику вагу, вимагають багато додаткового простору і самі по собі теж споживають енергію. Такі поворотні конструкції стежать за сонцем і звертають модулі в потрібну сторону під потрібним кутом автоматично.

Чи не кожен власник приватного будинку, котеджу або дачі може дозволити собі покупку і зміст трекера. Тому основними місцями монтажу сонячної батареї є нерухомі конструкції.
При цілорічному використанні сонячної батареї, коли фотомодулі закріплені на статичну поверхню, обирають кут, середній за значенням. Те ж саме роблять, якщо використовують автономну систему сезонно. Фотоелектричні панелі повинні бути міцно закріплені і орієнтовані на сонце.

З використанням спеціального обертового трекера вироблення енергії завжди буде 100%. Якщо не регулювати положення панелей, а просто вибрати оптимальне значення кута, продуктивність батареї складе 71%. При регулюванні 2 рази в рік ефективність буде приблизно дорівнювати 75%. При регулюванні 4 рази на рік - 76%.

Встановлено, що якщо регулювати нахил двічі на рік, оптимальними датами для зміни положення панелей є 30 березня і 12 вересня. Для 4-разового регулювання нахилу підходять дати 5 березня, 18 квітня, 24 серпня і 7 жовтня.
Панелі не повинні затінювати одна одну при зміні напрямку сонця. При установці слід вирахувати відстань між ними.
Для того щоб вибрати сонячні батареї для дому, слід здійснити розрахунок споживаної енергії, а також розрахунок можливостей комплекту даного пристрою. Для розрахунку вироблення сонячної енергії необхідно враховувати кут нахилу панелі. А розрахувати оптимальне значення кута нахилу, можна за допомогою таких дій:

1. Слід помножити широту на 0,87. Такий розрахунок підійде для широти до 25°.
2. Помножити широту на 0,76 і додати 3,1. Так отримається оптимальне значення кута для місцевості з географічною широтою 25-50°.
Якщо сонячні панелі вже встановлені, і зроблені без урахування орієнтира і визначення кута нахилу, то завжди можна оцінити ефективність їх роботи і приблизно вирахувати можливі втрати енергії. Для цього слід визначити кут між перпендикулярно-розташованим орієнтиром модулів і лінією напрямку на сонці. Потім слід застосувати формулу:

A = tan (| 90-х |)/sin (| 90-х |), де х - значення отриманого кута.

Фізика процесу генерації сонячної електроенергії

Ринок сонячних електростанцій для України новий. Повний незрозумілих процесів та понять.

Як працює виробництво електроенергії? У верхньому шарі кремнію є безліч електронів. У нижньому шарі – вони відсутні. Як тільки є сонячне світло, фотони падають на кремній, електрони починають переміщуватись зі своїх засиджений місць в порожні. Таким чином, створюється струм. Сонячні панелі підключають до інвертора. Крім цього, мережеві станції дозволяють підключати інвертори до електричної мережі.

Що кажуть нам статистичні та економічні показники?

У 2014 році в Україні встановлено всього 21 нову сонячну електростанцію. Але ближче до 2015 року, коли українцям дозволили підвищити енергопотужність будинку з 10 до 30 кВт, їх чисельність збільшилася в декілька разів.

Станом на ІІІ квартал 2017 року, всього в Україні було підключено 2323 будинки. Загальна сума – 35 МВт. Насправді, це невелика кількість, якщо порівнювати з такими країнами як Німеччина, де домашні станції мають близько 30% усієї генерації споживчих джерел. В нашій країні, домашні станції займають – 2%.

Показово, що за 9 місяців 2017 року, українці побудували вже половину від цієї кількості сонячних станцій, що було побудовано за попередні 3 роки. 
Що почало приваблювати людей встановлювати сонячні електростанції?

По-перше – збалансувалась ситуація на ринку продаж після подій 2013-2014 років, люди почали шукати альтернативні варіанти, курс гривні впав, «євро» стало привабливим вкладом і сонячна електростанція вдома гарантує дохід вище, ніж любий депозит у валюті. Окрім цього, впала ціна на сонячні інвертори.

Сонячна електростанція 30 кВт – на сьогоднішній день це найпотужніша установка, яка може використовуватися в приватному домогосподарстві для продажу сонячної електроенергії за «зеленим тарифом».

Як правило електростанція 30 кВт використовується під зелений тариф, але не рідко їх адаптують під системні рішення, тобто з мережевої станції, яка працює тільки вдень створюють повноцінний комплекс для безперебійного забезпечення об'єкта електрикою в будь-який час доби з можливістю продажу надлишків електроенергії.
Звучить можливо складно, але на практиці це досить просто:
1. Розраховуємо скільки електрики нам необхідно акумулювати протягом дня для будинку або офісу, при штатній роботі всіх побутових електроприладів. Можна просто взяти квитанції за світло і таким чином ми зрозуміємо споживання об'єкта.
2. Встановлюється додатковий інвертор (автономний або гібридний), виходячи з необхідної потужності, розрахованої в першому пункті, який буде частина електрики від сонячних батарей направляти в акумулятори. При відсутності живлення від центральної мережі, інвертор буде перетворювати постійний струм з акумуляторів в змінний для телевізора, холодильника, комп'ютерів, принтерів і т.д.
3. Система має бути доповнений необхідною кількістю акумуляторних батарей, які в свою чергу забезпечують об'єкт безкоштовним електрикою в нічний час або в моменти відключення центральної енергомережі.
Підводячи підсумок можна сказати наступне, будуючи мережеву сонячну електростанцію ви дивитеся на два кроки в перед. Так як ви можете продавати електроенергію своєї станції або можете купити деяке додаткове обладнання і зробити свій будинок або офіс абсолютно автономними. При чому ціна, яку ви заплатите зараз з торі-цей окупитися в найближчі 3-6 років.

Актуальність та особливості «Зеленого тарифу»

Завдяки сонячним станціям, люди мають можливість тепер не залежати від зривів подачі електроенергії та від плати за щорічно зростаючими рахунками. Більше того, половину енергії, яку виробляла станція, почали продавати за «зеленим тарифом». Як заробляти на сонячній домашній станції? Для цього існує спеціальний тариф, який діятиме до 2030 року, для відновлювальної енергетики, т.з. «зелений тариф». Це спеціальна ціна для електроенергії від сонячних панелей, за якою держава купує вашу електроенергію.

Державною національною комісією, що здійснює державне регулювання у сферах енергетики та комунальних послуг був встановлений «зелений» тариф» на електричну енергію для приватних домогосподарств, які виробляють електричну енергію з енергії сонячного випромінювання об’єктами електроенергетики, величина встановленої потужності яких не перевищує 30 кВт, та які введені в експлуатацію:

• з 01 квітня 2013 року по 31 грудня 2014 року – 1172,36 коп/кВт·год (без ПДВ);
• з 01 січня 2015 року по 30 червня 2015 року – 1054,42 коп/кВт·год (без ПДВ);
• з 01 липня 2015 року по 31 грудня 2015 року – 654,83 коп/кВт·год (без ПДВ);
• з 01 січня 2016 року по 31 грудня 2016 року – 621,39 коп/кВт·год (без ПДВ);
• з 01 січня 2017 року по 31 грудня 2019 року – 591,46 коп/кВт·год (без ПДВ);
• з 01 січня 2020 року по 31 грудня 2024 року – 531,61 коп/кВт·год (без ПДВ);
• з 01 січня 2025 року по 31 грудня 2029 року – 473,52 коп/кВт·год (без ПДВ).

Переваги та недоліки сонячної енергетики

У використанні сонячної електростанції, незважаючи на те, що це дійсно дуже вигідний і економічний метод, є ряд плюсів і мінусів.

Серед плюсів, можна виділити такі, як:

• Сонячна енергія - це відновлювальна енергія, яка не може вичерпатися (принаймні в масштабах людського мислення). В запасі у нас є ще мінімум 5 мільярдів років, щоб використовувати Сонце для отримання електроенергії. Цього більш ніж достатньо, враховуючи те, що запаси нафти, газу і вугілля можуть вичерпатися в найближчі сторіччя.
• Екологічність. Отримання сонячної енергії за тією технологією, яка застосовується зараз (за допомогою сонячних панелей), абсолютно не шкодить навколишньому середовищу. А ті забруднення, які виникають при виробництві та транспортуванні сонячних систем мізерно малі в порівнянні з тим, яку шкоду екології планети завдає видобуток традиційних корисних копалин.
• Великі можливості використання. Кількість сонячного випромінювання, що потрапляє на Землю, настільки велика, що в кілька десятків тисяч разів перевищує потребу в ньому всього людства. Це означає, що при правильній організації використання цієї енергії на всій планеті, людство зможе забезпечити себе постійним потоком електроенергії всього з одного джерела. При цьому, завдяки його відновлюваності, ми не зможемо перевищити свої потреби і привести до нестачі ресурсів.
• Висока технологічність процесу. Пам'ятаєте, як робочі видобувають вугілля? А нафту? Це дуже масштабний процес, який пов'язаний не тільки з великими трудовими витратами, а й із значною небезпекою для життя. У технології отримання сонячної енергії роль людини зведена до мінімуму, та й процес виробництва не можна назвати ризикованим.
• Доступ до сонячної енергії можна отримати в будь-якій точці світу за рідкісним винятком (міста крайньої півночі, де день може тривати щонайбільше декілька годин). Ні в однієї країни не може бути привілеїв у доступності до цього джерела, так як тут можливості в усіх рівні. Різниця лише в рівні розвитку технологій, але це вже інше питання.
• Простота експлуатації. Сонячні станції, особливо домашні, практично не вимагають технічного обслуговування. Декілька разів на рік вимагають очищення модулі, в іншому ж станція стабільно служить в середньому 25 років. До речі, великий плюс сонячних електростанцій - їх безшумність.
• Економія. Слід відразу сказати, що мова йде про економію в довгостроковій перспективі. У багатьох країнах працюють різні державні програми, спрямовані на заохочення використання громадянами та підприємцями альтернативних джерел енергії. Так, в Україні діє «зелений тариф» - завищена ціна, за якою держава купує електроенергію, отриману альтернативним екологічним способом.

Серед мінусів використання сонячних електростанцій, є:

• Висока вартість. Будьте готові до того, що сонячна електростанція - задоволення не з бюджетних, якщо говорити про разовий вклад коштів. Вигоди, безумовно, від такої станції будуть куди більші, але, знову ж таки, в довгостроковій перспективі. При грамотній організації таких систем, з урахуванням усіх базових витрат, отримання сонячної енергії обходиться дешевше, ніж електрика з мережі.
• Мінливість. Кількість отриманої енергії безпосередньо залежить від інтенсивності сонячного випромінювання, так що, наприклад, у наших широтах, влітку СЕС працюють набагато ефективніше, ніж в холодну пору року. Те ж саме можна сказати і про похмурі дні, і про ранковий і вечірній час. Саме через це системи без акумуляторів на даний момент не можуть використовуватися в якості основних джерел енергії. Все це не така вже й велика проблема, але все ж можуть виникати певні труднощі.
• Дорогі системи зберігання енергії. Щоб використання електроенергії було максимально ефективним, застосовуються акумулятори, які зберігають її запаси і, скажімо так, вирівнюють графік її подачі. Завдяки акумуляторам система працює більш стабільно, але на їх придбання також доведеться витратитися.

Сонячні електростанції вимагають площ. Це може бути земля, стіна будівлі, або ж дах, але місце все ж потрібно виділити. Чи можна зіставляти недоліки сонячних електростанцій із перевагами - вирішувати кожній людині, яка придбала її. Але є тверда впевненість, що енергетична незалежність і збереження довкілля коштують цих вкладень.

#buildings #ukraine #constructrion #vip #жилінвестгруп

 ТОВ «ЖИЛIНВЕСТ ГРУП» – будівництво, реконструкція та ремонт.

+38 (067) 470 11 11 – Петро Володимирович, +38 (067) 505 37 39 – Ігор Петрович.

Наш сайт : www.zhylinvest.group. E-mail: info@zhylinvest.group.