Альтернативная энергетика и энергосбережение
1,486,606 7,532
 

  slavae ( Слушатель )
12 окт 2016 09:38:22

Солнце )

новая дискуссия Дискуссия  373

Отсюда

Вся правда о солнечных панелях



Пришло время рассказать о том, насколько эффективна солнечная энергетика в Московской области. Целый год я собирал статистику выработки солнечной энергии с двух 100-ваттных солнечных панелей, установленных на крыше загородного дома и подключенных в сеть с использованием грид инвертора. Я уже писал об этом год назад. А сейчас пора подвести итоги.

Сейчас вы узнаете то, о чем никогда не расскажут продавцы солнечных панелей.

Ровно год назад, в октябре 2015 года, в качестве эксперимента я решил записаться в ряды «зеленых», спасающих нашу планету от преждевременной гибели, и приобрел солнечные панели максимальной мощностью 200 ватт и грид-инвертор рассчитанный максимум на 300 (500) ватт вырабатываемой мощности. На фотографии вы можете увидеть структуру поликристаллической 200-ваттной панели, но через пару дней после покупки стало ясно, что в одиночной конфигурации у неё слишком низкое напряжение, недостаточное для правильной работы моего грид-инвертора.

Поэтому мне пришлось её поменять на две 100-ваттных монокристаллических панели. Теоретически они должны быть немного эффективнее, по факту же они просто дороже. Это панели высокого качества, российского бренда Sunways. За две панели я заплатил 14 800 рублей.




Вторая статья расходов — грид-инвертор китайского производства. Производитель никак себя не обозначил, но устройство сделано качественно, а вскрытие показало, что внутренние компоненты рассчитаны на мощность до 500 ватт (вместо 300, написанных на корпусе). Стоит такой грид всего 5 000 рублей. Грид — это гениальное устройство. С одной стороны к нему подключается + и - от солнечных панелей, а с другой стороны он с помощью обычной электрической вилки подключается совершенно в любую электрическую розетку в вашем доме. В процессе работы грид подстраивается под частоту в сети и начинает "выкачивать" переменный ток (сконвертированный из постоянного) в вашу домашную сеть 220 вольт.

Грид работает только при наличии напряжения в сети и его нельзя рассматривать как резервный источник питания. Это его единственный минус. А колоссальным плюсом грид инвертора является то, что вам в принципе не нужны аккумуляторы. Ведь именно аккумуляторы являются самым слабым звеном в альтернативной энергетике. Если та же солнечная панель гарантированно отработает более 25 лет (то есть через 25 лет она потеряет примерно 20% своей производительности), то срок службы обыкновенного свинцового аккумулятора в аналогичных условиях составит 3-4 года. Гелевые и AGM аккумуляторы прослужат дольше, до 10 лет, но они и стоят в 5 раз дороже обычных аккумуляторов.

Поскольку у меня есть сетевое электричество, то мне никакие аккумуляторы не нужны. Если же делать систему автономной, то нужно добавить к бюджету еще 15-20 тысяч рублей на аккумулятор и контроллер к нему.


Теперь, что касается выработки электроэнергии. Вся энергия вырабатываемая солнечными панелями в реальном времени попадает в сеть. Если в доме есть потребители этой энергии, то она вся будет израсходована, а счетчик на вводе в дом «крутиться» не будет. Если же моментальная выработка электроэнергии превысит потребляемую в данный момент, то вся энергия будет передана обратно в сеть. То есть счетчик будет «крутиться» в обратную сторону. Но тут есть нюансы.

Во-первых, многие современные электронные счетчики считают проходящий через них ток без учета его направления (то есть вы будете платить за отдаваемую обратно в сеть электроэнергию). А во-вторых, российское законодательство не разрешает частным лицам продавать электроэнергию. Такое разрешено в Европе и именно поэтому там каждый второй дом обвешан солнечными панелями, что в совокупности с высокими сетевыми тарифами позволяет действительно экономить.

Что делать в России? Не ставить солнечные панели, которые могут выработать энергии больше, чем текущее дневное энергопотребление в доме. Именно по этой причине у меня всего две панели суммарной мощностью 200 ватт, которые с учетом потерь инвертора могут отдать в сеть примерно 160-170 ватт. А мой дом стабильно круглосуточно потребляет примерно 130-150 ватт в час. То есть вся выработанная солнечными панелями энергия будет гарантированно потреблена внутри дома.


Для контроля вырабатываемой и потребляемой энергии я пользуюсь Smappee. Я уже писал про него в прошлом году. У него два трансформатора тока, которые позволяют вести учет как сетевой, так и вырабатываемой солнечными панелями электроэнергии.


Начнём с теории, и перейдем к практике.

В интернете есть много калькуляторов солнечных электростанций, вот здесь можно посмотреть на то, что он из себя представляет. Из моих исходных данных согласно калькулятору следует, что среднегодовая выработка электроэнергии моих солнечных панелей составит 0,66 квтч/сутки, а суммарная выработка за год — 239,9 квтч.

Это данные для идеальных погодных условий и без учета потерь на конвертацию постоянного тока в переменный (вы же не собираетесь переделывать электроснабжение своего домохозяйства на постоянное напряжение?). В реальности полученную цифру можно смело делить на два.

Сравниваем с реальными данными по выработке за год:

2015 год - 5,84 квтч
Октябрь - 2,96 квтч (с 10 октября)
Ноябрь - 1,5 квтч
Декабрь - 1,38 квтч
2016 год - 111,7 квтч
Январь - 0,75 квтч
Февраль - 5,28 квтч
Март - 8,61 квтч
Апрель - 14 квтч
Май - 19,74 квтч
Июнь - 19,4 квтч
Июль - 17,1 квтч
Август - 17,53 квтч
Сентябрь - 7,52 квтч
Октябрь - 1,81 квтч (до 10 октября)

Всего: 117,5 квтч

Вот график выработки и потребления электроэнергии в загородном доме за последние 6 месяцев (апрель-октябрь 2016 года). Именно за апрель-август солнечными панелями была выработана львиная доля (более 70%) электрической энергии. В остальные месяцы года выработка была невозможна по большей части из-за облачности и снега. Ну и не забываем, что КПД грида по конвертации постоянного тока в переменный примерно 60-65%.


Солнечные панели установлены практически в идеальных условиях. Направление строго на юг, поблизости нет высоких домов отбрасывающих тень, угол установки относительно горизонта — ровно 45 градусов. Этот угол даст максимальную среднегодовую выработку электроэнергии. Конечно можно было купить поворотный механизм с электроприводом и функцией слежения за солнцем, но это бы увеличило бюджет всей установки практически в 2 раза, тем самым отодвинув срок её окупаемости в бесконечность.


По выработке солнечной энергии в солнечные дни у меня нет никаких вопросов. Она полностью соответствует расчетным. И даже снижение выработки зимой, когда солнце не поднимается высоко над горизонтом не было бы настолько критично, если бы не... облачность. Именно облачность является главным врагом фотовольтаики. Вот вам почасовая выработка за два дня: 5 и 6 октября 2016 года. Пятого октября светило солнце, а 6 октября небо затянули свинцовые тучи. Солнце, ау! Ты где спряталось?


Зимой есть еще одна небольшая проблема — снег. Решить её можно только одним способом, установить панели практически вертикально. Либо каждый день вручную очищать их от снега. Но снег это ерунда, главное чтобы светило солнце. Пусть даже низко над горизонтом.




Итак, подсчитаем расходы:

Грид инвертор (300-500 ватт) — 5 000 рублей
Монокристаллическая солнечная панель (Grade A — высшего качества) 2 шт по 100 ватт — 14 800 рублей
Провода для подключения солнечных панелей (сечением 6 мм2) — 700 рублей
Итого: 20 500 рублей.

За прошедший отчетный период было выработано 117,5 квтч, по текущему дневному тарифу (5,53 руб/квтч) это составит 650 рублей.

Если предположить, что стоимость сетевых тарифов не изменится (на самом деле они изменяются в большую сторону 2 раза в год), то свои вложения в альтернативную энергетику я смогу вернуть только через 32 года!


А уж если добавить аккумуляторы, то вся эта система никогда себя не окупит. Поэтому солнечная энергетика при наличии сетевого электричества может быть выгодна только в одном случае — когда у нас электроэнергия будет стоить как в Европе. Вот будет стоить 1 квтч сетевого электричества более 25 рублей, вот тогда солнечные панели будут очень выгодны.

Пока же использовать солнечные панели выгодно только там, где нет сетевого электричества, а его проведение стоит слишком дорого. Предположим, что у вас его загородный дом, расположенный в 3-5 км от ближайшей электрической линии. Причем она высоковольтная (то есть потребуется установка трансформатора), а у вас нет соседей (не с кем разделить расходы). То есть за подключение к сети вам придется заплатить условно 500 000 рублей, а после этого еще и платить по сетевым тарифам. Вот в этом случае вам будет выгоднее купить на эту сумму солнечные панели, контроллер и аккумуляторы — ведь после ввода системы в эксплуатацию вам уже больше платить не нужно будет.

А пока стоит рассматривать фотовольтаику исключительно, как хобби.
  • +0.12 / 10
  • АУ
ОТВЕТЫ (9)
 
 
  Шляхтич Зoсуля ( Слушатель )
12 окт 2016 23:47:35

Заставь дурака Богу молиться он и лоб расшибет.
Столько ошибок в одном проекте мне еще ни разу не доводилось видеть.
По пунктам.
1.Угол наклона СП в Московской области не 45, а 68.7 градусов, если конечно есть желание получить максимум.
2. Установить панели прямо на земле!!!!!! одни маты, мало того что необходимо проветривание, в отсутствии которого температура панелей достигает в летний солнечный день 50 и более градусов, что снижает выработку как бы раза в полтора, но и трава растущая около панелей закрывает их часть. Тут необходимо подробнее.
 Стандартные продажные панели оснащены одним диоднеым мостом, а значит затенение одной площадки панели из десятков снизит выработку эдак процентов на 20, затенение( не полное, а просто травой) двух площадок превращает панель не в генератор, а в потребитель электроэнергии. По этому в совершенно любом руководстве первое что написано- устанавливать панели как минимум в полуметре над поверхностью.
Третье по установке на земле, это заносы снега, даже легкой поземки.
 Короче а...........Истеричный
3. Инвертор ГРИД в 2.5 раза мощнее чем аксимальная выработк? ну а чо? можно и 10 киловатник поставить. только тогда не надо удивляться что дает он процентов 10, а не 96-98 как в нормально спроектированной системе.
 Это только малая часть имеющихся в посте косяков.
Короче что могу сказать обозрев данный пост-
 Если хочешь загубить идею, доверь ее непрофессионалам.
В реале нормально спроектированная и установленная система имеет срок окупаемости 7 лет в условиях Московской области. Сейчас, в условиях дорогого доллара.
  • +0.04 / 6
  • АУ
 
 
  Фёдор144 ( Слушатель )
13 окт 2016 01:01:50

 
шляхтич, все бы было хорошо, но на широте москвы годовая выработка правильно установленных панелей не превышает 1000 кВтч на 1 кВт установленной мощности.

 
на 200 Вт это будет не больше 200 кВтч, что конечно же лучше, чем 117 кВтч в примере от slavae, но не принципиально лучше.
 
по тарифу 5,53 это будет 1100 рублей и срок окупаемости 18 лет.
 
и это еще без учета банковских процентов по кредиту.
 
с другой стороны 300 евро за 200 Вт панелей даже для европы дорого.
 
у дилеров будет порядка 1000 евро за 1 кВт поликросталлических панелей с конвертером.
 
но если с местом нет проблем, то для наших широт лучше взять с аморфным кремнием по 400-500 евро за 1 кВт.
 
тогда все заиграет другими красками.
 
и срок окупаемости с эпических 32 лет снизится до вполне себе приемлемых 5-6 лет в условиях средней полосы России.
  • +0.09 / 7
  • АУ
 
 
 
  Superwad ( Слушатель )
13 окт 2016 15:33:42

Всё намного интереснее будет, если будем считать РЕАЛЬНУЮ, а не идиально мифические условия эксплуатации. А там...
1) Деградация солнечных пластин начинается с первого года эксплуатации и выработка э/энергии с каждым годом будет падать, что понадобиться через определенные промежутки времени либо менять, либо добавлять новые для компенсации.
2) Стекло еще надо и мыть. И не один раз в год, а намного чаще, особенно у дороги... Снег счищать зимой...
есть наверняка и ещё подводные камни, типа перерева матриц и т.д и т.п.
А надо ли этим замарачиваться???
Единственный броее менее  вариант - создание особо черной краски и водяных панелей хотя бы на аргоне, для подогрева воды, а то очень уж они дорогие....
  • +0.01 / 1
  • АУ
 
 
 
 
  Фёдор144 ( Слушатель )
13 окт 2016 20:00:14

 
для наших широт 1000 кВтч с киловатта установленной мощности в год это именно реальность.
 
мыть да, надо. и чем запыленней местность, тем чаще.
 
заодно поймете, что эта же хрень вам на легкие садится и ее так просто не смыть.
 
собенно наглядно вблизи тепловых станций на угле, металлургических комбинатов и цементных заводов, продукция которых в эпических количествах нужна для постройки тепловых и особенно гидроэлектростанций.
 
деградация разумеется происходит. не более 20% за 20 лет. опять же если не брать откровенные поделки.
 
ну так она и на паровой турбине происходит. причем существенно быстрее. межремонтный период паровой турбины 5-6 лет.
 
перегрев матрицы возможен если не правильно установить.
 
тонкопленочные панели с аморфным кремнием не чувствтельны к перегреву и прекрасно работают с рассеянным светом и не боятся частичного затенения.
 
их низкий кпд компенсируется низкой ценой.
 
можно при постройке дома использовать их вместо штукатурки-покраски и для кровли вместо черепицы - в совокупности будет заметно дешевле плюс халявное электричество.
  • -0.01 / 3
  • АУ
 
 
 
 
 
  Tserg ( Слушатель )
14 окт 2016 12:50:00

Есть другое, более эффективное решение - адаптивная теплозащита. 

При ее применении в качестве абсорбирующего элемента используется сама поверхность наружней стены. Как следствие, стена получает функцию теплоаккумулятора с ёмкостью около 0,28 Вт*ч/кг*К. Например, кирпичная стена толщиной 42 см при нагреве на 1 К может аккумулировать 198 Вт*ч, при нагреве на 5 К - 991 Вт*ч. 
Стена же выступает и в качестве обогревательного элемента. 

Таким образом, при использовании адаптивной теплоизоляции получается конструкция, которая генерирует и аккумулирует тепло солнечного излучения, используя уже имеющиеся возможности. С небольшими изменениями с ее помощью возможна генерация электричества и подогрев приточного воздуха.
http://www.enbausa.de/daemmung-fassade/aktuelles/artikel/verstellbare-daemmung-macht-haus-zum-solarkollektor-5614.html
http://www.plusenergiewand.de
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
  stranger1234 ( Слушатель )
15 окт 2016 15:36:03

все это охерительно....токмо ежели касается наших условий надо помнить шо у нас не германия - у нас климат другой  а посему надобно уситывать окромя отсутствия солнца в зимний период(а в этом годуи в сентябре солнца почти не было и воктябре тоде почти нет), надо учесть морозы до -25 (уж до -15 точно) и соответственно обраования кнденсата на поверхностях и внутри стен...
  • +0.01 / 1
  • АУ
 
 
 
 
  stranger1234 ( Слушатель )
15 окт 2016 03:42:04

Еше 200 раз в год переход через нулевую температуру...и это все при использовании клеевых соединений и материалов с рвесьма разеыми коэффициентами удельного рачширения
Цитата
А надо ли этим замарачиваться???
Единственный броее менее  вариант - создание особо черной краски и водяных панелей хотя бы на аргоне, для подогрева воды, а то очень уж они дорогие....
  • +0.01 / 1
  • АУ
 
 
 
 
 
  Шляхтич Зoсуля ( Слушатель )
17 окт 2016 10:22:28

Переход через ноль важен в случае соединений на водной основе или пористых и гигроскопичных. В асфальте например. вода попадая в трещины и замерзая вызывает разрушение слоя.
В СП такого нет в принципе. Ни ор нет ни составов на водной основе. Для СП важен не переход через ноль, а отсутствие полостей воздуха при спаивании пленок, их там кстати три слоя. Также крайне важен подбор самих пленок с соответствующим коэффициентом расширения в температурном диапазоне -30+50. Поверьте это крайне сложный и дорогой процесс, с разы дороже стоимости самих кремниевых пластин, стоимость которых сейчас ниже стоимости оконного стекла. Также важно подобрать слой стабилизации УФ, без которого деградация панелей ускорится неумолимо опять же в разы. И что самое плохое практически ничего из перечисленного в России не выпускается. На долю Российских производителей остается только сборка.
  • +0.04 / 4
  • АУ
 
 
  ЮВС ( Слушатель )
13 окт 2016 19:41:16

Опять пришлось комп включать.

Собственно, скорее для Шляхтича считаю нужным поделится некоторыми соображениями.
.
1. КПД поглощения энергии, как я понимаю, определяется косинусом угла между перпендикуляром к солнечной панели и направлением на Солнце. Если заглянуть в справочник, увидим, что при отклонениях в пределах 20 градусов наш КПД болтается в пределах 95% и выше. Отсюда следует, что поддержание точного направления на Солнце при помощи всяких спутниковых антенн - очередная разводка для лохов, ну или становится целесообразным при сравнительно больших (десятки-сотни кВт) мощностях станций.
- Реальный оптимальный угол от горизонтали должен (для Москвы) составлять примерно 45 гр. для июня и раз в месяц меняться на 2-3 градуса до примерно 70-75 в декабре. Делать это можно вручную при помощи нехитрого приспособления из палок, шурупов и крючков, изготавливаемого самостоятельно любым, хотя бы раз державшим в руках отвертку, ножовку и транспортир. Это даст прибавку, я думаю, процентов на 30-40, причем зимой - на 70-80, одновременно решив проблему снегоочистки. Интересно, какой IQ и образование нужно, чтобы самостоятельно додуматься до этой "идеи"?.
- Несколько более сложный механизм понадобится, чтобы ежедневно вращать панель за Солнцем со скоростью 360 градусов в сутки. Это даст прибавку еще процентов примерно на 20 -25 преимущественно летом. Горизонтальными угловыми погрешностями, связанными с продолжительностью светового дня больше и меньше 12 часов, я думаю, можно пренебречь.
- Но все это имеет смысл только для солнечных зим. А вот у нас прошлой осенью три месяца (я уже писал) солнца не было практически совсем - 8-10 ясных часов за все 3 месяца. Иными словами - все эти солярные ухищрения предпочтительно использовать или в условиях жесточайшего дефицита (дороговизны) энергии, или для сезонных нужд.
.
2. Задачи производителя и потребителя энергетического оборудования вообще-то различны. Производителю нужно показать более высокие характеристики при сопоставимых ценах, а вот потребителю... Так еще где-то году в 2009-10 на этой ветке я посчитал, что при нашей ветровой нагрузке для более-менее стабильной генерации 250 Вт нужен ветрячок с площадью ометания порядка 5 м2. Т.е. к такому ветрячку не следует ставить генератор мощностью выше 500 Вт, тогда как реально он комплектуется аппаратом порядка 10 кВт, который 200 Вт будет терять только на потерях холостого хода. Все цифры примерные - точно уже не помню, но порядок именно такой.
Предполагаю, что та же история повторяется с солнечными батареями. Плотность излучения порядка 1 кВт на м2 у нас достигается далеко не всегда. И может быть имеет смысл конструировать панели, оптимизированные под лучевую нагрузку порядка 300-500 Вт на м2, а излишнее излучение летом куда-нибудь сбрасывать или отфильтровывать. Не в Японии живем - площадей хватает.
.
3. Не нужно забывать, что 75-85% энергии, получаемой панелью, преобразуется в тепло, хоть и низкопотенциальное. Как-то и его хотелось бы утилизировать.  
  • +0.05 / 4
  • АУ