Резервный генератор в солнечной электростанции

Чтобы гелиосистема функционировала правильно, необходима грамотно составленная схема подключения солнечных батарей. Потребуется комплект качественного оборудования, способный справляться с возложенными обязанностями.

Мы расскажем, как грамотно спланировать размещение компонентов мини-электростанции. Вы узнаете, как выбрать технические устройства для сборки системы и как их правильно подключить. С учетом наших советов вы сможете соорудить эффективно действующую установку.

Генераторы на 12 Вольт и их применение

Предлагаем линейку солнечных батарей ЭлАв с преобразующим напряжением инвертора от 12 Вольт до 220 Вольт. К генераторам солнечной энергии на 12 Вольт можно подключать дома или на даче системы уличного освещения, бытовую технику (холодильник, стиральную машину, телевизор, отопительные электроприборы), компьютеры, погружные водяные насосы и т. д. В наличии однопанельные и двухпанельные батареи.

Термин гарантии — 25 лет.

Экономьте свое время и деньги!

Статья дополняет другую нашу статью Выгодны ли инвестиции в солнечные батареи? , в которой также затронуты вопросы стоимости и окупаемости и электростанций на их основе.

Нас часто спрашивают, сколько будет стоить система автономного или резервного электроснабжения с солнечными батареями. Конечно, мы можем бесплатно рассчитать вам систему, если вы заполните форму заявки «Подберите мне оборудование «. Но сначала желательно понимать в принципе, нужны ли вам и хватит ли вам вашего бюджета на организацию электроснабжения.

В этой статье мы расскажем, как предварительно оценить стоимость автономной или соединенной с сетью системы электроснабжения. Вы навскидку сможете сравнить ее стоимость с альтернативными вариантами электроснабжения — например, от дизель-генератора (у нас есть в ассортименте дизель-генераторы высокой степени надежности с водяным охлаждением, которые могут работать круглосуточно), или оплатить местным электросетям стоимость прокладки ЛЭП и технологического подключения к сетям централизованного электроснабжения.

Для расчетов будем принимать, что 1 кВт солнечных батарей генерирует 5 кВт*ч/сутки энергии летом (май-август), 3-4 кВт*ч/сутки весной и осенью (март-апрель и сентябрь-октябрь) и 1 кВт*ч/сутки зимой. Эти цифры учитывают снижение мощности солнечных панелей при нагреве в реальных условиях работы, для средней полосы России. Также, будем считать, что в эту стоимость включена стоимость недорогого солнечного контроллера .

1. Стоимость автономной солнечной электростанции, вырабатывающей 1 кВт*ч/сутки — примерно 100-120 тысяч рублей
2. Стоимость автономной солнечной электростанции типичной мощностью 3 кВт (1 кВт солнечная батарея, 800А*ч АБ, батарейный инвертор), вырабатывающей 5 кВт*ч/сутки — примерно 200-250 тысяч рублей
3. Стоимость сетевой солнечной электростанции, вырабатывающей 1 кВт*ч/сутки — примерно 25 тысяч рублей
4. Стоимость сетевой солнечной электростанции типичной мощностью 1 кВт, вырабатывающей 5 кВт*ч/сутки — примерно 75 тысяч рублей

Эти цифры можно применять для того, чтобы узнать порядок цен на более мощные электростанции. Зависимость не прямо пропорциональная (чем мощнее станция, тем дешевле будет и кВт*ч, и установленный кВт), и точную стоимость вы можете узнать, если сделаете запрос на расчет системы электроснабжения нашим инженерам.

Состав типичной системы автономного электроснабжения с солнечными батареями:

• Солнечная батарея– преобразует солнечную энергию в электричество
• Контроллер заряда– защищает батарею от перезаряда. Маломощные контроллеры также часто имеют выход для подключения потребителей постоянного тока, что позволяет защищать аккумулятор и от переразряда.
• Аккумуляторы– накапливают энергию для использования в пасмурную погоду и в ночное время
• Инвертор– преобразует энергию, сохраненную в аккумуляторах в 220В переменного тока, которые требуются для бытовых электропотребителей. Обычно подключается напрямую к аккумуляторной батарее и имеет свою встроенную защиту аккумулятора от глубокого разряда.

Соединенная с сетью солнечная энергосистема намного дешевле автономной. В ее составе:

• солнечная батарея и

Соединённая с сетью безаккумуляторная солнечная энергосистема для генерации 1 кВт*ч в сутки будет стоить около 26 тысяч рублей . Это существенно ниже, чем для автономной системы электроснабжения. Более того, в системе нет требующих регулярной замены аккумуляторных батарей, поэтому такая система не потребует дополнительных вложений практически в течение всего срока службы солнечных батарей.

Часто нас спрашивают, каков «срок окупаемости солнечных батарей». Для того, чтобы ответить на этот вопрос, нужно знать, с каким базовым вариантом сравнивать систему. Если это электроэнергия от электросетей, то, учитывая динамику роста тарифов на электроэнергию (c 2001 по 2013 год в 7 раз!), можно принять на следующие 10 лет среднюю цену 1 кВт*ч на уровне 10 рублей.

Соединенная с сетью система

солнечного электроснабжения мощностью 1 кВт, вырабатывающая до 6 кВт*ч/сутки, стоит около 80 тысяч рублей. За год такая система выработает в средней полосе России более 1000 кВт*ч электроэнергии, или в год позволит сэкономить примерно 10 тысяч рублей. Таким образом, окупаемость такой системы составит 8 лет, при сроке службы 30-40 лет. За последующие 25 лет вы сэкономите как минимум 250000 рублей!

Если даже принять стоимость электроэнергии на текущем уровне в 5 рублей за кВт*ч, то срок окупаемости будет около 15 лет, и даже этом случае еще 15 лет вы будете получать от вашей солнечной электростанции бесплатную электроэнергию. А кто знает, может через именно 10 лет вам будет особенно необходимо экономить на счетах за электроэнергию?

Окупаемость автономной солнечной энергосистемы

нужно считать по сравнению с базовым вариантом автономной системы, а это, как правило, дизельный или бензогенератор. Стоимость 1 кВт*ч в такой системе при типичном расходе топлива в 0,6 л/кВт*ч, составляет примерно 25 рублей. Это без учета стоимости замены генератора каждые 2-3 года.

Стоимость автономной системы с СБ мощностью 1 кВт, будет около 150 тысяч рублей. Выработает она максимум то же количество электроэнергии, что и сетевая, но по факту, из-за несогласованности генерации и нагрузки, количество электроэнергии от СБ будет меньше. Но мы, для простоты вычислений, не будем уменьшать эту цифру, так как несогласованность мощностей генератора и нагрузки также приводит к увеличению удельного расхода топлива, при частичной загруженности генератора она может быть раза в полтора-два выше паспортной.

Таким образом, солнечная автономная электростанция стоимостью 150 тысяч рублей за год выработает электроэнергии стоимостью 25000 рублей. Срок окупаемости составит не более 6 лет, а, с учетом замены каждые 2 года генератора стоимостью минимум 30-50 тысяч рублей, то реальный срок окупаемости будет 2-3 года.

Как и любая другая техническая система, солнечная система электроснабжения требует технического обслуживания и периодической замены некоторых ее составляющих. Типичный срок службы элементов системы составляет:

1. Солнечная батарея — более 40 лет
2. Система крепления солнечной батареи — на весь срок службы (если не будет стихийных бедствий — ураганов, землетрясений и т.п.)
3. Аккумуляторный инвертор — от 3 до 20 лет. Дешевые китайские или российские инверторы работают максимум несколько лет. Можно принять, что хороший инвертор прослужит около 15 лет, т.е. потребуется 1-2 замены в течение срока службы солнечных батарей.
4. Контроллер заряда — от 3 до 15 лет, в зависимости от качества и производителя. В среднем, можно принять срок его службы 8-10 лет. Потребуется замена 3 раза в течение срока службы солнечных батарей.
5. Сетевой фотоэлектрический инвертор — 10-15 лет для инверторов из нашего ассортимента. Дешевые китайские поделки в расчет не берем — их срок службы может быть менее года. Потребуется 1 замена в течение срока службы солнечных батарей.
6. Аккумуляторы — от 3 до 10 лет. Автомобильные аккумуляторы прослужат в солнечной энергосистеме максимум 2 года. Средний срок службы гелевых свинцово-кислотных аккумуляторов в циклическом режиме — 4-7 лет, в зависимости от их качества (вторая цифра относится к OPzV аккумуляторам, первая — к AGM глубокого циклирования). Таким образом, в течение срока службы СБ нужно будет поменять комплект аккумуляторов 6-8 раз.
7. Срок службы литий-железо-фосфатных LiFePo 4 аккумуляторов может составлять до 10 и более лет. Поэтому в течение срока службы СБ может потребоваться 1-2 замены комплекта таких аккумуляторов. В последние годы появился новый тип литиевых аккумуляторов — титанатные. У них в 2-3 раза больший срок службы, чем у LiFePo 4 аккумуляторов. Срок службы таких аккумуляторов сопоставим со сроком службы солнечных батарей.

Хорошей новостью является тот факт, что стоимость солнечных панелей постоянно снижается. Снижение стоимости составляет примерно 8-10% в год (к сожалению, это цифры для расчетов в долларовом эквиваленте, т.к. в России солнечные панели для внутреннего розничного рынка производятся в мизерных количествах, и в основном продаются китайские солнечные панели).

Другой хорошей новостью является то, что электроника с каждым годом становится надежнее и эффективнее. Поэтому, количество замен контроллеров и инверторов может быть и 1 раз — через 10 лет вы поставите оборудование, которое будет работать весь срок службы солнечных батарей.

Ну и с аккумуляторами может быть так же — через 5-10 лет на рынке появится технология, которая позволит дешево и надежно аккумулировать электроэнергию.

Долгое время уделом солнечных батарей были либо громоздкие панели спутников и космических станций, либо маломощные фотоэлементы карманных калькуляторов. Это было связано с примитивностью первых монокристаллических кремниевых фотоэлементов: они имели не только низкий КПД (не более 25% в теории, на практике – около 7%), но и заметно теряли эффективность при отклонении угла падения света от 90˚. Учитывая, что в Европе в облачную погоду удельная мощность солнечного излучения может падать ниже 100 Вт/м 2 , для получения сколько-нибудь значительной мощности требовались слишком большие площади солнечных батарей. Поэтому первые солнечные электростанции строились только в условиях максимальной мощности светового потока и ясной погоды, то есть в пустынях вблизи экватора.

Значительный прорыв в создании фотоэлементов вернул интерес к солнечной энергетике: так, наиболее дешевые и доступные поликристаллические кремниевые элементы, хотя и имеют меньший КПД, чем у монокристаллических, но зато и менее чувствительны к условиям работы. Солнечная панель на основе поликристаллических пластин выдаст достаточно стабильное напряжение при переменной облачности

. Более современные фотоэлементы на основе арсенида галлия имеют КПД до 40%, но слишком дороги для изготовления солнечной батареи своими руками.

На видео идет рассказ об идее постройки солнечной батареи и ее реализации