Гелиоэнергетика. Реально ли использование солнечных батарей в нашей стране?

До недавних пор при слове «солнечная электростанция» мне представлялись огромные сооружения, расположенные где-нибудь в жаркой пустыне Аризоны. Но недавно довелось побывать в Чехии и Германии, странах вовсе не южных и не пустынных, где сразу поразило огромное количество солнечных батарей.

Они были совершенно разного размера — от небольших, на крышах ларьков в городе, до гигантских полей в сотни квадратных метров, издалека напоминающих синие озера. Стало интересно разобраться, насколько интересна и эффективна гелиоэнергетика применительно к нашим климатическим условиям. Энергия Солнца

Идеальными считаются условия перпендикулярного падения солнечных лучей на поверхность, при этом их мощность весьма велика и равна киловатту на квадратный метр. Это весьма большая величина, но очевидно, что в реальности столько получить трудно — погода и климатические условия сильно различны. Чтобы узнать реальные величины, можно обратиться к статистическим таблицам месячных сумм солнечной радиации. Достаточно набрать в Гугле поисковый запрос «количество солнечной радиации кВт*ч/м2». Для квадратного метра площади получаются следующие данные:

Петрозаводск (январь) — 17кВт*ч, Петрозаводск (июнь) — 166кВт*ч Москва (январь) — 20кВт*ч, Москва (июнь) — 160кВт*ч Сочи (январь) — 60кВт*ч, Сочи (июнь) — 185кВт*ч.

Ну с Сочи все понятно, там все-таки юг, но даже для Москвы оказывается вполне реально иметь 20кВт*ч в месяц всего лишь с одной солнечной панели площадью в 1−2 квадратных метра (КПД, естественно, меньше 100%). Если же говорить, например, об энергоснабжении дачи, используемой в весенне-летнее время, с мая по сентябрь, то для той же Москвы ежемесячными значениями будет более 100кВт*ч в месяц. 100кВт*ч в месяц — это 3кВт*ч в день. Много это или мало?

Обычный компьютер (не топовый игровой) вместе с монитором потребляет около 300Вт, значит, 3кВт*ч хватило бы на 10 часов непрерывной работы. Даже если осветить все комнаты в доме энергосберегающими лампами (допустим, понадобится 10 штук), их суммарное потребление будет 130Ватт, т. е. запаса в 3кВт им хватит для горения в течение суток. Даже такой мощный прибор, как электрочайник, расходует 1кВт*час, т. е. за 5 минут нагрева воды он потребит всего лишь 85 Вт (с дрелью или болгаркой примерно аналогично, вряд ли кто-либо будет сверлить непрерывно более 5 минут подряд). Так что даже 3кВт*ч это не так и мало. И ведь заметим, речь шла о солнечной энергии, поглощаемой всего лишь одним квадратным метром площади преобразователя! Получение солнечной энергии

Из приведенных выше расчетов видно, что теоретически все вполне осуществимо. Конечно, о «теплых полах» или горячей ванне речи не идет, но пользоваться основными благами цивилизации в виде освещения, компьютера, телевизора, водяного насоса или дрели вполне реально. Но как это реализуется на практике?

Во-первых, нужны солнечные батареи. Их цена в России, конечно, немалая, но и не столь запредельная. Для понимания примерного порядка цен: солнечная панель мощностью 100 Вт, с выходным напряжением 12 вольт, стоит порядка 5 тыс. р. Менее мощные стоят дешевле, например, 2500 р. за батарею мощностью 40 Вт. В принципе, вполне реальная цена, чтобы подзаряжать, например, ноутбук. Покупные батареи имеют разъемы, герметичную конструкцию, и прочие удобства для наружного размещения. Если же купить только ячейки (одна ячейка дает напряжение примерно 0.5 В) и собрать из них батарею самостоятельно, та же батарея на 40 Вт обойдется примерно в 800−900 р.

Рассмотрим теперь несколько основных видов солнечных электростанций. Эта классификация не является официальной, ее можно рассматривать лишь для примерной оценки.

1. Питание маломощных потребителей

Если планируется использование солнечной энергии лишь для питания маломощных потребителей (небольшой телевизор, подзарядка ноутбука, сотового телефона), возможно их подключение с помощью DC-DC преобразователя непосредственно к солнечной батарее. Это самый дешевый и долговечный способ, однако батарею придется купить с некоторым запасом по мощности, ведь в пасмурное время ее отдача будет меньше. Также очевидно, что мощные потребители (например, дрель мощностью 250 Вт) напрямую от солнечной батареи (мощностью, например, 100 Вт) работать просто не будут.

2. Использование буферного аккумулятора

Этот способ наиболее универсален, но и более дорогостоящий. К выходу солнечной батареи подключается специальный контроллер, который заряжает свинцовый 12-вольтовый аккумулятор большой емкости. Система работает автоматически и не требует вмешательства человека. Очевидно, что плюсом такой системы является постоянное наличие электричества, а не только в ясное время суток.

Второй и самый важный плюс — возможность использования мощной бытовой техники, ведь мощность, отдаваемая аккумулятором, может быть весьма высока. Но и стоимость такой системы выше: контроллер заряда стоит от 1000 р., также следует учесть стоимость аккумулятора. При желании иметь напряжение 220 вольт, к выходу аккумулятора также может быть подключен повышающий инвертор. Хотя без него можно и обойтись, если подобрать технику, работающую от 12 вольт.

3. Использование сетевого инвертора

И наконец, 3-й способ, который вряд ли будет популярен у нас в ближайшее время. Если солнечных панелей в наличии много, «как гуталина на фабрике», возможна сборка системы с сетевым инвертором, который будет отдавать полученное напряжение обратно в электросеть. Существуют даже и счетчики, способные крутиться в обратную сторону, если отдача энергии больше ее потребления, это позволяет минимизировать расходы на электричество. Но с учетом наших цен на электроэнергию, вряд ли стоимость такой системы окупится.

Наконец, о цене вопроса в целом. Как говорилось выше, самая дешевая солнечная батарея мощностью в 40 Ватт обойдется примерно от 1 т.р. — за самодельный, до 3 т.р. — за покупной вариант. К ней может понадобиться стабилизатор напряжения стоимостью от 150 до 500 р., итого суммарные затраты выйдут в 2−4 тыс. р. Вполне небольшая сумма, чтобы «попробовать».

Если говорить о втором варианте, то дополнительно понадобится контроллер заряда, его цена колеблется от 500 р. за самые дешевые, до 5−6 т.р. за дорогие мощные модели, с ЖК-экраном, ведением логов, USB-выходом и пр. И конечно, понадобится аккумулятор, тут цена тоже может колебаться: от «нуля» — за бывший в употреблении автомобильный аккумулятор, до десятков тысяч — за мощные батареи емкостью в сотни ампер-часов. Приблизительно можно считать, что «электрификация» небольшой дачи может обойтись в 10 тыс.р., а для подключения коттеджа может не хватить и 100 тысяч, все зависит от суммарной мощности потребления.

Что касается 3-го способа, то один только сетевой инвертор стоит более 50 т.р., стоимость солнечных батарей желающие могут прикинуть самостоятельно. Заключение

Как можно видеть, гелиоэнергетика — это не нечто запредельное, используемое только на МКС. Даже в наших широтах это вполне реально, особенно для тех мест, где электричество либо отсутствует (отдаленные дачи, туристические стоянки и пр), либо подается с перебоями, либо его подключение слишком дорого. Причем речь не обязательно может идти о дремучем лесе: как-то в новостях показывали обычную спортплощадку в центре Москвы, при освещении которой использовались альтернативные источники энергии, т.к. согласование и подключение к городской электросети стоило в разы дороже.

И наконец, субъективный фактор: приятно вложить силы и средства в экологически чистый источник энергии, который, во-первых, прослужит долго (заявленный срок службы батарей от 25 лет), во-вторых, не дает нагрузки на окружающую среду — мы и так настолько испортили природу, что пора подумать о ее очистке. По некоторым данным, Германия к 2050 году планирует на 80% перейти на возобновляемые источники энергии. Можно лишь пожелать им успеха в этом деле.


18:21 11.11.2017



Отзывы и комментарии
Ваше имя (псевдоним):
Проверка на спам:

Введите символы с картинки:



Самое интересное

Как Дед Мороз встречался с Сантой-Клаусом? 18+

В преддверии нового 2013 года Санта-Клаус приехал к нашему Деду Морозу для обмена опытом… &nb...

Что такое турецкий кофе? Культурное наследие под э

Мир состоит из множества вещей, большинство которых созданы задолго до нашего рождения и даже рожден...

Штабелеры для склада

Складские штабелеры можно разделить на две большие группы, в зависимости от того, каким образом прои...

Когда вареники самые смачные?

Если кто-то пришел за рецептом, то не тратьте зря время. Нет его здесь. Я же за смак. А это такая су...

Ремонт, отделка

Итак, друзья мои, после многочисленных переживаний, отчаявшихся желаний и ночной бессонницы вы, нако...

Шотландские кошки, выбор породы (разведение скотти

Здравствуйте, дорогие читатели и единомышленники! Меня зовут Елена Щастная, я являюсь владельцем пи...

Пояс для похудения Vibro-shape

 Пояс для похудения "Vibro Shape"- новейший суперэффективный массажный пояс, кот...

Зачем дети едят мел?

Многие вещи человек делает инстинктивно, повинуясь неизвестно откуда возникающим импульсам. Обучаясь...

Как родился хит про сладкие мечты и самый знаменит

В мире поп-музыки мы можем найти немало примеров того, как любовные отношения перетекают в творчески...

Чем очаровывают фарфоровые куклы Марины Бычковой?

С незапамятных времён девочки забавлялись куклами. Их мастерили из травы, соломы, меха, кости, дерев...



Новости развития информационнного портала:

Наш проект создан для людей, стремящихся день за днем совершенствоваться во всех сферах жизни. Каждый для себя найдет что-то интересное и подчеркнет из статьи полезные вещи. На сайте описано огромное количество моментов, которым в повседневной жизни вы найдете практическое применение. Отсутствие навязчивой рекламы, политики и новостных лент, наличие легкого юмора и полезных постов делает наш портал приятным для чтения.

Полезная и познавательная информация, которая собрана на нашем веб-сайте дает возможность ответить на многие интересующие вас вопросы. Для того, чтобы каждый посетитель на нашем портале смог в кротчайшие сроки отыскать нужную, для него информацию, мы максимально упростили интерфейс и улучшили систему поиска необходимой статьи. Теперь нет нужды тратить огромное количество времени для поиска ответа на необходимый для тебя вопрос.