» Строительство »

Альтернативні джерела енергії для будинку: сонячні батареї і вітрогенератори

  1. Який і як джерело вибрати?
  2. Сонячні батареї
  3. Вітрогенератори
  4. Орієнтовна схема гібридної вітро-сонячної інсталяції
  5. Порівняльні переваги і недоліки сонячних кремнієвих батарей
  6. Де і як встановлювати батареї і вітрогенератори
  7. Додаткове обладнання

Фото: ShutterStock / Fotodom.ru

Найбільшого поширення з альтернативних джерел електроенергії отримали сонячні батареї і вітрогенератори. Обидві технології досить добре відпрацьовані, ціни на обладнання поступово знижуються, і зараз, наприклад, сонячний модуль потужністю 200-250 Вт можна придбати за 15-20 тис. Руб.

Фото: ShutterStock / Fotodom.ru

Який і як джерело вибрати?

Різні типи кремнієвих сонячних батарей. Варіант з монокристаллическими модулями (пластина модуля виконана з цільного кристала кремнію). Фото: ShutterStock / Fotodom.ru

Спочатку визначитеся з кількістю електроенергії, яке вам знадобиться. Чи збираєтеся ви побудувати систему енергопостачання будинку повністю на сонячній або вітрової енергії або використовувати її в якості аварійної системи енергопостачання ? Адже цінники виходять дуже різні. Для аварійної системи (з вихідною потужністю 200-500 Вт) досить одного-двох сонячних модулів і додаткового устаткування - всього на суму близько 40-50 тис. Руб. А ось повністю перейти на автономне енергопостачання буде коштувати набагато дорожче. Наприклад, система на сонячних батареях з вихідною потужністю 2500 Вт обійдеться в 300-400 тис. Руб. Аналогічний порядок цифр і в цінниках на вітрогенератори.

Контролери для сонячних батарей, інвертори та сучасні акумуляторні батареї в умовах житлового приміщення не займають багато місця і не вимагають окремого приміщення. Їх обслуговування та експлуатація може проводитися як локально, так і віддалено, за допомогою планшета або смартфона (через мережу Ethernet або Wi-Fi). Фото: ABB

З полікристалічними модулями (містить кілька кристалів). Фото: ShutterStock / Fotodom.ru

Безпосередньо вибір типу «зеленого» джерела залежить від кліматичних і географічних особливостей місцевості. Скажімо, для низькоширотних районів з малохмарною погодою (наприклад, в Криму) найкраще підходять сонячні батареї. У відкритій місцевості, на височинах і морському узбережжі, для якого характерні тривалі сильні вітри, добре зарекомендували себе вітрогенератори. На більшій частині європейської Росії мало знайдеться місць з кліматом, ідеально відповідним для того чи іншого типу генераторів електроенергії. В таких умовах має сенс встановлювати обидва типи генераторів, які будуть підстраховувати один одного. Звичайно, така система виходить значно дорожче - але що поробиш, такі особливості російського клімату.

Фото: ShutterStock / Fotodom.ru

Сонячні батареї

В даний час набули поширення два види цих пристроїв: кремнієві і плівкові. Кожен з них поділяється на типи:

  1. кремнієві монокристалічні. Кожен окремий светопріємную модуль виконаний на основі пластини кремнію, вирізаної з цільного кристала. Ці батареї відрізняються найбільшим ККД (до 22-24%), але і найвищою вартістю;
  2. кремнієві полікристалічні. Пластина окремого модуля має структуру, що складається з декількох кристалів кремнію, за рахунок чого пристрій здешевлюється приблизно вдвічі. ККД 13-15%;
  3. кремнієві аморфні. За вартістю відсотків на 20 нижче полікристалічних, ККД приблизно 6-8%;
  4. плівкові, на основі телуриду кадмію, селеніду міді, полімерних матеріалів та ін. Вони з'явилися недавно і не набули широкого поширення, але розглядаються багатьма виробниками як дуже перспективні. ККД і вартість приблизно на 20% вище, ніж у аморфних.

Найбільшого поширення набули сьогодні панелі полікристалічні і на основі аморфного кремнію. Ці модифікації простіше у виготовленні і дешевше, ніж панелі на основі монокристала, а крім того, батареям на основі аморфного кремнію не потрібно пряме опромінення потоками сонячного світла, вони більш ефективно відтворюють електрику при розсіяному освітленні і, відповідно, краще підходять для середньої смуги Росії, де багато хмарних днів. Для регіонів з переважанням ясної погоди (Крим, Центральна Азія), навпаки, краще використовувати моно- і полікристалічні батареї.

Вітрогенератори

Вітрогенератор перетворює вітрову енергію в електричну. Сучасні моделі здатні працювати вже при невеликому вітрі (2-3 м / с), хоча оптимальна швидкість вітру для їх роботи вище і становить зазвичай 10-12 м / с. При швидкості вітру 3 м / с такий вітрогенератор видаватиме приблизно 5% потужності від можливої, при швидкості 7 м / с - близько 50%. Тому при підборі моделі генератора необхідно враховувати середньорічну швидкість вітру у вашій місцевості, цей показник завжди вказується в описі.

З аморфними модулями. Фото: ShutterStock / Fotodom.ru

Вибирають вітрогенератор і за величиною щомісячної вироблення струму. Ви повинні підрахувати, скільки електрики вам буде потрібно. Скажімо, ви вирішили бути економними і обмежитися аварійним освітленням, роботою циркуляційного насоса і можливістю зарядки смартфона або ноутбука. Тоді вам буде потрібно вихідна потужність струму 150-200 Вт, це приблизно 50-100 кВт • год на місяць. Таку вироблення забезпечать моделі невеликої потужності, їх можна придбати сьогодні за 20-30 тис. Руб. А якщо вам потрібно більше енергії, то і вітрогенератор слід вибрати могутніше: моделі, що виробляють за місяць кілька сотень кіловат-годин, але і ціна у них буде вище - 100-150 тис. Руб.

Комплексне рішення з сонячними батареями і потужними вітрогенераторами, розрахованими на вітер, який змінюється в широкому діапазоні швидкостей. Фото: ShutterStock / Fotodom.ru

Аналогічно проводиться і розрахунок для сонячних батарей. Підраховується необхідна кількість електроенергії, і на підставі розрахунку підбираються модулі, щоб їх сукупна продуктивність з гарантією забезпечувала ваші потреби. Розрахунок виходить трохи складніше, тому що величина щомісячної вироблення струму сильно змінюється від пори року. Влітку вона максимальна, а взимку ледве сягає 10-20% від річної. Тому вибирайте сонячні батареї в залежності від того, чи збираєтеся користуватися ними тільки в теплу пору року (в дачний сезон) або цілий рік. Крім того, ефективність вироблення сильно залежить від того, наскільки вдало ви розташували сонячні батареї. Якщо їх не вийшло розгорнути в потрібному напрямку і під потрібним кутом, то ефективність вироблення енергії помітно зменшиться - на 20-30%, а то і більше. Тому краще, щоб розрахунки за необхідної продуктивності батарей з урахуванням місця їх розташування робив фахівець.

Орієнтовна схема гібридної вітро-сонячної інсталяції

Візуалізація: Ігор Смірягин / Burda Media

Порівняльні переваги і недоліки сонячних кремнієвих батарей

монокристал

полікристал

аморфний кремній

вартість

Сама висока

Середня

Найнижча

Продуктивність, ККД,%

~ 22

~ 15

~ 10

Вимоги до висвітлення

Високі: рекомендується орієнтувати батарею так, щоб сонячні промені падали на її площину перпендикулярно

Високі: рекомендується орієнтувати батарею так, щоб сонячні промені падали на її площину перпендикулярно

Менш вимогливі до кута падіння сонячних променів

Ефективність роботи в хмарну погоду

Низька Низька Висока

Термін служби, років

~ 25

~ 20

~ 15

Де і як встановлювати батареї і вітрогенератори

Сонячні батареї повинні розташовуватися в міру можливості так, щоб на них прямовисно падало сонячне світло. У Північній півкулі сонячні батареї розгортають в південному напрямку, під нахилом, відповідним географічній широті. На практиці сонячні батареї зазвичай встановлюють на південному схилі даху. Якщо такої можливості немає, то батареї розміщують в менш вигідному становищі, при цьому в розрахунок продуктивності слід внести коригування. Можливо, буде потрібно збільшити кількість модулів.

Вітрогенератор з вертикальною віссю обертання відрізняється низьким рівнем шуму. Фото: ShutterStock / Fotodom.ru

Добре, якщо у вас залишиться запас по монтажної площі, на якій в подальшому можна буде встановити додатково один або кілька модулів. Тому що рано чи пізно вам прийде в голову думка, що непогано б збільшити продуктивність системи.

Сонячні панелі потрібно встановлювати так, щоб їх можна було обслуговувати. Це стосується не тільки ремонтних робіт, але і чищення - її треба проводити регулярно, прибираючи з панелей опале листя, пил і бруд . Особливо важлива доступність панелей при використанні напротязі через необхідність їх чищення від снігу .

Вітрогенератор трилопатевими для слабкого (від 2-3 м / с) вітру. Фото: «Вітер-Сила»

Вітрогенератори рекомендується встановлювати на найвищому ділянці місцевості. Не варто економити на щоглі: на висоті 8-10 м сила вітру зростає приблизно на 30%. Вітряк при роботі може шуміти, тому краще встановлювати його не ближче 20 м від будинку. На щастя, низькочастотні шуми, що впливають на здоров'я і тваринний світ, виробляють тільки вітрогенератори дуже великих потужностей - від 100 кВт і вище. Тому легкі і малопотужні моделі вітрогенераторів іноді встановлюють і на дахах будівель, і для таких випадків бажано використовувати демпфирующие підкладки.

Вітрогенератори особливо добре зарекомендували себе на північних російських землях (в Приполяр'я і Заполяр'я), де, як правило, дмуть досить сильні середньорічні вітри (вище 7 м / с).

Система Kärcher iSolar для чищення фотогальванічних енергетичних установок. Частка сильно забрудненої сонячної батареї підвищує її енерговіддачу приблизно на 20%. Фото: Kärcher

Додаткове обладнання

Крім генераторів струму (вітрогенератора або сонячної батареї) вам будуть потрібні:

  1. Інвертор - перетворює постійний струм, що виробляється сонячною батареєю або акумулятором, в змінний струм потужністю 220 В.
  2. Акумуляторні батареї (АКБ). У них накопичується запас електроенергії на випадок пікового споживання або для тієї ситуації, коли генератор не виробляє струм (наприклад, сонячні батареї вночі).
  3. Контролери заряду - пристрої, що відповідають за напрямок потоків електроенергії, вироблюваної генератором. Без них генератор доведеться вручну відключати від АКБ на щоночі і в кінці кожного заряду. Крім того, контролери підвищують ефективність роботи генератора на 30-50%.
  4. Кріплення генератора. У випадку з вітрогенератором це щогла висотою 8-10 м. Для сонячних панелей це кронштейни для установки на даху або окремо стоять конструкції.

Як показує практика, за комплект обладнання доведеться заплатити приблизно стільки ж, скільки за генератор.

Який і як джерело вибрати?
Посетители рекомендуют:
Полезно знать:
Современные строительные технологии Геология, города и строительство © Все права сохранены.