Свобода жизни в собственном доме в современной реальности воспринимается и как энергетическая независимость. Альтернативные источники позволяют как минимум снизить расходы, а в идеале полностью избавиться от централизованных и — самое главное! — очень дорогих ресурсов.
Как перейти в автономный режим
Выбирая солнечные батареи для дома, нужно понимать, что полностью перевести отопление на зелёную энергетику пока не удастся. «Отсрочка» по времени объясняется несовершенством самого жилья. Для любых альтернативных станций важно, чтобы теплопотери были минимальны, то есть дом был надёжно утеплён. Вторая проблема — режим вырабатывания электроэнергии. Основная доля ресурса от солнечных батарей (70%) приходится на период с апреля по сентябрь. В оставшееся время — отопительный сезон — удаётся генерировать порядка 30%, и это количество напрямую зависит от количества солнечных дней.
Пример усреднённого расчёта для средней полосы:
Ежегодно коттедж площадью 100 м2 с утеплением стен и перекрытий требует ~11,5 МВт энергии. Примерно это же количество вырабатывают солнечные батареи 10 кВт — возможность соответствует 30 панелям на 72 элемента (1,64 х 0,99 м, мощностью 350Вт). В любом случае подобная станция выдаёт свой максимум в тёплый период года, когда отопление не используется. В зимние месяцы мощность снижается до 10–15 кВт в день (зависит от погоды), а это существенно ниже потребностей отопительного контура. Ежедневно дом на 100 квадратов требует 120кВт.
Можно ли сократить расходы на отопление, используя энергию Солнца
Для того чтобы снизить затраты, нужно включить в схему ещё одно звено — зелёный тариф. Вырабатывая и продавая излишки энергии в летний период, получится компенсировать часть затрат на оплату отопления.
Принимая решение купить солнечные батареи, можно хорошо сэкономить на производстве горячей воды — в среднем расходы снижаются на 70%. Если у вас дом с бассейном, экономия окажется ещё весомее. Наибольшего эффекта удаётся добиться на этапе строительства, когда солнечная станция рассчитывается и проектируется совместно с основным контуром. В этом варианте к солнечным батареям можно добавить и другие природные источники генерации, например, системы тепловых насосов. Комплексное решение позволит сократить энергопотребление в 4–5 раз, то есть минимизировать зависимость от поставщиков электричества, газа, твёрдого топлива.
Сколько панелей понадобится
Для того чтобы обеспечивать себя энергией в летний период и продавать излишки по зелёному тарифу, можно установить комплект солнечных батарей на 30 кВт (ещё недавно можно было ставить максимум 10 кВт).
В расчёте понадобится свободная площадь на крыше, где можно закрепить панели. Участки не должны затеняться кроной деревьев или рядом стоящими зданиями. Желательно ориентировать плоскости в южном направлении — разница с северным скатом крыши составляет порядка 40%, и эту цифру также придётся учитывать.
Подсчитав свободную площадь солнечных батарей для дома, её нужно перевести в количество панелей.
- Результат делят на 2 (1,96х0,99=1,94 м2 или ~ 2 для панелей с увеличенной площадью).
- На 1,6 (1,64х0,99=1,62 или ~ 1,6 для стандартных модулей).
Предварительная оценка даёт около 90% точности. Зная количество отдельных элементов, можно приступать к расчёту мощности. Каждая стандартная панель генерирует порядка 330–350 Вт. Зная, какие солнечные батареи вы будете устанавливать, умножьте результат деления площади крыши на производительность и получите итоговую мощность.
Пример:
Свободная площадь кровли составляет 120 м2. Для установки выбраны солнечные батареи на 330 Вт с площадью каждой панели 1,6 м2.
- Считаем число панелей 120 м2 : 1,6 м2 = 75 шт.
- Мощность станции составит 75 х 330 Вт = 24,75 кВт.
Основные потребители энергии:
| Наименование | Потребляемая мощность, кВт·ч | Продолжительность работы, ч/день | Общая ежедневная мощность, кВт·ч |
| Телевизор | 50 | 4 | 200 |
| Холодильник | 500 | 12 | 6000 |
| Утюг | 1500 | 0,2 | 300 |
| Стиральная машина | 2000 | 1,5 | 3000 |
| Освещение | 100 | 4 | 400 |
| Компьютер | 500 | 4 | 2000 |
| Электрочайник | 2000 | 0,15 | 300 |
| Всего: | 6650 | 12200 |
Насколько это выгодно
В среднем станция на 15 кВт позволяет получать прибыль за продажу энергии около 2200$US, если объект потребляет в пределах 250 кВт в месяц. Расчёты по зелёному тарифу привязаны к курсу €, то есть доходность всегда будет оставаться на одном уровне. Окупаемость вложений составляет 5 лет с доходностью 20%.
Задачи для солнечных батарей
В случае отключения подачи электроэнергии солнечные батареи могут работать как резервный источник питания. С этой целью достаточно умеренной мощности 3–5 кВт.
Если предполагается использовать станцию на постоянной основе в качестве замены центральной сети, необходимо проектировать систему с аккумуляторными батареями, которые будут накапливать вырабатываемую энергию. В этом случае понадобится оценить пиковую нагрузку.
Для расчёта нужно засечь показания счётчика, после чего включить на определённое время все электроприборы, снять повторные показатели и перевести полученную цифру расхода к одному часу. Например, у вас получилось 5 кВт. Это значит, что разово станция должна выдать аналогичную мощность.
Среднее потребление в день вычисляется по квитанциям. Берётся количество за год, делится на 365 дней и умножается на поправочный коэффициент 1,2. Предположим, получилось 10кВт. Это количество должно вырабатываться солнечными батареями ежедневно, то есть нужна станция примерно на 10 кВт (лучше поставить с запасом на 12–15 кВт).
Мощность 10 кВт соответствует 30 панелям по 330Вт. Следующий шаг — выбор аккумуляторов. В варианте Gel и AMG, имеющих ёмкость 250 А·ч, нужно приобрести 8 элементов. Если переходить на литий ферро–фосфатные батареи, понадобится 4 устройства. Для того чтобы в пиковый момент станция выдала нужные 5кВт, в систему включают инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный.
Стоимость солнечных батарей, работающих в автономном режиме, составляет 17000–25000 $US, и это немало. Если есть возможность включать в схему центральную энергосеть, от неё не следует отказываться. В комбинированном режиме получится использовать возможности станции по максимуму в летнее время за счёт продажи излишков по зелёному тарифу, а зимой разница между производительностью станции и фактическими потребностями будет покрываться поставщиком ресурса.
Текущие положение и перспективы развития альтернативных методов показывают, что в ближайшем будущем генерация энергии из природных источников перейдёт в разряд основных схем, поэтому разумно подключаться к вечной энергетике уже сегодня.