Что лучше – ветрогенератор или солнечные батареи?

Ветрогенераторы или солнечные батареи, что лучше выбрать?

Скачки напряжения в сети и перебои с поставкой электроэнергии способны доставить много хлопот владельцам отдаленных загородных домов или даже парализовать работу фермерского хозяйства, находящегося на отшибе. Покупка отдельных ИБП для циркуляционного насоса, компьютера, котла, кондиционера и холодильника может решить проблему, если электричество включат в течение часа. Отсутствие напряжения в сети в течение суток грозит глобальной катастрофой на местном уровне. Домовладельцы поневоле задумываются о приобретении автономного источника энергии. Дизельный или бензиновый генератор не стоит даже рассматривать ввиду дороговизны топлива, необходимости постоянного пополнения запасов и чрезвычайной опасности пожара. Остается сделать выбор между ветряной и солнечной электростанцией. Изучив требования к установке, особенности монтажа и обслуживания, возможные проблемы и пути их решения и сопоставив с вашими запросами и местными условиями, можно принимать окончательное решение о целесообразности использования силы ветра или энергии солнца в каждом конкретном случае.

Стоимость оборудования

Для монтажа автономной бытовой электростанции, кроме солнечных панелей и генератора с лопастями понадобится следующее:

  • инвертор;
  • контроллер;
  • аккумуляторные батареи.

Стоимость приобретения и монтажа всего комплекса оборудования при установленной мощности в 20 кВт приблизительно будет равна. Цена ВЭУ будет меньше, однако ее установка обойдется дороже, чем инсталляция солнечных батарей. Существуют сотни вариантов комплектации солнечной и ветряной электростанции для бытового пользования. Однако можно смело сказать, что за 2 миллиона рублей можно заказать «под ключ» современную электростанцию, использующую силу ветра или энергию солнца. Говорить о стоимости 1 кВт в автономной системе некорректно, так как вопрос стоит о наличии или отсутствии электричества.

Срок эксплуатации солнечных панелей больше приблизительно на 10 лет. Окупаемость проекта рассчитать будет проще, если вы имеете приносящее доход приусадебное хозяйство, наладить которое было бы в принципе невозможно без электричества.

Предварительные изыскания и консультации

На установку ветряка должны дать согласие соседи. Данное требование может остановить работы еще в самом начале. Обычно на монтаж ВЭУ решаются домовладельцы, живущие на окраине населенных пунктов и имеющие земельные участки более 1 га, что позволяет не спрашивать мнение односельчан. В любом случае не получиться избежать проведения экологической экспертизы, так как лопасти генератора потенциально опасны для гнездящихся в вашем районе птиц.

Лучше всего устанавливать оборудование на вершине холма, даже если он находится в некотором отдалении от дома и хозяйственных построек. Для изучения ветрового потенциала необходимо предварительно получить данные с предполагаемого места монтажа оборудования. Так как лопасти ВЭУ должны находиться на высоте 25-35 метров, необходимо построить стальную мачту. После получения от специалистов проекта фундамента, можно начинать бурить отверстия. Арматурные каркасы готовятся на поверхности и опускаются перед заливкой бетона. Расчет количества раствора очень важен, потому что весь монолитный слой должен укладываться единовременно. Столь строгие требования связаны с тем, фундамент будет нести значительные нагрузки. Мачта монтируется на болтовых соединениях. На ее вершине устанавливается свободно вертящийся по принципу флюгера анемометр. С момента подключения к компьютеру станции наблюдения за ветром должен пройти 1 год, чтобы получить заключение об экономической целесообразности монтажа ВЭУ. В случае негативных выводов, мачту можно разобрать и продать, а на фундаменте построить подсобное помещение.

Для установки солнечных панелей необходимо выделить участок земли площадью около трех соток, позволяющий расположить каркас, ориентированный строго на юг. Крепить батареи на крыше, располагая свободным пространством во дворе, не имеет смысла. Это обойдется дороже и внесет дополнительные сложности в решение проблемы разворота панелей вслед за изменяющейся траекторией движения солнца по небосклону. Следует заметить, что неправильный угол наклона рабочей поверхности снижает эффективность работы батарей на 30%.

Монтаж оборудования

Установка ветровой электрической установки осуществляется на построенную ранее мачту при помощи крана с телескопической стрелой, длина которой 40 метров. Все работы должны проводиться специализированной организацией, которой дилер дал разрешение устанавливать свое оборудование. Кроме лопастей и генератора на вершине мачты будут установлены датчики направления ветра и электромеханический привод, который предназначен для разворота рабочей части в нужном направлении.

Монтаж солнечных панелей начинается с заливки столбчатого фундамента. К закладным металлическим деталям приваривается швеллер высотой около 2,5 метров. При помощи лазерного уровня размечается точка крепления поворотного каркаса. Монтаж автоматического поворотного механизма будет означать для вас удорожание проекта на 30-40 процентов. В бюджетных бытовых электростанциях угол наклона регулируют вручную, выставляя опорный рычаг на одно из четырех положений в зависимости от времени года. На металлический каркас навешиваются солнечные панели и закрепляются при помощи болтов и гаек. При монтаже конструкции необходимо предусмотреть аварийное положение, в котором она закрепляется в случае объявления штормового предупреждения. Огромная парусность солнечных панелей является серьезной проблемой, поэтому все работы должны осуществляться в полном соответствии с проектом. Вдоль ряда столбов нужно выкопать траншею, куда будет уложен силовой кабель, ведущий к инвертору.

Принцип действия и обслуживание

Благодаря своим аэродинамическим особенностям лопасти ветряной турбины максимально используют силу ветра для вращения. Внутри турбины электромагнитная система преобразует эти вращательные движения в электричество. Поворот лопасти приводит в движение центральную ось, которая соединена с ротором внутри генератора. Магниты, закрепленные по окружности, создают движущееся магнитное поле. Подчиняясь законам физики, электроны в катушках стартера также приходят в движение. Возникает переменный ток.

Техническое обслуживание генератора осуществляется в среднем один раз в год. Оно включает в себя тестирование всех систем и проверку износа механических деталей. Необходимо периодически менять подшипники и смазывать трущиеся части.

Чем сильнее ветер, тем быстрее вращаются лопасти, и больше вырабатывается энергии. Однако при скорости воздушных потоков, превышающей 40 метров в секунду, ВЭУ должна прекратить выработку электроэнергии. Лопасти автоматически переводятся в аварийный режим. Покупка блока управления и системы приводов на случай урагана увеличат сумму сметы, однако рисковать не стоит, даже если в вашей местности смерчи – крайне редкое явление.

Фотоэлектрические панели не имеют трущихся механических частей. Солнечный свет, проникая через первый «дырочный» слой кремния или перовскита, “отрывает” электроны внутри второго слоя материала. Возникает электрическое напряжение.

Учитывая вышеизложенное, все обслуживание должно сводиться к регулярной очистке внешней поверхности от пыли и грязи. Так как каркас установлен на земле, сделать это будет несложно. Манипуляции лучше проводить не реже одного раза в неделю. Учитывая площадь панелей, время уборки не будет превышать 1 час.

Одной из главных проблем эксплуатации солнечных батарей является снижение их эффективности при перегреве рабочей поверхности. Каждый градус нагрева фотоэлемента снижает его отдачу на 1-2%. В последнее время достаточно востребованы на рынке пленки, которые пропускают внутрь панели только фотоны света, не позволяя инфракрасному излучению нагревать кремний. Однако высокая стоимость этих современных покрытий ставит под вопрос экономическую целесообразность их применения.

Познакомившись с особенностями монтажа, эксплуатации и обслуживания ветровой и солнечной электростанции, вы должны ответить на 4 вопроса:

  • Есть ли на вашем участке место, соответствующее описанным требованиям?
  • Готовы ли вы мириться с шумом, производимым вращающимися лопастями?
  • Сколько будет стоить ежегодное сервисное обслуживание оборудования в вашем районе?
  • Какая электростанция больше соответствует климатическим особенностям данной местности?

Установив рядом с усадьбой автономную электростанцию, вы перестанете зависеть от перебоев в централизованном энергоснабжении и обеспечите бесперебойное питание для котла, циркуляционного насоса и всех систем жизнеобеспечения.

Ветрогенератор или солнечные батареи: что лучше предпочесть для альтернативного энергоснабжения

Дата публикации: 24 июля 2019

Разнообразие альтернативных способов энергоснабжения дач и загородных домов ставит владельцев перед непростым выбором. Ветрогенератор или солнечные батареи — что лучше и целесообразнее? Чтобы не тратить время на мучительные раздумья, многие решают проблему просто — совмещают оба варианта в одной системе. Однако такой способ приемлем не всегда, и приходится выбирать что-то одно. Нижеследующая информация поможет сориентироваться, опираясь на положительные стороны и результаты сравнительной характеристики каждого из решений.

Солнечные панели в суровом климате России

Использование солнечной энергии в мире набирает обороты. Низкая цена, простота и легкость конструкции привлекают многих сторонников альтернативного энергоснабжения. Тем более что сегодня можно выгодно заказать солнечные батареи на Алиэкспресс, выбрав любую из десятков моделей разного размера, мощности и стоимости. Остается потратить немного времени на сборку — и устройство готово снабжать электроэнергией небольшое устройство или целый дом, в зависимости от рабочих параметров.

В числе несомненных достоинств солнечных панелей стоит отметить:

  • Надежность и долговечность. Несложная конструкция с хорошим запасом прочности, собранная на заводе проверенного производителя, прослужит более 20 лет. Она легко выдерживает сложные погодные условия, не боится воды благодаря надежной герметизации и выдерживает порывы ветра за счет прочной металлической рамы.
  • Простоту установки, с которой легко справится даже начинающий домашний мастер. С помощью стандартных креплений можно легко установить батарею на крыше дома или на участке, заранее рассчитав траекторию солнца и угол падения его лучей.
  • Минимум затрат на техническое обслуживание. Вам необходимо лишь периодически протирать стеклянную поверхность, удаляя с нее пыль и следы осадков.

Что касается отрицательных сторон использования солнечной энергии, все они связаны с особенностями российского климата:

  • В связи с уменьшением солнечного света в холодное время года выработка электроэнергии сокращается в 5-10 раз в средней полосе и в 2-3 раза в южных регионах страны. Так, затянувшаяся череда пасмурных дней может оставить объект без энергоснабжения. Поэтому в качестве резервного источника электричества придется использовать обычный генератор либо задействовать ветроустановку.
  • Аналогичная проблема ждет владельца и летом, если число пасмурных дней больше, чем дней с ясной погодой. Уменьшение объема выработки электроэнергии может составить до 20%, что негативно скажется на работе чувствительного оборудования. Решение проблемы — аккумуляторы высокой емкости, запаса которых хватает на несколько дней.

Ветрогенераторы: всегда готовы к работе

Тем, кто проживает в ветреных регионах России, стоит обратить внимание на ветрогенераторные установки. При желании их можно сделать самостоятельно или выбрать одну из моделей ветряков на Алиэкспресс, где все детали полностью готовы к сборке и не требуют доработки. При условии стабильной силы ветра — средней или высокой — удастся получить значительное количество бесплатной электроэнергии. Однако, если верить климатической карте страны, благоприятная для ветряка погода наблюдается лишь на незначительной части РФ. Это горные и степные районы, побережье крупных рек и морей. В других областях ветер отличается нестабильностью, и его силы может не хватить для запуска ветрогенератора.

Важное преимущество устройства — его работоспособность независимо от времени суток, сезона года и количества осадков. Ветер скоростью около 10-12 м/с — единственное, что необходимо для вращения лопастей. Но:

  • Средняя скорость ветра на большей территории страны значительно ниже, и ветряк будет работать лишь на 5-10% от своей номинальной мощности.
  • Чтобы получить доступ к сильному ветру, необходимо использовать мачту высотой не менее 25 метров, чтобы ей не мешали растущие рядом деревья или другие дома. Такая конструкция значительно увеличивает стоимость получаемой энергии из-за своей высокой цены, ставя под сомнение целесообразность использования ветрогенератора.
Читайте также:  Варианты энергообеспечения загородного дома или дачи

Также в числе недостатков устройства стоит отметить следующие моменты.

  • Сомнительная надежность ветряков небольшой мощности. Предлагая покупателям максимально доступную цену, они не могут порадовать владельцев надежностью и длительной работой.
  • Затратность ежегодного технического обслуживания, без которого ветряк быстро придет в негодность.
  • Высокий риск замерзания лопастей и вращающегося вала в условиях сильных осадков и снижения температуры воздуха.
  • Свистящий звук, сопровождающий вращение лопастей, доставляет значительные неудобства. Кроме того, не стоит забывать об инфразвуке, который издают мощные устройства при сильном ветре. Согласно научным исследованиям, при постоянном воздействии он негативно влияет на здоровье и самочувствие человека.

Внушительный перечень недостатков и ограничений по многом определил сравнительно редкое использование ветрогенераторов на территории России.

Ветрогенератор или солнечные батареи: что лучше с точки зрения целесообразности

Основные достоинства покупки, на которые обращает внимание большинство потребителей:

  • Практическая полезность альтернативного энергоснабжения в конкретных условиях.

Если в вашем регионе часто наблюдаются сильные ветра, хороший ветрогенератор обеспечит качественное энергоснабжение. В противном случае устройство не оправдает себя, давая лишь немного электричества для небольших бытовых устройств. В свою очередь, солнечные батареи работают практически в любых условиях, и даже при пасмурной погоде на объект подается некоторое количество электроэнергии. Целый дом или несколько единиц техники — вариативность размеров панелей позволит выбрать наиболее подходящую модель.

  • Стоимость альтернативного источника питания.

В то время как стоимость солнечных панелей уверенно падает, цены на ветряки остаются стабильными. С учетом простоты монтажа и длительности эксплуатации можно смело говорить об очевидной выгоде солнечной энергии.

  • Окупаемость расходов на покупку и эксплуатацию оборудования.

И в этом вопросе ветрогенераторы не могут похвастать преимуществами. Высокая стоимость конструкции, затраты на обслуживание — все это оправдано только в регионах с сильными ветрами, где быстро окупится даже самая мощная и дорогая установка. Для менее мощных моделей в обычных климатических условиях говорить об окупаемости не приходится. В свою очередь, солнечные батареи стоят значительно дешевле и лишь немного уступают ветрякам по эффективности. Средний срок их окупаемости — 7-10 лет, в зависимости от климатических особенностей региона.

Что же лучше: ветрогенератор или солнечные панели?

Учитывая вышесказанное, можно смело говорить о преимуществах солнечных панелей для частных домовладений. Если же вы хотите получить максимум бесплатной электроэнергии, стоит подумать об одновременном использовании ветрогенератора и солнечных панелей в общей энергосистеме объекта.

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Что лучше и выгоднее – ветрогенератор или солнечная батарея? Сравнение

Современная промышленность предлагает различные варианты установок, вырабатывающих электричество с помощью солнечных батарей и ветрогенераторов. Вот только рядовому потребителю продукции альтернативной энергетики не так просто самостоятельно решить проблему, что выгоднее – ветрогенератор или солнечная батарея.

А выбор этот принципиален – и в каждом отдельном случае зависит от множества факторов.

Чтобы разобраться, что лучше, ветрогенератор или солнечная батарея, в первую очередь необходимо знать плюсы и минусы их конструкций и особенности эксплуатации.

Сравнение ветрогенератора и солнечной батареи

1. Солнечные электростанции

Преимущества:

  • длительный срок службы солнечных батарей. Популярные производители фотоэлектрических солнечных модулей предоставляют гарантию на брак своей продукции до 10 лет (+25 лет гарантия на выработку). Без чрезвычайных происшествий солнечная электростанция (СЭС) будет стабильно работать десятилетиями, несмотря на непогоду и различные колебания температур;
  • обслуживание. Так как солнечные модули не имеют подвижных частей и сложных электросистем, они не нуждаются в частом обслуживании. Достаточно периодически осматривать модуль, очищать его поверхность от крупного мусора, следить за состоянием электропроводки;
  • простота монтажа. Солнечные батареи крепятся на любой плоской поверхности с помощью обычных крепежных элементов.

Кроме явных преимуществ в работе солнечных панелей есть свои нюансы, которые тоже необходимо заранее просчитать перед строительством и запуском солнечной электростанции.

Особенности СЭС, работающих на солнечной радиации:

  • падение объема среднесуточной выработки электричества зимой. В среднем, производительность батарей падает в 4-5 раз;
  • зависимость от погодных условий. В плохую погоду показатель производительности фотоэлектрических панелей падает до 20%. Этот недостаток можно нивелировать, если укомплектовать СЭС аккумуляторами повышенной емкости, которые будут накапливать электроэнергию на случай непогоды.

2. Ветроэлектростанции

Преимущества ветрогенераторов:

  • круглосуточная работа (современные ветряные генераторы активны даже при слабых ветрах);
  • большая производительность ветряка. Такие установки экономически выгодно устанавливать в той местности, где преобладают ветра. В основном это большие открытые пространства: вершины/склоны невысоких гор, прибрежные зоны рек и морей, степи, пустыни.

Скорость монтажа, также можно отнести к плюсам ветроэлектростанций. Бытовые ветрогенераторы можно установить за несколько часов, а промышленные – за пару недель.

При этом споры специалистов относительно актуальности использования ветряных электростанций все еще продолжаются из-за некоторых недостатков ветрогенераторов.

Недостатки ветряных электроустановок:

  • высокая стоимость монтажа. Обычно генератор приходится устанавливать на высокой опоре (более 20 метров), чтобы повысить производительность. Это обстоятельство влияет на продолжительность окупаемости электроустановки;
  • небольшой КПД установки. Например, номинальной мощность ветряка в 10 кВт получится добиться при условии, что ветер дует со скоростью 10 м/ч. Но такие ветра в большинстве регионов бывают не часто. Поэтому ветрогенератор обычно работает при ветре 2-4 м/с и выдает объём электричества меньше номинального значения;
  • небольшой срок эксплуатации. Большинство простых моделей, которые используются в частных домохозяйствах, приходится ремонтировать хотя бы 1 раз в 2-3 года;
  • периодическое техобслуживание;
  • замерзание смазки в холодное время года;
  • шум. Низкочастотный инфразвук, отрицательно влияет на самочувствие человека и животных (этот недостаток актуален по отношению к большим промышленным моделям ветрогенераторов).

Наглядно сравнение «солнца» и «ветра» можно представить в виде таблицы:

Характеристики и ограниченияСЭСВетряки
Срок службы10-25 лет10-25 лет
(с ремонтами)
КПД5-25%0-45%
(от скорости ветра)
Сложность монтажанизкаявысокая
Сложность обслуживаниянизкаявысокая
Стоимость обслуживанияочень низкаявысокая
Зависимость от сезонаданет
Зависимость от времени сутокданет
Зависимость от места установкисредняявысокая
Шумностьотсутствуетвысокая

3. Гибридные электростанции

В 2012 году компания SolarMill предложила оригинальное решение вопроса, что лучше — ветрогенератор или солнечная батарея. Инженеры компании попробовали объединить достоинства и свести к минимуму недостатки первых и вторых. И разработали гибридную солнечную электростанцию.

В комплект последней модели входит:

  • 6 ветрогенераторов с ротором Савониуса (общей мощностью в 1КВт);
  • 6 монокристаллических панелей (1,5КВт) со встроенным микроинвертором.

В общей сложности в солнечный и ветреный день установка может генерировать до 2,5КВт/час, а ночью основная генерация идет от ветрогенераторов, которые начинают вырабатывать электроэнергию уже при скорости ветра в 2 м/с.

Солнечные батареи или ветрогенератор: что и когда лучше?

Основываясь на плюсах и минусах альтернативных источников энергии можно сделать предварительные выводы о том, что выгоднее – ветрогенератор или солнечная батарея.

Если электростанцию необходимо установить в северных широтах (с коротким световым днем), на открытой территории или рядом с морем – лучше сделать выбор в сторону ветрогенераторов.

В случае если площадь для комплекса ограничена, в плотной городской застройке или с длительными световыми периодами дня – тут выигрывает СЭС.

Идеальным вариантом, конечно, является комбинированный гибридный вариант. Но он является и самым дорогостоящим проектом.

Выгодные и экономные панели

Один из главных минусов большинства СЭС – зависимость от яркости и угла падения лучей. Однако сегодня появились технологические решения, снижающие зависимость от указанных параметров на 30-40%.

Так, тонкопленочные гибридные батареи на теллуриде кадмия от компании Green Tech Trade эффективно преобразовывают даже рассеянный солнечный свет. С продукцией компании и ценами можно ознакомиться на сайте.

Альтернативные источники энергии для дома: солнечные батареи и ветрогенераторы

Наибольшее распространение из альтернативных источников электроэнергии получили солнечные батареи и ветрогенераторы. Обе технологии достаточно хорошо отработаны, цены на оборудование постепенно снижаются, и сейчас, например, солнечный модуль мощностью 200–250 Вт можно приобрести за 15–20 тыс. руб.

Какой и как источник выбрать?

Разные типы кремниевых солнечных батарей. Вариант с монокристаллическими модулями (пластина модуля выполнена из цельного кристалла кремния). Фото: ShutterStock/Fotodom.ru

Вначале определитесь с количеством электроэнергии, которое вам понадобится. Собираетесь ли вы построить систему энергоснабжения дома полностью на солнечной или ветровой энергии или использовать её в качестве аварийной системы энергоснабжения? Ведь ценники получаются очень разные. Для аварийной системы (с выходной мощностью 200–500 Вт) достаточно одного-двух солнечных модулей и дополнительного оборудования — всего на сумму порядка 40–50 тыс. руб. А вот полностью перейти на автономное энергоснабжение будет стоить гораздо дороже. Например, система на солнечных батареях с выходной мощностью 2500 Вт обойдётся в 300–400 тыс. руб. Аналогичный порядок цифр и в ценниках на ветрогенераторы.

Контроллеры солнечных батарей, инверторы и современные аккумуляторные батареи в условиях жилого помещения не занимают много места и не требуют отдельного помещения. Их обслуживание и эксплуатация может производиться как локально, так и удалённо, с помощью планшета или смартфона (через сеть Ethernet или Wi-Fi). Фото: ABB

С поли­­кристал­­лическими модулями (содержит несколько кристаллов). Фото: ShutterStock/Fotodom.ru

Непосредственно выбор типа «зелёного» источника зависит от климатических и географических особенностей местности. Скажем, для низкоширотных рай­онов с малооблачной погодой (например, в Крыму) лучше всего подходят солнечные батареи. В открытой местности, на возвышенностях и морском побережье, для которого характерны продолжительные сильные ветры, хорошо зарекомендовали себя ветрогенераторы. На большей части европейской России мало найдётся мест с климатом, идеально подходящим для того или иного типа генераторов электроэнергии. В таких условиях имеет смысл устанавливать оба типа генераторов, которые будут подстраховывать друг друга. Конечно, такая система получается значительно дороже — но что поделать, таковы особенности российского климата.

Солнечные батареи

В настоящее время получили распространение два вида этих устройств: кремниевые и плёночные. Каждый из них подразделяется на типы:

  1. кремниевые монокристаллические. Каждый отдельный светоприёмный модуль выполнен на основе пластины кремния, вырезанной из цельного кристалла. Эти батареи отличаются наибольшим КПД (до 22–24 %), но и самой высокой стоимостью;
  2. кремниевые поликристаллические. Пластина отдельного модуля имеет структуру, состоящую из нескольких кристаллов кремния, за счёт чего устройство удешевляется примерно вдвое. КПД 13–15 %;
  3. кремниевые аморфные. По стоимости процентов на 20 ниже поликристаллических, КПД примерно 6–8 %;
  4. плёночные, на основе теллурида кадмия, селенида меди, полимерных материалов и др. Они появились недавно и не получили широкого распространения, но рассматриваются многими производителями как весьма перспективные. КПД и стоимость примерно на 20 % выше, чем у аморфных.
Читайте также:  Почему стабилизатор напряжения постоянно отключается

Наибольшее распространение получили сегодня панели поликристаллические и на основе аморфного кремния. Эти модификации проще в изготовлении и дешевле, нежели панели на основе монокристалла, а кроме того, батареям на основе аморфного кремния не требуется прямое облучение потоками солнечного света, они более эффективно воспроизводят электричество при рассеянном освещении и, соответственно, лучше подходят для средней полосы России, где много облачных дней. Для регионов с преобладанием ясной погоды (Крым, Центральная Азия), наоборот, лучше использовать моно- и поликристаллические батареи.

Ветрогенераторы

Ветрогенератор преобразует ветровую энергию в электрическую. Современные модели способны работать уже при небольшом ветре (2–3 м/с), хотя оптимальная скорость ветра для их работы выше и составляет обычно 10–12 м/с. При скорости ветра 3 м/с такой ветрогенератор будет выдавать примерно 5 % мощности от возможной, при скорости 7 м/с — около 50 %. Поэтому при подборе модели генератора необходимо учитывать среднегодовую скорость ветра в вашей местности, этот показатель всегда указывается в описании.

С аморфными модулями. Фото: ShutterStock/Fotodom.ru

Выбирают ветрогенератор и по величине ежемесячной выработки тока. Вы должны подсчитать, сколько электричества вам потребуется. Скажем, вы решили быть экономными и ограничиться аварийным освещением, работой циркуляционного насоса и возможностью зарядки смартфона или ноутбука. Тогда вам потребуется выходная мощность тока 150–200 Вт, это примерно 50–100 кВт • ч в месяц. Такую выработку обеспечат модели небольшой мощности, их можно приобрести сегодня за 20–30 тыс. руб. А если вам требуется больше энергии, то и ветрогенератор следует выбрать мощнее: модели, вырабатывающие за месяц несколько сотен киловатт-часов, но и цена у них будет выше — 100–150 тыс. руб.

Комплексное решение с солнечными батареями и мощными ветрогенераторами, рассчитанными на ветер, меняющийся в широком диапазоне скоростей. Фото: ShutterStock/Fotodom.ru

Аналогично производится и расчёт для солнечных батарей. Подсчитывается необходимое количество электроэнергии, и на основании расчёта подбираются модули, чтобы их совокупная производительность с гарантией обеспечивала ваши потребности. Расчёт получается чуть сложнее, так как величина ежемесячной выработки тока сильно меняется от времени года. Летом она максимальная, а зимой едва достигает 10–20 % от летней. Поэтому выбирайте солнечные батареи в зависимости от того, собираетесь ли пользоваться ими только в тёплое время года (в дачный сезон) или круглый год. Кроме того, эффективность выработки сильно зависит от того, насколько удачно вы расположили солнечные батареи. Если их не получилось развернуть в нужном направлении и под нужным углом, то эффективность выработки энергии заметно уменьшится — на 20–30 %, а то и больше. Поэтому лучше, чтобы расчёты по требуемой производительности батарей с учётом места их расположения делал специалист.

События года

Страхование

Финансы

Энергетика

Бизнес

Здравоохранение

Недвижимость

Нефть и газ

Образование

Промышленность

Технологии

Ветер на деньги

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.

“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.

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.

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.

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.

Читайте также:  Почему выбивают пробки (автоматы) в квартире или доме

– 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.

Европа: сколько стоит частный киловатт

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.

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.

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.

Комбинированные системы с солнечными батареями и ветрогенераторами

Для обеспечения дома бесплатной энергий сейчас использую автономные солнечные электростанции, это вариант особенно актуален в условиях нестабильности электроснабжения. Правда у этого метода есть один значительный недостаток – в пасмурную погоду эффективность работы гелиосистемы крайне мала, поэтому может потребоваться дополнительный источник энергии.

Использование различных генераторов нецелесообразно, так как они нуждаются в значительных расходах и сильно шумят. Оптимальным выходом будет комбинированные установки, которые представляют собой сочетание солнечной батареи и ветрогенераторов.

Гибридные комплексы позволяют обеспечить здание необходимым количеством энергии и компенсировать отдельные недостатки. Например, использовать ветрогенераторы без резервного энергоисточника будет не рационально, так как наличие энергии будет зависеть только от погоды. Если ветра не будет несколько дней подряд, то аккумулятор настолько разрядится, что не не сможет обеспечить дом необходимым количеством энергии.

У солнечных батарей тоже есть слабая сторона, они мало эффективны в пасмурную погоду, которая зачастую сопровождается порывами ветра. Таким образом эти две системы будут дополнять друг друга, обеспечивая бесперебойную подачу энергии и создавая определенный запас в аккумуляторе. Еще одним достоинством солнечной батареи является то, что она не требует расходов на топливо и содержание, при этом работает она максимально эффективно в жаркое летнее время, когда ветров почти не наблюдается.

В летний сезон и солнечной зимой наилучшая энерговыработка будет поступать от солнечных батарей. А осенью и весной, когда обычно наблюдается пасмурная погода дуют сильные ветра, которые дают возможность ветрякам выполнить свою работу.

Состав гибридных систем

Любая комбинированная солнечно-ветровая система включает в свой состав солнечные панели, ветрогенератор, контроллеры заряда, инвертор и аккумуляторы для сохранения энергии. Характеристики компонентов должны побираться индивидуально и зависят от потребностей потребителя, которые должна удовлетворять система. Важно учитывать тип ветрогенератора.

Совокупное использование ветрогенераторов и солнечных батарей позволяет обеспечивать полную энергонезависимость жилья. Такие системы позволяют подобрать более гибкую конфигурацию, чем при отдельном использовании. На них действую вполне доступные цены.

К примеру система, в которой используется ветряк мощностью 600 Вт и батареи в 500 Вт( с использованием контроллера, инвертора, а также АКБ) будет стоить около 526 тыс. рублей. За месяц такая установка будет вырабатывать порядка 450 кВт*ч. Что вполне удовлетворит потребности средней семьи из 4 человек.

Элементы гибридной системы устанавливаются также как и по отдельности. Солнечные батареи монтируют на крыше или специальной форме, которую можно использовать как навес или крышу террасы, а ветряки – на мачтах не далеко от дома.

При вращении лопасти некоторых производителей издают специфический звук, некоторые относят это к недостаткам системы, но на самом деле особых неудобств не наблюдается. А всю потому что звук довольно монотонен и не резок, благодаря чему люди со временем перестают замечать его.

Монтаж происходит по стандартной схеме. Ветрогенератор и солнечные батареи подсоединяются через контроллер к АКБ, где будет удерживаться выработанная энергия. Потребителя тока подключаются через инвертор.

Установка такой системы потребует существенных первоначальных расходов, но со временем расходы окупятся полной энергонезависимостью от центральных систем, за которые нужно платить. Кроме того такая система не нуждается в расходах на обслуживание. В целом окупаемость проекта зависит исключительно от сложности монтажа и нагрузок на систему, но в среднем составляет 15 лет. Многие посчитают такой срок слишком большим, то если вспомнить, что цены на электричество постоянно возрастают, а для подключения коттеджа к центральному электроснабжению и монтажу необходимого оборудования( трансформатор и кабеля для передачи энергии) также потребуют не малых затрат. Если же воспользоваться самым легким способом получения электричества бензогенератором, то сроки окупаемости проекта снизятся до 3-4 лет.

Установка гибридной системы будет наилучшим решением. Такие комплексы лучше не использовать на даче, так как они предназначены для постоянного использования.

  1. Горизонтальные. Как правило они значительно дешевле, но эффективно работают только при ветрах с одного направления. В связи с этим их лучше не использовать в условиях переменных ветров;
  2. Вертикальные. Стоят в несколько раз дороже горизонтальных, эффективно работают при больших ветрах, в не зависимости от его направления. Лучше их использовать в пересеченной местности, где высокая турбулентность воздушных потоков.

Ссылка на основную публикацию