- Категория
- Энергетика
- Дата публикации
- Переключить язык
- Читати українською
Экономия или автономность: что следует знать о солнечной электростанции для бизнеса или частного дома
Риски дефицита в энергосистеме мотивируют бизнес и население рассматривать альтернативные источники питания электроэнергией. Одним из способов снизить потребление или даже обеспечить автономность от сети являются солнечные электростанции.
После новой волны масштабных атак на украинскую энергосистему и масштабных разрушений маневровой генерации стало понятно, что энергетики не смогут починить разрушенные электростанции до начала отопительного сезона. В этих условиях дефицит в энергосистеме возможен уже летом, когда атомные электростанции будут выходить в ремонт. Поэтому населению и бизнесу следует позаботиться о резервном питании, которое не будет зависеть от перебоев в энергосистеме.
Одно из таких решений — солнечные электростанции, которые подойдут, как для частного дома, так и для небольшого бизнеса. Для частных домохозяйств это позволит обеспечить определенную автономию, защититься от отключений, а также сэкономить при оплате счетов за электроэнергию. Однако, поскольку цена на электроэнергию для населения значительно ниже рыночной, окупаемость установки таких систем для дома будет долгой. Так что устанавливать солнечную электростанцию целесообразно будет не с целью экономии, а для комфорта и автономности.
Для небольшого бизнеса, который платит за электроэнергию значительно больше населения, есть смысл устанавливать солнечные панели, чтобы сэкономить на платежках. По оценке экспертов, окупаемость солнечной электростанции без системы накопления может составить от 3 до 5 лет. А вот обеспечить полную автономность от сети будет сложно и дорого, особенно для производственных предприятий, которые потребляют много электроэнергии.
Следует также понимать, что пик генерации солнечной электроэнергии приходится на дневные часы теплого времени года. Так что вряд ли такая система поможет в осенне-зимний период, когда солнечная активность низкая, а потребление в энергосистеме и риски отключений выше. Поэтому эксперты советуют дополнять солнечные электростанции бензиновыми или дизельными генераторами, что обеспечит резервное питание в холодное время года.
Как обустроить солнечную электростанцию для дома
СЕО компании PDM Engenering, которая занимается проектированием солнечных и ветровых электростанций, Станислав Мельник считает, что для среднего домохозяйства с потреблением до 500 кВт-ч в месяц подходят системы, содержащие гибридный инвертор с возможностью подключения аккумуляторных батарей 5 кВт-ч, а также солнечные панели мощностью в 6 кВт. Также в эту систему следует интегрировать небольшой бензиновый генератор, чтобы обеспечивать питание в зимний период обеспечивать, когда солнечная активность небольшая.
Генератор может выполнять две функции. Во-первых, его можно использовать в качестве дополнительной подзарядки аккумуляторов параллельно с солнечными батареями, но в таком случае ресурс батарей закончится быстрее, потому что именно они будут питать дом и будут в буферном режиме между генерацией и потреблением. Лучшим вариантом будет использовать генератор таким образом, чтобы он мог потенциально обеспечить питанием все домохозяйство, но так, чтобы он включался только в крайнем случае, когда аккумуляторы разрядились до определенного процента, а солнца нет.
При формировании бюджета такой системы Мельник советует рассчитывать не менее $1,5 тыс. за 1 кВт солнечных панелей с аккумуляторными батареями. Стоимость генератора составит от 50 тыс. гривен за аппарат мощностью 5 кВт до 250 тыс. гривен – за 12 кВт.
"Я считаю, что лишняя экономия здесь неуместна. Генератор нужно обслуживать, нужно чтобы на него были запчасти и другие расходные материалы. В 2022 году многие купили китайские генераторы на которые в Украине невозможно было найти запчасти. То есть надо смотреть, чтобы компания продающая генераторы обеспечивала хоть какую-то сервис-поддержку".
Говоря о батареях, Мельник советует все же обратить внимание на литиевые. Если еще 5 лет назад такое решение для дома считалось роскошью, то сейчас цена на них существенно упала и они стали довольно распространенными. В качестве альтернативы можно рассмотреть свинцово-кислотные, которые значительно дешевле, однако более чувствительны к температурному режиму, поэтому перепад температуры на 5 градусов выше +25°С для них будет означать существенное уменьшение срока службы.
На рынке могут присутствовать три разновидности литиевых батарей. Литий-ионные и их разновидность литий-полимерные аккумуляторы, также встречающиеся в смартфонах и ноутбуках, могут выдержать цикл от 500 до 1000 циклов зарядок перед тем как батарея начнет деградировать. Литий-железо-фосфатная батарея позволяет увеличить этот показатель до 4000. Также среди преимуществ литий-железо-фосфатных батарей — быстрая зарядка до полной емкости 1-1,5 часа.
Свинцово-кислотные аккумуляторы — дешевые и могут эксплуатироваться довольно продолжительное время в буферном режиме, то есть постоянно подзаряжаться и одновременно отдавать ток. Однако они чувствительны к полной или даже сильной разрядке. Кроме этого при неправильной эксплуатации они могут выделять взрывоопасный водород. Не следует хранить такие аккумуляторы в закрытом помещении. Разновидностью свинцово-кислотных аккумуляторов являются гелевые. Их особенностью является то, что электролит находится в виде геля. Такие аккумуляторы более устойчивы к глубоким разрядам, они не выделяют газов, но они дороже аккумуляторов с жидким электролитом. Основным недостатком свинцово-кислотных и гелевых аккумуляторов также значительная продолжительность зарядки — 10-12 часов.
"Емкость аккумуляторов подбирается индивидуально для каждого потребителя. Кому-то достаточно чтобы у него заряжался только мобильный телефон, роутер и ноутбук. В таком случае аккумулятор будет держать заряд до 8 часов. А кто-то хочет заживить электрический котел, тепловые насосы и это совсем другая нагрузка. В системах, которые мы проектировали, мы пытались найти оптимальное решение для обеспечения четырех часов бесперебойного питания для критически важного оборудования".
В компании "Сонцедім", которая занимается продажей и установкой солнечных панелей, рассказывают, что для дома с месячным потреблением от 500 кВт-ч оптимальным решением станет система, включающая инвертор, солнечную электростанцию мощностью 5-6 кВт станцию, а также аккумулятор на 10 кВт-ч. Если при выключении света в доме не будут включать энергоемкие приборы, такие как электроплита или сушка, то заряда аккумулятора в 10 кВт-ч будет хватать на 10 часов.
Систему для дома можно построить под любой бюджет. Сейчас это гораздо доступнее и проще, чем раньше. Если у Вас есть тысяча долларов, то даже за эти деньги можно приобрести определенное оборудование, которое позволит частично закрыть потребности. А вот хорошая электростанция с аккумуляторами обойдется в пределах 1000 долларов за кВт установленной мощности.
В условиях дефицита средств, можно сэкономить на аккумуляторах, например вместо литий-железо-фосфатных использовать свинцовые или гелевые, которые будут стоить вдвое дешевле, но гарантия на них будет всего 2 года, тогда как на литий-железо-фосфатные модели производитель дает гарантию на 5 -10 лет. Также важен выбор инвертора для дома. Следует обратить внимание, что не каждый инвертор может работать с бензиновым генератором.
Также при построении автономной системы с небольшим бюджетом можно разделить установку этой системы на этапы. Для начала можно установить инверторы и аккумуляторы. Аккумуляторы будут питаться от системы, а при отключении обеспечивать резервное питание. В будущем можно будет установить себе солнечные панели, которые будут заряжать аккумуляторы и летом это позволит вообще не брать электроэнергию от системы.
Решения для бизнеса
Эксперт по энергоэффективности YASNO Energy Efficiency Олег Кабашний говорит, что для расчета стоимости солнечной электростанции для бизнеса нужно учитывать два параметра. Первый параметр — сколько будут стоить ее составные части. А именно фотоэлектрические панели, их крепления, инверторы, кабели, аккумуляторы для хранения сгенерированной энергии. Второй – цена за 1 кВт установленной мощности. В долларах она стартует сейчас от $500-600. В среднем панели размером 110 см на 220 см на станции генерируют от 500 Ватт энергии. Чем больше панелей будет установлено, тем больше энергии сможет получать потребитель.
"Окупаемость такой станции также рассчитывается по двум параметрам. Первый - сколько было потрачено на всю технику, из которой состоит станция. Второй - сколько абонент платит за электроэнергию. Для промышленных потребителей - компаний, предприятий и т.д. — солнечные энергостанции окупятся быстрее, поскольку они платят за электроэнергию по большему тарифу. Их срок окупаемости составляет примерно 3 года".
Мельник объясняет, что при установке солнечных станций для бизнеса обеспечить автономность системы будет достаточно сложно и дорого. В этом случае солнечные станции являются решением, которое позволит сэкономить средства компенсируя коммерческий тариф.
По словам эксперта, при установке такой системы для начала нужно понимать, куда устанавливаются панели. Если на землю, то необходим соответствующий участок. Если на крышу, то нужно убедиться, что она прочная и выдержит конструкцию из фотоэлектрических панелей. Кроме этого следует учитывать момент прямого попадания солнца на панель. Если установить ее там, где будет много деревьев, отбрасывающих тень на панели, то они будут генерировать меньше энергии, чем могли бы. Также необходимо найти помещение для инверторов и аккумуляторов, где температура будет не ниже 10 градусов и не выше 30.
Мельник объясняет, что при установке солнечных станций для бизнеса обеспечить автономность системы будет достаточно сложно и дорого. В этом случае солнечные станции являются решением, которое позволит сэкономить средства компенсируя коммерческий тариф.
Малый бизнес, такой как кофейни и небольшие магазины, в последнее время также активно устанавливают солнечные электростанции. Для таких потребителей многое будет зависеть от локации. Например, у некоторых кофеен на первом этаже многоквартирных домов есть навес, который выходит на дворовую территорию. На этом свесе можно установить определенное количество кВт солнечной электроэнергии. Еще одним решением будет договориться с ОСМД и установить панели на крыше такого дома.
Также эксперт советует учитывать параметр "полезного потребления", поскольку далеко не всегда пик генерации электроэнергии солнечной электростанцией и пик потребления бизнесом совпадают.
"В прошлом году я составлял технико-экономическое обоснование электростанции для тепличного кооператива. В них основное потребление было на полив, который происходил утром и вечером, то есть в, то время, когда солнечная электростанция не производила много электроэнергии. И по моим расчетам им выгоднее было ставить не сетевую станцию на собственное потребление, а систему, которая вместе с компенсацией потребления электроэнергии позволила обеспечить автономную работу их кооператива".
Он отмечает, что для того тепличного кооператива срок окупаемости проекта составил около 9 лет. Но для станции, где солнечные батареи без накопления будут работать сугубо на компенсацию потребления электроэнергии по зеленому тарифу, окупаемость обычно составляет 4-5 лет.
Следует также учитывать, что панели и аккумуляторы со временем деградируют. Каждый изготовитель солнечных панелей декларирует процент деградации в год. Сейчас солнечные панели от топовых производителей деградируют на 0,1% в год. Поэтому в среднем срок службы фотомодулей составляет 25-30 лет, срок службы литий-железо-фосфатного аккумулятора может составить до 20 лет, и еще 20 лет может прослужить инвертор при его правильной эксплуатации и уходе за ним.