Целесообразность и окупаемость солнечных батарей

Автор: | 28.02.2016
Рассмотрим вопрос о том, насколько целесообразно устанавливать солнечные батареи для питания загородного дома или даже квартиры. Цены актуальны на весну 2017 года, расчёты выработки батарей для Северо-Западного и Центрального региона России.
Солнечные батареи люди хотят использовать обычно в трёх случаях:
1. Электричества в доме нет вообще, то есть, не подключено городское питание
2. Электричество часто пропадает на несколько часов или даже дней
3. Электричество есть, но хотят экономить
Рассмотрим все три случая. Посмотрим, что нужно для расчёта окупаемости батарей, и насколько вообще они целесообразны в этих трёх случаях.

1. Электричества нет вообще

То есть, городской линии питания нет и не предвидится. Или её подведение стоит очень больших денег, тогда надо оценить, стоит ли вкладываться в солнечную электростанцию или лучше заплатить за подведение линии питания.
Вот общая схема солнечной электростанции. Батареи дают электричество (от 5 до 30 вольт в зависимости от освещённости), контроллер делает из них 12 либо 24 либо 48 вольт, которые заряжают аккумуляторы (один аккумулятор — 12 вольт, два — 24 вольта, 4 -48 вольт или в зависимости от липа их соединения).
Инвертор делает из напряжения аккумуляторов 220 вольт переменного тока и питает нагрузки в доме. Если есть линия городского питания, то инвертор может от неё заряжать аккумуляторы, при отключении питания он мгновенно переключится на генерацию синусоиды 220 вольт.
Схема солнечной электростанции
Нужно определиться с двумя цифрами: максимальное пиковое потребление дома и количество электричества, необходимое в сутки. Пиковое потребление определяет максимальную мощность инвертора, которую он способен дать. А количество электричества (измеряется в киловаттах-часах в сутки) — это основная характеристика, которая нам нужна. Эта цифра определяет, сколько электричества надо получать из батарей. Эту цифру считает электросчётчик.
Возьмём средний маленький дом типа «времянки». Например, холодильник потребляет 100 ватт в час в среднем, работает 24 часа в сутки = 2400 ватт-часов в сутки.
Лампочки потребляют 100 ватт в час, 6 часов в сутки = 600 ватт-часов в сутки.
Телевизор потребляет 100 ватт в час, 6 часов в сутки = 600 ватт-часов в сутки.
Итого получаем 3600 ватт-часов в сутки.
 С учётом собственного потребления инвертора и того, что ещё надо зарядить телефон и на пару часов включить ноутбук, получаем 4 киловатта-часа в сутки.
Используем онлайн-калькулятор для подсчёта того, сколько электроэнергии мы получим из какого количества батарей.
В калькуляторе вводим 4 в поле «средняя нагрузка», выбираем регион и смотрим на кривые выработки и потребления. Возьмём батареи покрупнее (монокристалл, 230 ватт, 6 штук). Видим, что с февраля по сентябрь наша потребность в электричестве почти перекрыта.
calc
Вот мы и подошли к главной проблеме нашего региона — зимой выработка электроэнергии сильно ниже, чем летом. В мае-июне у нас по 8,5 киловатт-часов в сутки электричества, с ноября по февраль — 2-3. То есть, нам надо либо сильно увеличивать количество батарей, чтобы и зимой выработка была достаточной (батареи потянут за собой более мощный контроллер, вся система удорожится), либо зимой использовать генератор (особенно если планируем включать электрообогреватели).
Считаем оборудование для нашей системы «с февраля по сентябрь». Цены весна-лето 2017 года, розничные.
6 батарей по 240 ватт = 12 000 * 6 = 72 000 рублей.
Контроллер (делает из напряжения выхода батарей 12 или 24 вольта). Пусть будет 48-вольтовая система, тогда необходимая мощность контроллера = 240 * 6 /48 = 30 ампер. Хороший контроллер на 30 ампер 48 вольт стоит 35 тысяч.
Инвертор делает из 48 вольт батарей 220 вольт для питания дома. Скажем, у нас максимальная мощность потребления дома не превысит 3 киловатта (чтобы могли чайник включить). Инвертор МАП «Энергия» SIN Pro 48/220В 3.0 квт стоит 47 тысяч.
Аккумуляторы нужны, чтобы накапливать энергию и выдавать, когда нет солнца или ночью. У нас система на 48 вольт, значит, надо минимум 4 12-вольтовых аккумулятора.
Аккумулятор Delta GX12-100 * 4 штуки = 60 тысяч рублей.
Плюс стеллаж металлический для всей техники, предохранитель, УЗИП, специальный кабель большого сечения (это всё надо для защиты системы) = примерно 16 тысяч.
Итого 230 тысяч рублей. С профессиональной установкой, расходными материалами и доставкой — все 260 тысяч рублей.
Вот так считаются солнечные электростанции. Если в нашей времянке больше никакие приборы использоваться не будут, а зимой мы туда не ездим (или не пользуемся холодильником и электрообогревателем), то такая система будет вполне оправдана.

2. Электричество часто пропадает

Тут надо задуматься, нужны ли вообще солнечные батареи.
Пример: основное электричество есть, максимальное потребление дома 5 киловатт. Потребление при отключении электричества (если мы вручную отключим самые мощные нагрузки, оставим необходимое) — 3 киловатта. Отключения электричества возможны на срок до 3 часов.
Берём инвертор МАП «Энергия» SIN Pro 24/220В 6.0 квт = 72 тысячи.
Важная вещь! Один инвертор работает на одну фазу! То есть, если у нас все важные нагрузки висят на одной фазе, то хорошо, ставим инвертор, а если они распределены на все три фазы, тогда надо три инвертора, никуда не деться от этого. Три инвертора по 5 киловатт (как обычно в домах бывает) = 216 000 рублей.
Три часа держим 3 киловатт = 9 киловатт-часов должно быть запасено в аккумуляторах. Солнечные батареи пока вообще не считаем, они за 3 часа мало энергии дадут, особенно не летом или вечером. На них нет надежды, считаем, что аккумуляторы заряжаются от электричества.
9000 ватт-часов / 12 вольт (каждый аккумулятор ведь 12-вольтовый) = 750 ампер-часов. Аккумуляторы разряжаются не в ноль, а до 20% ёмкости. КПД инвертора 93 процента (считается довольно высоким). Итого нам надо запасти в аккумуляторах 1008 ампер-часов энергии.
Берём аккумуляторы по 250 ампер-часов 12 вольт. 4 штуки. Весят они, кстати,  по 80 кг каждый. Цена хорошего гелевого аккумулятора со сроком службы 10-12 лет — 34 000 рублей.
Итого инвертор и аккумуляторы = 208 000 рублей. Плюс соединительный кабель, стеллаж, предохранитель = примерно 224 тысячи рублей. Вот полное решение проблемы.
Если электричество будет пропадать часто и надолго, то можно добавить к этой системе солнечные батареи, и в солнечные месяцы они добавят времени автономной работы системы. Либо увеличить количество аккумуляторов вдвое.
Можно также добавить к системе генератор с возможностью запуска по внешнему сигналу. Инвертор, видя, что аккумуляторы почти сели, будет запускать генератор, а после окончания зарядки останавливать его. Это приведёт к тому, что генератор будет работать не весь день, а пару часов в день.

3. Электричество есть, но хотят экономить

Тут надо посчитать и подумать.
Есть такие гибридные инверторы, они дороже обычных, но умеют смешивать электричество из солнечных батарей и из городской сети, уменьшая показания счётчика.
Скажем, мы поставили систему как в пункте 1, но с гибридным инвертором. Скажем, 320 тысяч с установкой.
В калькуляторе внизу видим полную выработку за год, она составит 1958 киловатт-часов. С учётом КПД инвертора — 1821 киловатт-час. Стоимость киловатта-часа электроэнергии в Ленобласти с 1 января 2017 года (дневной тариф) — 3,89 рубля.
Итого мы экономим в год 7084 рубля. Ничего такая экономия.
Срок окупаемости 45 лет. Но срок службы солнечных батарей примерно 25 лет. Аккумуляторов — 10-12 лет. Инвертора — тоже 10-12 лет.
Итого мы получим от такой системы 2 преимущества:
  • при кратковременном отключении электричества дом будет какое-то время (зависит от ёмкости аккумуляторов и потребления дома) продолжать работать. То есть, не надо ставить никаких бесперебойников на технику. А если мы поставим генератор, то не будет пропадания питания на время его пуска (обычно от 30 секунд до 2 минут). Инвертор переключает питание на резервные аккумуляторы почти мгновенно.
  • на доме будут установлены солнечные батареи. Соседи будут видеть, что хозяин дома — приверженец «зелёных» технологий.
Итого, если бы мы жили в Европе, где солнца больше, электричество в разы дороже, а оборудование дешевле (хотя, в этом не уверен), то, наверное, мы бы смогли говорить о том, что к концу своей службы оборудование как раз окупится или подойдёт к этому. Но мы же спасаем природу от негативного влияния электростанций! В Европе это важно. У нас совсем нет. Так что вариант экономии отпадает.
В Европе даже возможен вариант, когда человек получает деньги от поставщика электроэнергии, которую он выдал в общую сеть со своих батарей. У нас продаются счётчики, способные крутиться в обратную сторону, но законодательно такого варианта нет.

1,516 просмотров всего, 33 просмотров сегодня

Буду признателен за написание какого-либо короткого комментария к тексту. Он оказался полезен? Остались какие-то вопросы? Нашли ошибку? Напишите об этом, пожалуйста.

Мы выполняем проектирование современных инженерных систем для квартир и загородных домов. Также консультации, шеф-монтаж, аудит. Высылайте задачи и любые вопросы на почту mail@home-matic.ru

Целесообразность и окупаемость солнечных батарей: 10 комментариев

  1. Аноним

    Недостаточно используемый огромный потенциал использования тепла солнечной энергии имеется в сельском хозяйстве и загородных домах.

  2. Сергей

    поставил систему по 3 варианту , экономлю 25% в месяц .Дом 260 м2

    1. эдуард

      Для экономии сп + грид инвертор напрямую в розетку

  3. Вадим

    Привет. А можно вопрос обывателя..) Для третьего варианта с экономией который. Нельзя ли схемку придумать с гибридным инвертором, но без батарей и всего что к ним надо. Просто приходит ток городской к дому, но какая-то его честь заменяется энергией солнечной батареи.? Платим меньше. Я вообще в квартире живу, часто посещает мысля свесить с балкона одну панель солнечную (ну или сколько там влезет) и запитать хотя бы что-то, например лампочки (днем они тоже работают, ванная например, вытяжка или еще что-то мелкое и то что не испортится от перебоев(то есть без аккумов). Или конкретно под прибор или несколько, возможно сделать схемку — розетка — гибридный инвертор+ солнечная панель — потребитель и заменить часть энергии за которую плачу, бесплатной? Если это возможно- выгодно ли это? (чур камнями не бросать)))

    1. Роман Автор записи

      Это запросто. Нужны будут батарея + контроллер (наприяжение батарей в 12 или 24 вольта) + инвертор гибридный. Ставить инвертор только на какую-то линию электроснабжения не так выгодно, так как она может быть выключена, и экономии не будет, надо ставить на всю квартиру. Инвертор надо выбирать на мощность, выделенную на квартиру. Так что считаем стоимость оборудования, по онлайн-калькулятору на helios-house.ru смотрим количество электричества, которое получим за год, считаем его стоимость.

      1. Вадим

        То есть без батарей не катит? От панели через инвертор в сеть не подать ток?

        1. Роман Автор записи

          Давайте для понимания называть солнечные батареи батареями, а аккумуляторы аккумуляторами. Можно сделать систему без аккумуляторов. От солнечной батареи через контроллер на инвертор и в сеть.
          Три батареи по 240 ватт в Петербурге-Москве дают в год согласно калькулятору 857 киловатт-часов электричества. Это меньше трёх тысяч рублей в год.

  4. Аноним

    Да, это все правда -экономически такая схема в РФ крайне затратна и не оправдывает себя, Все дело в дорогих аккумуляторах, если бы удалось от них отказаться система работала бы более эффективно. Но долгая зима и полярная ночь перечеркивают все зеленые мечты.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.