Энергетическая независимость
Как организовать домашнюю электростанцию на солнечных батареях
Энергетическая независимость
партнерский материал
В создании этого редакционного материала, созданного в интересах читателей, для того, чтобы вы могли больше узнать о том как организовать домашнюю солнечную электростанцию, участвовал рекламодатель — компания Huawei. При этом рекламодатель не влиял на точку зрения редакции.
Солнечная энергия для домашнего использования перестает быть фантастикой. Но как ее использование выглядит на практике в наших условиях? Сколько стоит создание домашней электростанции? Из каких компонентов она состоит? С какими подводными камнями придется столкнуться при ее создании? На эти и многие другие вопросы отвечает этот материал.
Зачем (и кому) вообще нужна домашняя электростанция?
Тарифы на электроэнергию будут расти, а оборудование для солнечной электростанции с каждым годом стоит все дешевле
Рынок электроэнергии меняется и становится более цивилизованным. Нынешние тарифы достались нам в наследство от СССР и, с одной стороны, не соответствуют себестоимости производства и доставки электроэнергии. С другой — появление конкурентной среды вместо монополий Облэнерго должно изменить ситуацию к лучшему, когда у потребителя будет выбор компании-поставщика электроэнергии. В то же время стоимость оборудования для солнечной электростанции постоянно снижается, что делает разумным установку фотоэлектрической станции в домашнем хозяйстве. А с учетом «зеленых» тарифов на электроэнергию, которые превышают стоимость потребления электроэнергии для домашних хозяйств, на этом сегодня еще можно и зарабатывать. Разумеется, речь в данном случае идет не о многоквартирных домах в городе (хотя и тут могут быть варианты, но они зависят от многих факторов, на которые нельзя повлиять жителю отдельной квартиры), а о частных домохозяйствах.
Из каких компонентов состоит домашняя солнечная электростанция?
Основные компоненты солнечной электростанции — это солнечные панели и инвертор
Все знают как выглядят солнечные панели, состоящие из фотоэлементов, преобразовывающих энергию света в электричество. Но они вырабатывают постоянный ток, поэтому еще понадобится преобразователь постоянного тока в переменный, традиционно называемый инвертором. Дальше идет уже опциональный список компонентов, который собирается исходя из индивидуальных потребностей. Это могут быть устройства для анализа данных, различные оптимизаторы, управляющие эффективностью работы солнечных панелей. Наконец, аккумуляторные батареи, способные накапливать лишнюю энергию в течение дня и отдавать ее для энергоснабжения дома ночью. Хотя в Украине с учетом зеленых тарифов они используются крайне редко: стоят недешево, поэтому использовать их в качестве источников бесперебойного питания можно. но целесообразности в этом мало.
В минимальном наборе компонентов для домашней солнечной электростанции помимо панелей понадобится инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный. Еще может понадобиться устройство-оптимизатор для эффективного управления работой солнечных панелей (например, если часть из них затенены). Он также может защитить систему в случае возникновения электрической дуги , способной привести к пожару. Совсем не лишней будет возможность управления домашней солнечной электростанцией и сбором данных и диагностики через веб-интерфейс и даже приложение для смартфона (ХХI век на дворе, в конце концов).

Схема компонентов для создания домашней солнечной электростанции
Источник: Huawei Fusion Solar
Так ли выгодна солнечная энергия? Какие там тарифы?
«Зеленый» тариф, по которому можно продавать электроэнергию Облэнерго, может отличаться в 2-3 раза от тарифа на потребление
На сегодняшний день стоимость электроэнергии для домохозяйств в Украине составляет от 0.9 до 1.68 гривны за киловатт-час ( в зависимости от объема потребления — до 100 киловатт-часов либо выше). С 1 января 2020 года, согласно постановлению НКРЭКУ № 1789 от 30 сентября 2020 года, «зеленый» тариф начинается от 5.36 гривны (до уплаты налогов) за киловатт-час. То есть, в зависимости от мощности СЭС (солнечной электростанции) можно не только компенсировать энергию из электросети в ночное время (когда солнечные батареи не вырабатывают электроэнергию), но и зарабатывать на этом. Что, собственно, делает покупку аккумуляторов нецелесообразной, в отличие от, например, Германии, где тарифы на потребление электроэнергии находятся в районе 25-30 евроцентов за киловатт-час (порядка 7-9 гривен). Поэтому там выгоднее накапливать днем избыточную электроэнергию с тем, чтобы потреблять ее в вечернее и ночное время суток.
Какие бывают солнечные панели и чем отличаются?
Главная характеристика солнечной панели (помимо цены)— это ее мощность в ваттах
Солнечная панель состоит из нескольких десятков ячеек с фотоэлементами и имеет площадь около двух квадратных метров. Главной потребительской характеристикой панели, влияющей на ее цену, является мощность электроэнергии, способная вырабатываться ее элементами, измеряемая в ваттах (речь об идеальных условиях в летний солнечный день). Современные панели имеют мощность от 300 до 500 ватт и стоят от нескольких тысяч гривен за штуку. На украинском рынке сейчас представлены сотни моделей солнечных панелей и несколько десятков производителей.

При выборе панели стоит также обратить внимание на такие характеристики как КПД (колеблется от 15 до 20 процентов), температурный режим (в принципе, все без исключения они всепогодные), класс IP-защиты распределительной коробки (обычно IP68). Конечно же, самые эффективные панели стоят дороже, выгоднее всего сейчас покупать панели мощностью 350-400 ватт, но ситуация с каждым годом изменяется в лучшую сторону.
Как определить свои потребности в электроэнергии?
Потребление энергии домохозяйства отличается не только в разное время суток, но и в разное время года
Если вы не являетесь электротехником, то вряд ли сможете навскидку оценить потребности по электроэнергии в собственном доме. Но у каждого из устройств есть свой режим энергопотребления. Как правило, постоянными потребителями энергии в доме являются холодильник, телевизор, компьютер. Летом к ним еще добавляются кондиционеры. Каждая лампочка и электроприбор дополнительно требуют энергии. Больше всех из домашней техники потребляют нагревательные приборы, в первую очередь, электрические обогреватели. Там счет сразу идет на десятки и даже сотни киловатт-часов. Помимо всей домашней техники (вряд ли вы включаете всю ее одновременно, но случаи бывают разные) при проектировании мощности домашней солнечной электростанции стоит закладывать еще запас по мощности на уровне хотя бы 20 процентов. На практике, для двухэтажного дома должно хватать мощности в 15-20 киловатт. Но стоит помнить, что эффективность солнечных панелей уменьшается не только в пасмурную погоду, но и в осенне-зимний период, когда сокращается световой день. Разница в генерации энергии между летом и зимой может отличаться в 5-6 раз.
Как рассчитать стоимость установки солнечной электростанции?
Стоимость домашней солнечной электростанции зависит от набора всех ее компонентов и рассчитывается индивидуально
Специалисты, устанавливающие оборудование для солнечных электростанций, говорят о том, что самая простая формула подсчета — это от 800 до 1000 долларов за киловатт. То есть СЭС мощностью в 10 киловатт обойдется, в конечном итоге, от 8 до 10 тысяч долларов. На итоговую цену могут влиять дополнительные опции в виде устройств, анализирующих генерацию энергии и управляющих панелями, вариант монтажа (установка панелей на крыше дома или на земле). Чем выше мощность станции, тем дешевле обойдется каждый киловатт, но стоит помнить о законодательных ограничениях — физическим лицам можно устанавливать лишь станции мощностью не выше 30 киловатт. Это ограничения касаются только инвертора, сами солнечные панели могут иметь и большую емкость.
Как рассчитать окупаемость солнечной электростанции?
Окупаемость домашней солнечной электростанции будет в каждом случае индивидуальной, важно понимать базовые принципы подсчета
После установки солнечной домашней электростанции домохозяйство не прекращает потреблять энергию из энэргосети. Просто продает (с учетом 20% налога) Облэнэрго сгенерированную энергию по зеленому тарифу. После взаиморасчетов, в зависимости от ситуации, разницу платит либо потребитель (если потребление превышает генерацию), либо Обэнэрго (если генерация превышает потребление). Таким образом потребитель в любом случае получает экономию, но в летние месяцы, когда генерация электроэнергии станцией максимальная, может получить дополнительный доход.
Для примера мы взяли домашнюю СЭС мощностью 10 кВт, стоимость которой составит около 198 тысяч гривен. Стоимость зеленого тарифа 5.36 гривен, с учетом налогов, «чистыми» получится 4.31 гривны. Потребление электроэнергии в летние месяцы взято на уровне 300 кВт-часов, в зимние — 400 кВт-часов. Первые 100 кВт-часов потребленной энергии стоят 0.9 гривны, следующие — 1.68 гривны. В месяцы, когда потребление превышает генерацию электроэнергии, суммарный доход считается равный нулю. В результате за год работы СЭС генерирует 10 300 кВт-часов, что позволяет заработать 28 071 гривну. С учетом экономии в 5 542 гривны, такая электростанция принесет в год 33 613 гривен. То есть стоимость в 198 тысяч гривен окупится за почти 6 лет работы.

Таблица. Генерация электроэнергии домашней солнечной электростанцией за год
Где можно устанавливать солнечные панели? Какие есть варианты и в чем их отличие?
Солнечные панели монтируются на крыше или на земле, оба варианта имеют как своим преимущества, так и недостатки
Услышав фразу «домашняя солнечная электростанция» мы обычно представляем себе солнечные панели, установленные на крыше дома. Но такой вид установки имеет и свои недостатки. Во-первых, на генерацию энергии сильно влияет азимут (в идеале панели должны смотреть на юг), а на ориентацию уже построенного дома повлиять вы не сможете, что приведет к снижению эффективности работы панелей даже если разместить их на скате солнечной стороны. Во-вторых, нельзя будет изменить угол наклона панелей (он будет соответствовать углу наклона ската), что тоже влияет на генерацию энергии. В-третьих, зимой панели придется регулярно чистить от снега, иначе они просто не будут выполнять свои функции. Не каждый захочет зимой лезть на крышу дома с риском упасть. Каждый раз после снегопада.

Установка солнечных панелей на земле, на специальной поддерживающей конструкции, лишена этих недостатков — можно расположить их так, чтобы панели смотрели строго на юг (помним, что магнитный полюс Земли дает небольшую погрешность, для Украины это 7-8 градусов). Но такой вариант размещения, конечно же, займет немало места на участке рядом с домом. Хотя один из владельцев СЭС, с которым мы общались, сказал, что место под панелями отдал под грядки с помидорами.
Размещение панелей на земле
Этот вариант подразумевает легкий доступ к солнечным панелям с возможностью их чистить и менять угол наклона, но они закономерно занимают место на земельном участке
Солнечная электростанция в селе Фурсы́, Белоцерковский район Киевской области
Размещение панелей на крыше
Такой вариант монтажа позволяет сэкономить место, но затрудняет доступ к солнечным панелям
Солнечная электростанция в селе Гнедин, Бориспольский район Киевской области
Компромиссный вариант
Поддерживающие конструкции можно установить повыше в виде навеса, получив гибридный вариант установки
Солнечная электростанция в поселке Ворзель, Киевская область
Для тех, кто хочет знать больше
От чего зависит эффективность солнечных панелей
Потери при отклонениях азимута от направления на юг
  • юго-запад и юго-восток: 5-6%;
  • запад и восток: 18-23%;
  • северо-запад и северо-восток: 35-50%;
  • север: 70%.
Угол наклона к солнцу
Оптимальный угол размещения 30-35 градусов. Летом солнце стоит над горизонтом выше, соответственно стоит, по возможности, изменять наклон батарей дважды в год: увеличивая его на 10-15 градусов зимой (и уменьшая летом).
Зависимость от географической широты
Эффективность батарей выше в южных широтах, но имеют значение и климатические условия, и количество солнечных дней в году.
Какие бывают инверторы?
Оптимальным сегодня является выбор трехфазного инвертора на 30 киловатт
Инверторы бывают центральными и стринговыми, однофазными и трехфазными. Центральные требуют распределительной коробки, в которую подключаются солнечные панели. Стринговые объединяют все панели в цепочку (стринг) и подключаются напрямую. В принципе, для домохозяйств используются, преимущественно, стринговые инверторы. Еще инверторы разделяются на однофазные (220 вольт)— такие инверторы используются в солнечных электростанциях небольшой мощности, до 10 киловатт. С учетом популярности зеленых тарифов на электроэнергию и юридических ограничений в 30 киловатт на домашние электростанции для физических лиц, наибольшей популярностью сейчас пользуются трехфазные (380 вольт) инверторы мощностью 30 киловатт. Стоит сказать, что при строительстве современного дома уже используется трехфазный ток — количество электротехники растет с каждым годом, мы стоим на пороге использования электромобилей, поэтому такой шаг выглядит более, чем оправданным. Отсюда вытекает желание владельцев таких домов устанавливать солнечную электростанцию максимально разрешенной законодательством мощностью.
На что нужно обратить внимание при выборе инвертора?
У инверторов есть несколько ключевых характеристик, которые способны повлиять на выбор при проектировании СЭС
КПД
КПД или коэффициент полезного действия инвертора определяется соотношением между входящей (от солнечных панелей)и исходящей (в энергосеть потребления) мощностью инвертора. В лучших инверторах она достигает 98%, остальная энергия выделяется в виде тепла или шума.
Защита от электрической дуги
Электрическая дуга в сетях постоянного тока может стать серьезной проблемой и привести к пожару. Она возникает в местах соединения контактов в результате появления воздушной прослойки между контактами. К ни приводят ненадежные контакты, повреждения кабеля и некачественная пайка. Стоит позаботиться об автоматических диагностике и отключении проблемных модулей СЭС.
Техническое обслуживание
Разные инверторы требуют разного технического обслуживания. От ежемесячной инспекции сервисной поддержкой с изучением воль-амперных характеристик (ВАХ) панелей до полностью автоматизированной диагностики, которую можно проводить удаленно, не вскрывая корпус инвертора.
Количество входов
Количество входов инвертора определяет сколько стрингов (цепочек из солнечных панелей) можно подключить к инвертору.
Надежность
Инверторы устанавливаются за пределами помещений, поэтому должны сохранять работоспособность 24 часа в сутки, 365 дней в году, в любую погоду. Предпочтение в этом случае стоит отдать полностью герметичным инверторам, которые обеспечивают защиту от проникновения влаги, пыли и насекомых внутрь корпуса.
Восстановление модулей от эффекта PID
Эффект PID (Potential Induced Degradation — возможное возникновение деградации) — это тип деградации солнечных батарей, возникающий в условиях повышенной влажности и высоких температур. Современные инверторы имеют функцию восстановления элементов солнечных панелей от этого эффекта.
Количество точек MMPT
MMPT (Maximum Power Point Tracking — отслеживание точки максимальной мощности) — это контроллер, исследующий работу солнечной панели по ее вольт-амперным характеристикам и оптимизирующий ее работу для выработки максимальной мощности электроэнергии. Чем больше точек MMPT использует СЭС, тем эффективнее она работает. Для 30-киловаттных инверторов понадобится 4 входа.
Можно ли управлять электростанцией удаленно?
А со смартфона?
В эпоху умных лампочек и умных розеток невозможно представить, чтобы домашняя электростанция не имела приложения для смартфона
Хотя инструменты для диагностики работы домашней солнечной системы не относятся к разряду обязательных, все же стоит позаботиться о том, чтобы иметь доступ к анализу работы солнечных панелей и их эффективности работы, поскольку на генерацию солнечной электроэнергии влияет масса погодных факторов и она меняется в зависимости от времени суток, облачности и времени года.

Лучшие производители оборудования предлагают бесконтактный доступ к диагностике, который можно организовать удаленно и смотреть статистику работы СЭС через веб-интерфейс или приложение в смартфоне. Еще может понадобиться специальный модуль с SIM-картой, который будет передавать данные от инвертора в облачный сервис.

Huawei использует собственный облачный сервис для диагностики работы СЭС
Источник: Huawei Fusion Solar
Куда обращаться, если я хочу установить домашнюю электростанцию?
Конечно, опытный электротехник способен развернуть СЭС самостоятельно, в противном случае стоит обратиться к профессионалам.
Мы рекомендуем обращаться к компаниям, зарекомендовавшим себя на украинском рынке и установившим уже не один десяток домашних солнечных электростанций. Например, к партнерам Huawei в работе с солнечными электростанциями, знакомым со всеми видами необходимого оборудования и способных оптимизировать расходы на создание домашней СЭС в зависимости от потребностей и бюджета.
Solar Invest Group LLC
sig.in.ua
+380675026940
info@sig.in.ua
Днепр, ул. Владимира Великого, 14а
DIM TEK LLC
dim-tek.com.ua
+(38) 099 66 118 88
+(38) 097 61 000 53
+(38) 095 61 000 53
dimtek.ua@gmail.com
Черновцы, ул. Головна, 187

Atmosfera LLC
atmosfera.ua
+38 (093) 653 53 98
yuriy.ilchenko@atmosfera.ua
Киев, ул. Симферопольская, 13-А
Охлаждение естественной конвекцией и низкий уровень шума
Бесконтактное обслуживание и анализ работы через веб-интерфейс
Высокая надежность
Удаленная диагностика
Лучшие технологии за разумные деньги
Уникальный набор преимуществ инверторов Huawei для домашних солнечных электростанций
Максимум эффективности из энергии солнечных батарей
Препятствует проникновению пыли, влаги и насекомых
КПД до 98.8%
Герметичная конструкция
Лучшие технологии за разумные деньги
Оборудование Huawei для солнечных электростанций
SUN2000-33KTL-A
SUN2000-450Вт-P
SDongleA-05
DDSU666-H / DTSU666-H
сеть: трехфазная;
мощность: 30 кВт;
8 MPPT-трекеров;
КПД 98%;
класс защиты IP65;




синхронизация с инвертором <1.5 минуты;
точечное определение места электрической дуги;
рабочий диапазон MPPT 8-80 В;

интерфейс USB;
Wi-Fi 802.11b/g/n;
класс защиты IP65;
рабочий диапазон -30 ~ +65 ℃;
поддержка до 10 устройств;



1 класс точности;
176~288 В/ 304~499 В;
тип сети 1P2W / 3P4W;
энергопотребление ≤ 1 Вт;
интерфейс RS485;



SUN2000-12/15/17/20KTL-M0
сеть: трехфазная;
мощность: 12/15/17/20 кВт;
4 MPPT-входа;
КПД 98%;
класс защиты IP65;




SUN2000-36KTL
сеть: трехфазная;
мощность: 36 кВт;
8 MPPT-трекеров;
КПД 98%;
класс защиты IP65;



Для тех, кто хочет знать больше
Как это работает Huawei спецпроекты
Ваш комментарий
13 комментариев
shisha1990 22 декабря 2020 г. 10:48:06 #

Отличная тема, но наверное - дорого)

Ответить
shisha1990
-1
Технослав Бергамот 22 декабря 2020 г. 14:02:44 #

Окупаемость за 6 лет - может не так уж и дорого ;) Вообще, те владельцы СЭС, с кем я общался, говорили больше про дополнительный доход благодаря зеленому тарифу. И там коридор с каждым годом снижается - тарифы на потребление растут, а на зеленый тариф, наоборот, снижаются. Правда, в законе они прописаны в евро, поэтому в случае девальвации гривны коридор будет расширяться. Я встретил три сценария развертывания: 1. Деньги вложены, теперь можно не заботиться об оплате электричества в большом доме - доходы от лета перекрывают расходы зимой 2. Чисто бизнес - 30 кВт и дополнительный доход 3. Строительство нового дома и возврат инвестиций вообще никто не считал, просто новый дом строится со всеми новыми технологиями, включая солнечные панели.

Ответить
Технослав Бергамот
0
shisha1990 22 декабря 2020 г. 15:50:41 #

Ну тут и новый дом дорого построить, а ещё и с применением всех современных технологий. Не про обычного жителя Украины данное)) Лет через 5 может данный вопрос и будет более актуальным.

Ответить
shisha1990
-1
Технослав Бергамот 22 декабря 2020 г. 16:40:32 #

Соглашусь, но, например, флагманский смартфон или геймерский ноутбук новый купить - тоже не для "обычного жителя Украины" удовольствие ;)

Ответить
Технослав Бергамот
1
shisha1990 22 декабря 2020 г. 17:16:13 #

Вот поэтому мы читаем этот сайт и облизываемся=))

Ответить
shisha1990
0
Водитель КрАЗа 22 декабря 2020 г. 14:43:26 #

Все хорошо, но государство по зеленому тарифу не платит. Долги огромные. Аккумы дорогие и не вечные... Куда девать излишки электроэнергии? Просто отдавать в сеть за спасибо...

Ответить
Водитель КрАЗа
0
Технослав Бергамот 22 декабря 2020 г. 14:50:16 #

Да, есть такая проблема. Я так вижу, что в разных областях по-разному, где-то Облэнэрго платят лучше, где-то хуже. Задержки по 2-3 месяца. Но если не говорить об этом публично, включая СМИ, то ничего и не изменится.

Ответить
Технослав Бергамот
0
Oleksandr A. 23 декабря 2020 г. 0:28:00 #

Дійсно, значна заборгованість існує перед СЕС для юридичних осіб. На сьогодні платежі за "Зеленим тарифом" домогосподарствам здійснюються без настільки суттєвих затримок. Потреба в акумуляторах з'явиться, коли мережева електроенергія стане дорожчою ніж зараз. Якщо про домогосподарства. Для юридичних осіб наразі розробляється законодавство по Net-metering, яке прибере залежність від виплат та дозволить ефективніше використовувати СЕС на власне споживання.

Ответить
Oleksandr A.
0
Виктор007 25 декабря 2020 г. 21:25:46 #

Да вообще до чего довели страну, энергетика дорожает из-за закрытия дешевой энергетики, абсурдно, но факт, так как забашляли кому нужно, и вуаля

Ответить
Виктор007
0
Oleksandr A. 25 декабря 2020 г. 23:58:40 #

Якщо ви маєте на увазі атомну енергетику, як найдешевшу, то, на жаль це не так. В розрахунку собівартості електричної енергії за 2020 рік від Lazard, атомна енергетика є чи не найдорожчою: https://www.lazard.com/media/451445/grphx_lcoe-02-02.jpg

Стосовно впливу СЕС домогосподарств на тариф електроенергії для решти побутових споживачів можна прочитати за посиланням: https://m.facebook.com/story.php?story_fbid=2412928268729823&id=100000380206273

Тариф на електроенергію для населення в Україні - одна з найменших в світі. Це можливо лише завдяки механізму крос-субсидіювання. Тарифу ледве вистачає на компенсацію витрат на розподіл та передачу, а побутовий споживач не сплачує виробникам електроенергії взагалі.

Ответить
Oleksandr A.
0
Виктор007 26 декабря 2020 г. 10:49:14 #

Oleksandr A. Скажите мне пожалуйста на какой планете ВЫ живите, вроде по Украинскому пишите, а такую херню несете, что возникает вопрос с какой планеты вы прибыли, так как писать, что у нас самая дешевая энергетика, это нужно замкнуться выключить интернет и телик, и щелкать камнями, чтобы хоть что-то делать. Вот перейдите на посылання и увидите какая же у нас энергетика найдешевша по вашим словам https://www.epravda.com.ua/rus/news/2020/08/25/664361/ и https://biz.liga.net/ekonomika/tek/novosti/v-ukraine-zametno-podorojala-elektroenergiya и https://itc.ua/news/v-minenergo-predupredili-o-neizbezhnom-povyshenii-tarifov-na-elektroenergiyu-dlya-naseleniya/, а особенно прочтите эту статью http://oilreview.kiev.ua/2020/11/12/s-nachala-mesyaca-cena-na-elektroenergiyu-v-ukraine-podskochila-na-56/. И вы мне и другому населению пишите что у нас в Украине самая дешевая энергетика, вопрос Вы с какой планеты пишите это...

Ответить
Виктор007
0
Oleksandr A. 26 декабря 2020 г. 11:29:04 #

Підкажіть, будь ласка, що саме ви розумієте під "закриттям дешевої енергетики"?

Ответить
Oleksandr A.
0
Oleksandr A. 26 декабря 2020 г. 11:29:06 #

Середньозважений тариф для населення близько 1.2 грн/кВт*год. Електроенергія на ринку дорожча, тому що вона дешевша для побутового споживача і це потрібно компенсувати. За дешеву електроенергію, що продає Енергоатом за механізмом ПСО сплачуємо ми з вами рахунок податків. При чому, ми з вами платимо за маєтки з величезним споживанням електроенергії.

Ответить
Oleksandr A.
0