Сонячні батареї для даху будинку - ефективність і доцільність

1. Залежність від пори року і місця розташування
2. типи пристроїв
3. Спосіб застосування
4. Скільки знадобиться панелей для будинку
5. Різновиди сонячних батарей
6. Економія?

Ідею використання сонячного випромінювання як заміну сучасних джерел енергії плекали багато письменники-фантасти. Але те, що раніше вважалося дивом, тепер доступно практично кожному, за рахунок використання сонячних батарей на даху будинків. Така практика популярна в багатьох країнах світу, а тепер, ці технології дійшли до Росії.

Сонячні батареї можуть забезпечити повну автономність від інших джерел живлення - опалення, електроенергія - при дотриманні певних умов. В першу чергу, це доступність прямих сонячних променів - фактор, який може змінюватися в залежності від місця розташування.

Залежність від пори року і місця розташування

Як не дивно, але взимку кількість одержуваної енергії від сонячних променів найменше в два рази. Це за умови, що батареї встановлені під кутом. При горизонтальному монтажі показник збільшується в 7 разів. Це пов'язано з інтерференцією світла. У зимовий період переломлення сонячних променів змінюється.

Найбільш несприятливий період - осінь. Через похмурої погоди характеризує цю пору року, світ не може в достатній мірі проникати крізь хмари, що веде до істотної втрати - 40 разів, у порівнянні з літнім періодом.

Для того щоб визначитися з тим, які регіони є сприятливими для установки панелей, звернемося до таблиці сонячної активності (інсоляції) регіонів Росії. У ній основний показник - це кількість КВт * год / м². Подивившись на річний сумарний результат можна зробити висновок, що самі придатні міста для використання батарей розташовуються на півдні країни. Абсолютний рекордсмен - Астрахань, де встановлено найвищий річний показник інсоляції, рівний 2200,2 КВт * год / м². Недалеко пішли міста на сході країни, де лідер - Владивосток - 2146.7 КВт * год / м². Захід Росії менш придатний для використання сонячних батарей. Тут потрібно дивитися індивідуально по кожному місту. Так, показник Москви - 1514, а Санкт-Петербурга трохи більше 900. Тобто в першому випадку застосовувати панелі рентабельно, а в другому вже немає. Найнесприятливіші райони - північні. Тут інсоляція рідко перевалює за 1000. Придатний рівень інсоляції - від 1200.

типи пристроїв

• Колектор, який при потраплянні сонячних променів нагріває з'єднаний з ним теплоносій.
• Батарея, що виробляє електрику.

Сонячна енергія перетворюється в електричну, за допомогою встановлених фотоелементів. Їх кількість залежить від необхідної вихідної потужності (напруги і сили струму). Фотоелементи розташовуються поруч підключені один до одного послідовно-паралельним з'єднанням.

Дуже громіздкі сонячні батареї незручні в монтажі. Тому менші пристрої з'єднують в каскад, що робиться просто, а результат той самий, якщо не краще. Але чим більше потрібно вихідної потужності, тим більше простору знадобиться для установки додаткових перетворювачів. Найпоширеніший варіант - дах приватного будинку або дачі.

Спосіб застосування

Одна з головних цілей розвитку науки - зробити життя людини простіше при менших витратах. На сьогоднішній день сонячні батареї можуть забезпечити автономним опаленням, незалежним енергопостачанням. Що дозволить уникнути таких неприємностей, як заморозка теплоносія і відключення електрики. Плюсом до всього йде економія на вищезазначених аспектах побуту. Щоб не бути голослівним, наведемо приклад розрахунку використання перетворювача і дізнаємося, чи так все добре як здається.

Для опалення приватних будинків зазвичай використовують електричні котли. В середньому, споживана потужність всього обладнання становить 300 Вт / год. Щонайбільше. Перед індивідуальним розрахунком слід заглянути в технічну документацію котла, де наведені всі параметри. Для отримання потужності 300 Вт / год досить монтажу двох сонячних панелей.

Поширена думка, що такий спосіб забезпечити будинок енергією доступний тільки в сонячну погоду. Це далеко не так. До складу перетворювача входить акумулятор, який накопичує енергію, для подальшого використання. Так що при відсутності прямих сонячних променів в похмуру погоду будинок не залишиться без електрики. За умови, що правильно підібрана ємність накопичувача. Тут, знову ж таки, потрібно відштовхуватися від кількості споживаної енергії.

Скільки знадобиться панелей для будинку

Кількість сонячної енергії змінюється в залежності від пори року в цілому і місяці зокрема. Для розрахунку слід визначитися, для якого сегмента харчування будинки будуть використані сонячні батареї. Якщо в планах повна автономія і 100-процентна незалежність, то орієнтуються по самому «слабкого» місяця в плані кількості сонячних днів. Логічне запитання, що робити з енергією, отриманої в сприятливий сезон? Її можна збирати в накопичувачах, що допоможе зменшити число застосовуваних панелей в принципі. Якщо проживання в будинку / дачі сезонне, то підбір ведеться за тим же принципом. Статистику сонячних днів легко знайти на відповідних сайтах. Слідом вираховуємо споживану потужність всіх електричних приладів. Параметри беремо з паспорта.

Приклад того, як розрахувати кількість перетворювачів. Припустимо, що споживана потужність всіх приладів дорівнює 30 КВт / год. За розрахунковий місяць, перетворена сонячна енергія = 3 КВт / год. Потужність купується батареї = 300 Вт (0,3 КВт). Після нехитрих розрахунків - 30/3 / 0,3 - отримуємо, що для підтримки працездатності всіх домашніх приладів знадобиться 34 сонячних панелі.

Різновиди сонячних батарей

Найбільш ходовий напівпровідник для сонячних батарей - кремній. Він є основою більшості сучасної техніки, з огляду на свою дешевизну, доступності та довговічності. Але його ККД становить усереднені 20%.

На сьогоднішній день затребувані такі перетворювачі:

• Тонкоплівкові. Вони одні з найдешевших. У них несуча поверхня покривається тонким шаром кремнію, поверх якого стелиться плівка. Мінуси пристроїв - коефіцієнт корисної дії не більше 10%. А плюси - здатність «вбирати» навіть розсіяне світло, що дозволяє монтувати панелі на стінах і забезпечить енергією в не безхмарну погоду.
• Полікристалічні. Вони завжди синього кольору. Така особливість бере коріння в технології виготовлення - несучий матеріал обробляється розплавом кремнію. Їх ККД - до 20%. При розсіяному світлі працюють погано.
• Монокристалічні. Найбільш дорогі, але не менш поширені. ККД - до 25%. Виробляються шляхом поділу кристалів кремнію на пластини.

Економія?

Ми живемо в Росії, де тарифи на електрику збільшуються щороку. Кінця цієї тенденції не передбачається. Тому виникає закономірне питання - чи рентабельно використовувати сонячні батареї як повноцінну заміну звичайному електрики? Сучасний ринок пропонує готові системи. Це дуже зручно - не доведеться витрачатися на покупку панелей штучно (що вийде дорожче), не треба шукати відповідний інвертор і акумулятор. Всі вже зібрано, приходь і бери. Середня вартість такої системи 100 000 рублів. Її вихідна потужність = 1,6 КВт. Пікова потужність приватних будинків регламентована з показником 14,5 КВт. Провівши прості розрахунки, отримуємо, що знадобиться 9 систем, що обійдеться в 900 000 рублів.

Тепер порахуємо, скільки середньостатистична сім'я витрачає на електрику. Вартість кіловата приблизно 3 рубля. Сума різниться в залежності від регіону Росії. В середньому людина споживає 100 КВт на місяць. Врахуємо, що на життя в приватному будинку потрібно більше і помножимо цю суму на 1,5. Виходить, що сім'я з трьох осіб витрачає сумарно 450 кіловат на місяць. Це 1350 рублів на місяць. З огляду на, знову ж таки, індивідуальні показники, які можуть варіюватися, округлимо число до 1300. Виходить, що за рік на електрику витрачається 15600 рублів. Це та сума, яку ми економимо при використанні сонячних батарей. Тепер розділимо повну вартість системи на річну економію (900 000/15 600) і отримаємо термін окупності, рівний 57 років. І це як мінімум адже в регіонах, де інсоляція менше панелей знадобиться більше. Термін служби системи - від 25 років. Тобто з високою ймовірністю система не встигне себе окупити за свій термін служби.

Висновок: сонячні батареї має сенс використовувати в тих випадках, коли вартість електрики дуже висока або його взагалі немає.

Схожі статті