1804 Бесплатный номер телефона
Задать вопрос
Мы ответим в течение 3 часов

Солнечная энергия и солнечные батареи в частном доме: есть ли смысл?

Солнечные батареи: узнай, что это такое, как они работают и стоит ли подумать об использовании зеленой энергии этого типа в частном доме?

Солнечная батарея (англ: solar panel) на языке физики – это полупроводниковый фотоэлектрический генератор (полупроводник – материал с выраженной электропроводностью, уровень которой зависит от различных факторов, например, температуры, освещения), функция которого состоит в прямом преобразовании энергии солнечного излучения в электрическую энергию. До сих пор наиболее значительная область использования солнечных батарей была далека от нашей повседневности – солнечные батареи активно используются для обеспечения электричеством космических летательных аппаратов, поскольку доставка других видов энергии в условиях космического полета проблематична.

Однако в наше время все популярнее становится использование солнечных батарей в качестве источника энергии не только в отдаленных местах, куда доставка энергии – сложное дело, но и в частных домах, владельцы которых просто приняли решение в пользу этой дружественной окружающей среде, возобновляемой, и, в длительной перспективе, намного более выгодной энергии. Оборудование своего дома солнечными батареями или солнечными панелями и использование этой альтернативной энергии не такое простое дело, как пользование традиционным электрообеспечением, но оно имеет значительные преимущества, о которых Ты узнаешь из этой статьи.

Виды и способы применения солнечных батарей

Активное использование солнечных батарей для нужд тепло- и энергообеспечения началось примерно 35 лет назад. В то время были разработаны первые функционально эффективные термосолярные схемы, что дало возможность превратить солнечное излучение в самый прогрессивный на тот момент вид локальной генерации энергии.  

Тогдашнее техническое решение и термосолярные устройства были приспособлены, в основном, к географическим регионам с подходящими для эффективного использования солнечной энергии климатическими условиями, а именно, к самым солнечным регионам США и Южной Европы. Однако с развитием технологий солнечные батареи стали набирать популярность и в так называемой зоне умеренного климата, где солнечная погода бывает не каждый день.

Солнечную энергию можно использовать для выработки тепла (термосолярные устройства используют для отопления зданий), для согревания бассейнов и выработки горячей воды, а также для генерации электроэнергии (преобразование солнечной энергии в электрическую).

Существует два способа добычи солнечной энергии. Фотоэлектрический (photovoltaic) метод производства солнечной энергии прямо преобразует солнечный свет в электричество с помощью панелей. В свою очередь, солнечно-термальный (solar thermal) метод позволяет добывать энергию из солнечного тепла. В этом случае тепловая энергия используется либо напрямую – как тепло, либо сначала конвертируется в механическую энергию и только затем -  в электричество (его называют концентрированной солнечной энергией).  

Солнечная энергия – наиболее эластичный вид возобновляемой энергии, поскольку оба способа ее получения можно использовать для решения как крупных задач, так и в индивидуальных системах. Фотоэлектрический и солнечно-термальный методы можно использовать на электростанциях, которые покрывают тысячи квадратных метров и производят энергию, которая потом поступает в электросети. Точно так же оба метода подходят для частного использования – фотолектрические солнечные панели могут производить энергию, которая будет использована для работы электрических устройств, а солнечно-термальную энергию на индивидуальном уровне используют для отопления домов и нагревания воды.

Фотоэлектрическая солнечная энергия: виды солнечных батарей

В наши дни широко используется фотоэлектрическая технология получения солнечной энергии, с помощью которой солнечный свет напрямую преобразуется в электричество. Эта технология, по крайней мере в контексте индивидуального пользования, считается лучше солнечно-термальной, поскольку солнечные батареи, которые работают на базе фотоэлектрического принципа переработки солнечной энергии, можно использовать при любых погодных условиях (для работы им не нужен прямой солнечный свет). Конечно, объем получаемой энергии будет намного больше в случае, когда находящиеся на крыше солнечные батареи получают прямой солнечный свет, но эти батареи будут достаточно эффективны и в случае пасмурной погоды, когда у батарей нет прямого контакта с солнечным светом.

Наиболее популярные во всем мире солнечные батареи производятся с использованием технологии монокристаллического или поликристаллического кремния, но есть и еще третий вид батарей – тонкопленочные сотовые (ячеистые) солнечные элементы.  

Первой была разработана монокристаллическая кремниевая технология, считающаяся наиболее эффективной. Для производства таких батарей используется очень чистый монокристаллический кремний, и изначальные вложения здесь довольно высоки. Процесс производства батарей такого типа технологически очень сложный, зато у них высокий коэффициент полезного действия – их эффективность может колебаться в пределах 15-20%. Монокристаллический тип батарей больше подходит для жаркого климата - при повышении температуры воздуха эффективность этих батарей падает меньше, чем у других типов панелей.

Производственная стоимость батарей из поликристаллического кремния ниже, чем у батарей из монокристаллического кремния. Кроме того, остается меньше неиспользованного поликристаллического кремния по сравнению с отходами при производстве монокристаллических солнечных батарей. Однако КПД здесь на пару процентов ниже, чем у монокристаллических: эффективность этих солнечных батарей обычно составляет 13-17%.

Идея тонкопленочных сотовых (ячеистых) солнечных элементов базируется на другой технологии, чем описанная выше, это сравнительно новый метод производства солнечных батарей. В данный момент он имеет самый низкий КПД по сравнению с двумя другими видами солнечных батарей – примерно 10-15%, однако у этой технологии самый большой потенциал для развития. Приведенный уровень эффективности характеризует уже поступившие в продажу на рынок тонкопленочные солнечные батареи, однако в лабораторных условиях удалось добиться 23,4% эффективности, и планируется, что она будет расти. Надо также учитывать, что более низкая эффективность этих батарей зависит только от размеров площади, которую они покрывают. Однако этот вид батарей становится все более дешевым, и следует ожидать, что со временем эти проблемы будут решены.

Почему стоит выбрать солнечные батареи?

Использование солнечной энергии обладает огромным потенциалом. Солнечная энергия – это универсальный источник бесплатной возобновляемой энергии, это чистая и свободная от загрязнения энергия, ее можно использовать практически в любой точке Земли, в том числе, конечно же, солнечные батареи можно устанавливать и в Латвии. В последние годы во всем мире растет спрос на солнечную энергию, и на фоне роста цен на энергоресурсы цена на солнечные панели продолжает падать.

Мы уже говорили, что солнечную энергию можно получать даже тогда, когда солнца на небе не видно (в пасмурный день). Так происходит благодаря тому, что глобальное излучение состоит из прямого и рассеянного излучения. Среднее годовое излучение солнца в Риге выше, чем, например, в Берлине (в Латвии годовое излучение солнечной энергии на горизонтальной поверхности составляет в среднем 900-1200 kWh/m2), а в Германии производство солнечной энергии – очень популярный источник энергии. Самое главное преимущество использования солнечной энергии – экономия средств: солнечная энергия позволит сэкономить на приобретении электричества, необходимого для работы бытового или производственного оборудования.  

Кроме того, солнечные панели обеспечивают независимость от тарифов и перебоев в поставке электроэнергии, монтаж панелей очень прост, их обслуживание - понятное. Солнечные панели можно устанавливать в местах, где не проведено электричество – такие системы называются «off-grid». И, конечно, солнечные панели – существенный элемент «зеленого» образа жизни и мышления, поскольку здесь используются возобновляемые энергоресурсы, не имеющие негативного влияния на окружающую среду (о других способах вести дружественный окружающей среде образ жизни читай нашу статью о «zero waste» здесь).

Что надо учитывать при установке солнечных панелей?

Рекомендованный уклон для установки солнечных панелей на крыше дома в Латвии для работы в течение всего года составляет 30 – 45°. В Латвии солнечные панели особенно выгодно устанавливать в том случае, когда самый высокий уровень потребления электроэнергии приходится на светлое время суток и в особенности – на лето. В таком случае можно использовать произведённое электричество на собственные нужды и реально сэкономить всю цену электричества, то есть  ~0,16 EUR/kWh. Если же уровень потребления электроэнергии днем не высок, Ты моешь использовать введенный в Латвии учет NETO. Он дает возможность отдать произведенную электроэнергию в общую распределительную сеть и в течение года снова брать ее из сети, не платя за электричество (0.05-0.06EUR/kWh), а только 0.10EUR/kWh (расходы на поставку энергии, стоимость обязательной компоненты закупки, НДС).

Если домашнее хозяйство подключено к электричеству, то после установки солнечных панелей их систему надо обязательно подключить к Распределительной сети (Sadales tīkls), кроме случаев, когда в доме установлена автономная от Распределительной сети система электрообеспечения и инвертор подсоединен к общей системе электрообеспечения дома. Подключение системы к Распределительной сети (Sadales tīkls) происходит после получения разрешения от Министерства экономики и технических правил от АО «Sadales tīkls» (более подробно о подключении системы см. здесь).

Кто в Латвии устанавливает солнечные панели

В Латвии действует несколько предприятий, предлагающих покупку и установку солнечных панелей. Один из потенциальных партнеров в установке солнечных панелей – группа предприятий Enefit. Эта компания имеет большой опыт в производстве возобновляемой энергии, она обеспечивает полный цикл установки солнечных панелей. На домашней странице предприятия есть «Калькулятор для солнечных панелей», с помощью которого можно выяснить, во сколько Тебе может обойтись установка солнечных батарей.

EG Inženieri – Solenergo также продает и устанавливает солнечные батареи. На домашней страничке предприятия в разделе о солнечных батареях можно прочитать обо всех видах батарей, которые можно приобрести с помощью этой компании, узнать расценки, а также ознакомиться с информацией об оптимальном расположении солнечных батарей, критериях выбора батарей и их мощностью.  

Энергообеспечение с помощью солнечных батарей обычно выбирают из-за его преимуществ или из-за недоступности других видов обеспечения энергией – если дом стоит в уединенном месте. Удаленность от энергетических сетей в наши дни перестала быть неразрешимой проблемой, и при небольшом изначальном напряжении сил жилище можно обеспечить электричеством собственного производства и использовать удобную альтернативную систему отопления – сжиженным газом. Когда придет время подумать об установке системы газового обеспечения в доме, помни –  "Intergaz" предлагает весь спектр услуг по установке системы: проектирование, согласование проекта, установку системы газового обеспечения, а также дальнейшее техническое обслуживание!