Современные технологии активно внедряются в повседневную жизнь. Теперь домашние солнечные батареи – популярная разработка, которой пользуются владельцы загородных домов. Преобразование тепловой энергии в электрическую позволяет дачникам экономить в теплое время года, но окупает ли это изначальную стоимость установки?
При покупке солнечных батарей для загородного дома учтите, что дороже обойдутся не сами солнечные батареи, а их установка. Чтобы система бесперебойно работала в весеннее и летнее время, необходимо приобрести контроллер заряда, инвертор с функцией записи и хранения данных (ЗУ), аккумуляторы для накопления энергии, автоматы постоянного тока, предохранитель и кабели для соединения всех элементов системы и подключения к электроприборам.
Общий вес всех компонентов составляет от 50 до 700 кг, что вызывает трудности при транспортировке: необходимо заказывать грузовик или отдельно договариваться с компанией, продающей солнечную электростанцию, о доставке и установке. Как правило, во втором случае перевозка выходит дешевле: компания делает скидку покупателям. Если вы приобретаете солнечную батарею для дома, цену эффективнее всего рассчитывать, исходя из среднесуточного потребления энергии. Как правило, семья из 2-3 человек растрачивает около 194 кВт в месяц при экономном использовании электроприборов, если проживает в квартире. Это около 6,5 кВт в сутки, или 271 Вт*ч/сут. На даче расход энергии увеличивается, так как покрываемая площадь больше. Тем не менее в солнечную погоду установку можно использовать в качестве самостоятельного источника энергии, если расход составляет до 5кВт*ч в сутки, но стоимость таких мощных систем достигает 700 тыс. руб. Если вы собираетесь купить солнечные батареи для дома, стоимость комплекта напрямую зависит от того, на что рассчитана система: Если вы не проживаете в загородном доме постоянно, рекомендуется не покупать мощные солнечные электростанции. Аккумуляторы будут быстро накапливать энергию в ваше отсутствие, а все остальное время установка будет простаивать. Установить солнечные батареи для дома можно своими руками, но работа эта достаточно кропотливая: вам необходимо с помощью кабелей подключить батареи к основной системе электроснабжения. Малейшая ошибка в расчетах – и дом обесточен до приезда электриков. Профессионалы в данной области рекомендуют любителям даже не пытаться делать монтаж самостоятельно: стоимость ремонта в случае неудачи в разы превысит цену на услуги грамотного инженера.
Мощность и цена
Виды солнечных батарей
Монтаж батарей своими руками
О целесообразности использования солнечных батарей для загородного дома в отсутствии центрального энергоснабжения и говорить не стоит. Такие системы полностью окупаемы и крайне экономичны, если сравнивать с генераторами, работающими на ископаемом топливе. А как же быть с квартирой? Насколько целесообразны солнечные панели для многоквартирных домов или отдельных квартир? Каковы особенности установки и эксплуатации подобных систем мы попробуем разобрать в этой статье.
Особенности установки и эксплуатации солнечных электростанций в многоквартирных домах
В последние годы стало крайне модно строить «Эко дома», в том числе многоэтажные комплексы с низким потреблением энергии, энергоэкономичным освещением на светодиодных лампах или геотермальном отоплении. Проснулся интерес людей и к солнечной энергии, как возобновляемому и бесконечному источнику электрической энергии. Солнечные электростанции столь часто стали встречаться в пригородах мегаполисов и новостных СМИ, что вероятно не осталось ни одного человека, который хоть краем уха не слышал об этой технологии. Но использование новой технологии в высотных, многоквартирных комплексах подчас таит в себе много ограничений:
- пространство, возможное для установки солнечного массива, как правило, слишком мало в отношении к потреблению энергии на квадратный метр площади здания;
- затенения от рядом стоящих зданий;
- высокая первоначальная стоимость оборудования,
Все это делает невозможным внедрение солнечных систем в уже существующую инфраструктуру. Ведь обосновать каждому жителю многоквартирного дома стоимость внедрения новинки подчас невозможно. Поэтому на практике «солнечные дома» проектируют еще задолго до того, как они буду возведены, подбирая места расположения и инфраструктуру, наиболее удовлетворяющую требованиям систем энергообеспечения. На этапе проектирования инженеры продумают все нюансы, максимально снижая будущие энерго- затраты жильцов. Или солнечные панели устанавливают в домах для обеспечения общих нужд, таких как:
- освещение подъездов и близлежащих территорий;
- питание системы безопасности и связи;
- бесперебойное энергоснабжение электрики котельных и прочие системы общего пользования.
Обосновать такие системы значительно проще, а затраты на их первоначальную установку, как правило ниже и окупаются быстрее, принося пользу каждому жильцу.
Третий вариант применения фотоэлектрических элементов в многоквартирных домах – индивидуальные системы резервного энергоснабжения, установленные жильцами отдельных квартир для собственных нужд. Как правило, проблемы, с которыми сталкиваются владельцы квартир, мечтающие о солнечных электростанциях, имеют самый широкий спектр:
- невозможность установки системы на крыше здания по причине отказа управляющей компании;
- отсутствие окон и соответственно прилегающих стен (иногда балконов) ориентированных на юг;
- затенения от деревьев и близлежащих зданий, и как результат, ограниченные площади для размещения массива солнечных батарей;
- запрет управляющих компаний на монтаж постороннего оборудования на фасад дома;
- прочие ограничения по установке остальных компонентов оборудования.
Но, несмотря на длинный список ограничений, находчивые жильцы многоэтажных домов все же устанавливают резервные системы, лаконично вписывающиеся в дизайн высотных многоэтажек.
Нестандартный дизайн балкона или мини-электростанция в квартире?
Балкон, расположенный на юг и радиотехническое образование владельца этой квартиры предопределили будущее её жильцов. Теперь им не страшны временные отключения или перебои в электросети. А счета за свет будут мелькать меньшими цифрами. Ведь на балконе этой квартиры, вместо привычных ПВХ панелей - стоят солнечные батареи.
Четыре монокристаллические солнечные панели идеально вписались в каркас обычного балкона, заменив не функциональные его элементы. Ориентированные почти строго на юг, они не затенены рядом стоящими домами, и вырабатывают почти максимум возможной энергии. При этом батареи не нарушают общий дизайн здания, не бросаясь в глаза и лаконично сосуществуя с другими элементами дома.
Летом такая система вырабатывает 1.0 -1.5 кВтч в сутки и может обеспечивать энергией небольшой холодильник или энергосберегающее освещение квартиры. Зимой, когда инсоляция в значительной степени падает, система будет выполнять функцию «бесперебойника», при отключении сетевого электричества.
- Рекомендации по правильной установке
- Экономическая обоснованность
Успешно применяются многим людьми в своих частных домах. Переход на альтернативное энергоснабжение шаг ответственный и требует тщательной подготовки и просчетов эффективности и окупаемости . Но не всем повезло иметь частное жилище, а воспользоваться достижениями в современной альтернативной энергетике хотят достаточное количество жителей. Для тех, кто при отсутствии своего дома имеет непреодолимое желание использовать бесплатную энергию можно предложить для квартиры.
Сразу нужно предостеречь, от мысли, что после смогут полностью обеспечить электроэнергией всю жилплощадь. Этого не произойдет, так как в наших квартирах имеются очень энергоемкие устройства, к примеру: электроплита, утюг, телевизор, обогреватель, которым не хватит заряда модулей. Поэтому перед установкой солнечных модулей в многоквартирном доме, лучше несколько раз подумать и посчитать экономическую эффективность всего мероприятия.
Если после расчетов было принято решение о неминуемой установке, следует покупать основные части схемы:
- солнечные батареи,
- инвертор,
- аккумуляторы,
- контроллер.
Основные проблемы вызывающие наибольшие трудности - это место расположения батарей и аккумуляторов . Для правильной работы, солнечные батареи должны находиться максимальное количество времени под воздействием солнечных лучей. В квартире, таких мест для установки крайне мало. Поэтому выбор не велик. Для этого подойдет балконное остекление и ближайшие к балкону стены.
Чаще всего, установка осуществляется на стекла балкона. Конечно, это влияет на естественное освещение в квартире. Но есть в этом и положительные моменты, например задержка ультрафиолета. Крепление световых панелей происходит непосредственно на стекло или вместо него, в балконную раму.
Причем, обязательным является условие нахождения балкона на солнечной стороне. В противном случае устанавливать солнечные батареи нет никакого смысла.
После грамотной установки панелей, возникает следующая проблема, от которой также не получиться уклониться. Под такой проблемой подразумевается поиск места для расположения накапливающих элементов. В средний комплект для квартиры могут входить до 20-30 аккумуляторов. Площадь, мягко говоря, не маленькая для квартиры в панельном доме. Размещение такого количества аккумуляторов может стать настоящей проблемой.
Этот вопрос многими был решен размещением подобных элементов в верхней части потолка балкона. Как правило, это крайне редко используемое место. Соорудив специальную, полку все аккумуляторы можно установить, так чтобы они не только не мешали, но и не были особо видны. Не стоит забывать о массе аккумуляторов. Так как вес каждого может достигать 15-20 кг , полка обязана быть надежной, чтобы не разрушиться под действием пары десятков батарей.
Также стоит уделить внимание теплоизоляции полки и находящихся на ней аккумуляторов. Дело в том, что в холодное время года емкость аккумуляторов может значительно снизиться, если не защитить их от морозов. Поэтому для того чтобы солнечные батареи не работали впустую, теплоизоляция аккумуляторов должна быть достаточно качественной.
Влияние солнечных источников на устройство быта
Правильная установка альтернативных источников не принесет никаких результатов, кроме ненужных затрат, если не пересмотреть свой взгляд на использование некоторых электроприборов. Однозначно, что переход на солнечные батареи диктует свои обязательные условия.
Перед установкой батареи необходимо отказаться, по возможности, от всех мощных потребителей и заменить их на менее энергоемкие. К примеру, телевизор, особенно плазменные панели, лучше поменять на компьютер или ноутбук. Они менее энергоемкие и позволят экономить драгоценные киловатты каждый день. Также обязательным условием станет использование энергосберегающих лампочек, а идеальным вариантом послужит применение светодиодных осветительных приборов.
Солнечные батареи делают невозможным применение таких потребителей как: электропечь, стиральная машина, нагревательный котел, обогреватель. Поэтому подобные электроприборы лучше оставить на центральном энергоснабжении.
Экономическая обоснованность
Солнечные батареи хорошо выручают в тех районах, где нет центрального электроснабжения или стоимость электричества достаточно высока. Применение подобных источников обоснованно в частных домах, так как они имеют значительную площадь для установки модулей. В многоквартирном доме, где существует ощутимый дефицит установочного пространства, солнечные батареи не принесут желаемого результата, в силу малой выходной мощности.
На сегодняшний день производительность световых панелей едва достигает 20-25% . Эта цифра получена в идеальных условиях, а квартира или балкон не является таковыми. К тому же, батареи в многоквартирном доме, как минимум, 40% времени будут находиться в тени, что значительно снизит эффективность всей установки, а повысит ее увеличением самих модулей не получиться из-за отсутствия свободного места.
Все эти особенности, в совокупности со стоимостью и сроками окупаемости солнечных панелей, подталкивают к вполне логичному выводу, что установка подобных источников питания в многоквартирном доме не целесообразна, и приведет скорее к значительным затратам и потере свободного места, нежели к ощутимой экономии на электроэнергии.
Говоря о солнечных батареях, каждый из нас, в первую очередь, подразумевает их использование где-нибудь на даче или в своем загородном доме. Но мало кто задумывается, что батареи, потребляющие энергию солнца, можно устанавливать даже на крыше многоквартирного дома, причем в этом случае солнечная система будет иметь гораздо больше плюсов.
Подобная практика очень развита во многих европейских странах, но радует то, что и Россия не отстает от них. Десятки домов в различных регионах страны уже оборудованы солнечными батареями, которые позволили снизить расходы на освещение в несколько раз. Кто является первопроходцем? Как организовать эту систему? Ответы на это и другие вопросы в следующих разделах.
Для чего пригоден комплект солнечных батарей
Говорить о полном исключении центральной энергосети из жизни жильцов многоквартирного дома не приходится. В каждой квартире работает немалое количество электроприборов, и для их питания солнечная система явно не подойдет. А вот уличное, подъездное освещение, работа лифтов, отопление вполне может осуществляться за счет энергии солнца.
Помимо установки солнечных батарей нужно будет предусмотреть замену привычных ламп накаливания светодиодными светильниками, потребляющими гораздо меньшее количество энергии. А использование датчиков движения позволит включать освещение лишь в случае необходимости, исключая работу светильников в течение всей ночи. Практика показывает, что подобная система позволяет снизить цену за 1 кВт в среднем на 70-90%.
Организация системы для многоквартирного дома
Чем выше мощность приобретаемой солнечной системы, тем выше ее цена, но с другой стороны, тем меньше стоимость одного отдельного элемента. Комплект солнечных батарей, приобретаемый жильцами всего дома, обойдется гораздо дешевле из расчета на одного человека, в сравнении с системой, устанавливаемой в загородном доме. Система, состоящая из СБ, имеет следующие плюсы:
- Отсутствие необходимости в дополнительных площадях для установки. Комплект солнечных батарей монтируется на крыше дома и на его боковой стороне, ориентированной на юг.
- Накопленную в течение светового дня энергию можно расходовать на освещение и работу лифтов в ночное время.
- Высотные дома исключают один из главных недостатков монтажа на крыше – затененность объектами, расположенными по соседству. Это способствует хорошей освещенности установленных панелей и, как следствие, высокой производительности.
- Крыши большинства домов плоские, что также упрощает монтаж батарей.
Получается, что выгода солнечных панелей для квартиры будет гораздо больше, чем для дачного дома. К примеру, в Швейцарии подобная система для многоквартирного дома была реализована еще 20 лет назад. Установленный на нем комплект СБ используется для отопления и нагрева воды для бытовых нужд. В России аналогичные системы не имеют такого массового масштаба, но тоже существуют. Более подробно в следующем разделе.
Солнечные дома в российских регионах
Начнем, пожалуй, со столицы. В качестве экспериментальной площадки, на который был установлен комплект из четырех солнечных панелей, послужил дом №15, расположенный в Леонтьевском переулке. Причем эта идея была осуществлена уже 6 лет назад. На сегодняшний день это не единственный солнечный дом в Москве. Отличилась также и администрация Святошинского района, по инициативе которой 18 батарей было установлено на крышу дома по адресу Булгакова, 19. Генерируемая энергия расходуется на освещение лестничных площадок, чердаков, подъездов. По словам разработчика солнечного комплекса в Леонтьевском переулке, их система окупилась уже за 2 года.
В октябре нынешнего года в Красноярском крае сдали энергосберегающий дом, который отапливается за счет того, что на крыше дома установлен комплект коллекторов, нагревающий воду в котлах в подвале здания. Подобные системы реализованы также в Кемерово и Алтайском крае. Не остались в стороне и жители Екатеринбурга. По своей личной инициативе товарищество дома по адресу Родонитовая, 8 установило комплект коллекторов, который планируется использовать для обогрева квартир. Конечно, речь идет о дополнительном источнике теплоснабжения, но и это уже большой прорыв для россиян.
Наибольшее количество домов, освещение в которых реализовано с использованием СБ, встречается на Кавказе. В станице Ессентукской уже, по меньшей мере, 7 домов были отключены от центральной сети энергоснабжения благодаря установленным солнечным модулям, аккумуляторам и светодиодным лампам. Это позволяет ежемесячно экономить собственникам квартир до 2-х тысяч рублей. А в Новочеркасске в июле этого года сдали в эксплуатацию дом, снабжение горячей водой в котором также обеспечено СБ.
Статью подготовила Абдуллина Регина
Солнечные батареи на крыше екатеринбургского дома:
В настоящее время набирает популярность использование энергогенерирующих технологий и устройств в частном пользовании. Это позволяет в некоторой степени экономить на затратах по отоплению и энергообеспечению жилища. Многоэтажные дома считаются отличным вариантом для размещения подобных систем, поскольку в большинстве случаев воздействие солнечного света носит максимальный характер. Солнечные батареи на балконе квартиры смогут обеспечить работу таких приборов, как светильник, который сможет полноценно освещать балкон, лоджию и другие комнаты, зарядку небольшой аккумуляторной техники, приборов и т. п.
Солнечная батарея на балкон может в среднем произвести более 2500 Вт, в зависимости от площади батареи, ее эффективности, а также времени года и погоде. Светильник в кладовке или на улице, радиоприемник или небольшая бытовая техника, ноутбук или телефон – это лишь неполный перечень того, чью нормальную работу может обеспечивать небольшие солнечные батареи. На сегодняшний день пользуются популярностью садовые светильники для частных домовладений, однако, использование солнечных батарей во многоэтажных домах стало также не менее популярным.
Установка солнечных батарей не требует дополнительных согласований или разрешений органов или учреждений, которые эксплуатируют жилое здание. Основным из условий беспрепятственного использования такой инновационной системы, как солнечная батарея на балконе, является отсутствие дискомфорта соседей и обеспечение безопасности лиц и материальных ценностей, которые находятся или расположены в непосредственной близости от жилого дома.
Многие производители и пользователи декларируют множество преимуществ использования энергии солнца, благодаря которым спрос на подобные технологии растет с каждым годом. К таковым следует отнести:
- Экономия затрат на электроснабжение жилого помещения (при этом можно освещать квартиру, подъезд или установить светильник, который может освещать весь двор);
- Экологически чистая технология генерации электроэнергии;
- Долгий срок службы;
- Установка солнечной батареи может быть осуществлена своими руками;
- Солнечная батарея на балконе является альтернативным источником энергии, пусть и неполноценным, на случай отключения основного электроснабжения;
- Солнечная батарея на балкон легко монтируется и не требует дополнительных затрат на периодическое обслуживание.
Несмотря на многие преимущества, подобные системы имеют и ряд недостатков, которые, однако, не влияют на техническую и рациональную привлекательность подобной технологии. К «минусам» использования солнечных батарей на балконе или лоджии можно отнести:
- Массивные аккумуляторы, в которых накапливается энергия. Их размещение на балконе существенно уменьшает полезную площадь этого помещения;
- Высокая стоимость готового оборудования. В данном случае можно значительно сэкономить на сборке системы своими руками, однако, составляющие компоненты и детали также отличаются высокой стоимостью;
- Солнечная батарея на балконе квартиры эффективна и полезна лишь в светлое время суток при ясной погоде.
Солнечные батареи имеют различную эффективность, которая во многом зависит от типа используемого фотоэлемента. Существуют следующие их виды:
- Поликристаллы кремния. Наиболее популярный фотоэлемент в солнечной батарее, потому как имеет оптимальное соотношение цены и производимого электричества. Кроме того, батареи из поликристаллов кремния значительно проще монтируются. Отличаются синеватым цветом.
- Монокристаллы кремния. Более производительны, чем поликристаллический вариант батарей, но и более дорогой. Их отличительная особенность – их форма. Она представляет собой многоугольник. В этом и основной их недостаток – собрать такиэ фотоэлементы в цельную панель без зазоров – невозможно, поэтому они плохо подходят для монтажа на балконе из-за ограничения в пространстве.
- Аморфный кремний. Менее производительный тип фотоэлемента, по сравнению с кремниевыми. Тем не менее, тоже достаточно часто применяется для монтажа на балконе.
- Теллурид кадмия. Фотоэлемент в виде тонкой пленки, до 0,5 мм. Может быть использована поверх остекления, что создаст эффект тонировки.
- CIGS. Это полупроводниковый материал, также выглядит как пленка, но более производителен, чем панель на основе теллурида кадмия.
Различные виды фотоэлементов генерируют различное количество энергии. К примеру, панель площадью 1 кв. м. из монокристаллического кремния генерирует до 125 Ватт, а такая же площадь аморфного кремния даст только 50 Ватт. Кроме того, на них по-разному влияют различные погодные условия. Монокристаллические панели сильно теряют производительность при облачной погоде, а поликристаллические вырабатывают ту же мощность. Напоследок, отличаются и их эксплуатационные характеристики – срок службы монокристаллической панели – до 30 лет, поликристаллической – до 20.
Солнечная батарея на балкон предусматривает использование специальных аккумуляторов, которым противопоказаны низкие температуры и повышенная влажность. Именно поэтому, перед тем как устанавливать подобные системы, необходимо позаботиться об утеплении лоджии или балкона.
В том случае, когда это помещение имеет достаточный уровень теплоизоляции, можно приступать к монтажу солнечных батарей.
Солнечные батареи на балкон представляют собой фотоэлементы в форме пластин, которые устанавливаются с расчетом прямого попадания на их поверхность солнечных лучей. Для их надежного размещения формируется каркас из металлического или алюминиевого профиля с толщиной сторон около 50 мм. Для соединения частей каркаса используют электрическую сварку. Расстояние между горизонтальными профилями не должно быть больше 20 см. Металлический каркас надежно крепится при помощи болтовой стяжки к стенке балкона с учетом того, что будет обеспечен полный доступ пользователя ко всей поверхности фотоэлементов с целью ухода за ними.
Следует учитывать тот факт, что угол падения прямых солнечных лучей меняется на протяжении всего дня, поэтому нелишним будет предусмотреть возможность регулировки угла наклона основного каркаса, что позволит рационально использовать солнечные батареи на балконе.
Каркас должен быть обработан антикоррозийными средствами или красками, что надежно защитит от воздействия атмосферных осадков.
После того как внешняя часть системы установлена и соединена с аккумуляторами, их необходимо связать с группой потребителей электроэнергии силовым проводом.
