Возобновляемые источники энергии и технологии
Популярность возобновляемых источников энергии лавинообразно растет по мере того, как государства, предприятия и частные лица осознают, что глобальное потепление — одна из серьезнейших угроз нашего времени.
Что такое возобновляемая энергия?
Вы наверняка слышали, как термин «возобновляемая энергетика» упоминается в одном ряду с глобальным потеплением и изменением климата. Но что именно представляет собой возобновляемая энергетика? И почему она так важна?
Возобновляемая энергетика охватывает природные источники энергии и производственные процессы с возможностью постоянного пополнения или воспроизводства. Например, мы никогда не исчерпаем запасы ветра и солнечного света. В действительности ветряные турбины и солнечные панели являются одними из ключевых источников возобновляемой энергии. Помимо того, что возобновляемые источники будут доступны всегда, они, как правило, вызывают меньшее загрязнение, чем их невозобновляемые аналоги, благодаря чему являются более разумным выбором для людей, животных и планеты. Поэтому неудивительно, что мировые лидеры и защитники окружающей среды выступают за возобновляемые источники энергии как ключевой элемент более экологичного будущего. И наоборот, количество невозобновляемых источников, таких как нефть, газ и уголь, ограничено, их невозможно быстро восполнить, и они доступны не во всех регионах мира. Рассмотрим сырую нефть. Хотя ее добывают многие страны, Управление по информации в области энергетики США сообщает, что добыча более половины сырой нефти в мире приходится всего на пять стран. Но самое главное в том, что невозобновляемые источники энергии, такие как ископаемое топливо на основе углерода, считаются одним из важнейших факторов изменения климата.
Стремление к нулевым выбросам
Поскольку государства, предприятия и потребители сегодня признают глобальное потепление и изменение климата одной из серьезнейших угроз нашего времени, популярность и распространение возобновляемых источников энергии растет лавинообразно. С помощью современных технологий альтернативные источники стали не только более надежными, но и более экономически эффективными — даже в большей степени, чем ископаемое топливо. Признавая, что усилий отдельных государств по борьбе с глобальным потеплением и необратимым изменением климата недостаточно, страны всего мира подписали в 2016 году Парижское соглашение. Согласно этому международному договору, правительства всех стран будут стремиться выйти к 2050 году на нулевой уровень выбросов — удалению из атмосферы Земли такого же количества углекислого газа, которое мы в нее выбрасываем. Остановить катастрофические изменения окружающей среды, которые на нас надвигаются, мы сможем за счет постепенного перевода планеты на источники энергии, выделяющие в атмосферу меньше всего парниковых газов. И в авангарде этого процесса — возобновляемые источники энергии, которые зачастую чище и экологичнее невозобновляемых.
Как сохранить солнечную энергию?
Весь мир продолжает переходить на возобновляемые источники энергии, солнечная энергия одна из наиболее перспективных вариантов. Однако одной из самых больших проблем солнечной энергии является ее периодический характер. Солнце светит не всегда, а когда оно светит, произведенная энергия должна быть использована сразу, иначе она будет потеряна. Поэтому возникает вопрос: можно ли хранить солнечную энергию? Хорошая новость – да, можно. В последние годы были достигнуты значительные успехи в технологии хранения солнечной энергии, что позволяет накапливать солнечную энергию для ее использования. В настоящее время существует множество вариантов хранения солнечной энергии — от аккумуляторов до тепловых систем хранения.
Преимущества использования солнечной энергии
Снижение счетов за электроэнергию
В период активного солнца можно использоваться солнечную энергию как основный источник электроэнергии. Как результат можно сократить счета.
Снижение углеродного следа
Увеличение выбросов парниковых газов является ключевым фактором изменения климата и глобального потепления. Использование солнечных накопителей может помочь уменьшить углеродный след. Например, портативную зарядную станцию, которая заряжается от солнечной энергии, можно использовать в любой комнате дома или брать с собой в походы для того, чтобы запитать нужные устройства.
Энергостойкость
Перебои с электричеством происходят практически везде, и солнечные батареи могут помочь восполнить пробел, когда сеть выходит из строя. В результате вы будете защищены от негативных последствий отключения электричества.
Запасают ли солнечные панели энергию?
Солнечные панели не хранят энергию. Они просто собирают солнечный свет, который затем перерабатывается в электричество с помощью инвертора. Если не использовать солнечную энергию, избыток энергии просто возвращается в сеть, так при отключении электроэнергии ночью фотоэлектрическая солнечная система мало чем поможет.
Как хранится солнечная энергия?
Солнечные батареи
Существует несколько способов хранения солнечной энергии. Солнечные аккумуляторы — самый распространенный способ хранения. Они доступны по цене, устойчивы и являются отличным способом децентрализации энергии.
Емкость: 1260 Вт·ч
Емкость: 1024 Вт·ч
Емкость: 2016 Вт·ч
Емкость: 3600 Вт·ч
Можно увеличить емкость до 3040 Вт·ч
Можно увеличить емкость до 6048 Вт·ч
Можно увеличить емкость до 25кВт·ч
Мощность: 1800 Вт
Мощность: 2200 Вт
Мощность: 3400 Вт
Мощность: 3600 Вт
Механическое хранение энергии
Механические системы хранения энергии предназначены для преобразования избыточной электрической энергии в механическую, а затем снова в электрическую, когда это необходимо. Это может быть сделано тремя основными способами: маховик, гидроаккумулятор с насосом, сжатый воздух. Например, на гидроаккумулирующих электростанциях вода перекачивается вверх в водохранилище, а затем проходит через турбины для выработки электроэнергии.
Как работают солнечные панели?
Проще говоря, солнечные панели работают за счет серии химических реакций, которые накапливают солнечную энергию, полученную с помощью солнечных панелей, а затем высвобождают энергию в виде электричества.
Солнечные панели преобразуют солнечный свет в электричество постоянного тока, которое затем проходит через контроллер заряда и накапливается в батарее. Контроллер заряда регулирует поток электроэнергии от солнечных панелей к батарее, не допуская ее перезарядки или недозарядки.
Типы аккумуляторов для солнечных систем
Аккумуляторы, используемые в солнечных энергетических системах, обычно изготавливаются из литий-ионных, свинцово-кислотных или проточных химических элементов.
Литий-ионные батареи
Литий-ионные батареи, известные как LFP, являются популярным выбором благодаря высокой энергетической плотности, длительному сроку службы и низким требованиям к обслуживанию. Одним из самых больших преимуществ LFP-батарей является их высокая энергетическая плотность. Они могут хранить больше энергии на единицу объема или веса, чем другие типы батарей. Это означает, что батареи LFP могут обеспечивать большую мощность в течение более длительного времени, что делает их идеальными для использования в электромобилях и других высокомощных устройствах.
Еще одним ключевым преимуществом LFP-батарей является их длительный срок службы. Они могут выдерживать тысячи циклов заряда и разряда без потери емкости, что означает, что они могут служить в течение многих лет. Это делает их экономически эффективным вариантом для устройств, требующих долговечного источника энергии.
Свинцово-кислотные батареи более доступны по цене, но имеют меньший срок службы и требуют частое обслуживание. Одним из важных преимуществ свинцово-кислотных батарей является их низкая стоимость. Они относительно недорогого стоят в производстве и широко доступны. Однако свинцово-кислотные батареи, как правило, тяжелые и громоздкие, что может затруднить их транспортировку и установку. Они также требуют регулярного обслуживания для обеспечения их нормального функционирования.
Проточные батареи
Проточные батареи все еще находятся на стадии экспериментов и пока не получили широкого распространения. В них используются принципы проточной химии, когда реакции протекают в непрерывном потоке. Они предлагают более эффективную, надежную и экономически выгодную альтернативу традиционным батареям и способны произвести революцию в нашем представлении о хранении энергии.
Солнечная резервная энергия для дома
Солнечные панели, вырабатывающие электроэнергию для дома, являются настоящим преимуществом. Происходит не только экономия денежных средств, но и уменьшение углеродного след. Портативные солнечные панели отлично подходят для использования в дома, дороге, на природе, на автофургоне или даже для зарядки электромобилей. У зарядных станций EcoFlow LFP-батареи, которые могут использоваться ежедневно в течение 10 лет. Кроме того, станции EcoFlow имеют различную емкость и выходную мощность для питания различных устройств.
Солнечные панели и портативные зарядные станции
Солнечная панель 160 Вт
Что нужно знать о солнечной энергии?
Солнечная энергия — это полезная энергия, которая генерируется солнцем в форме электрической или тепловой энергии. Солнечная энергия улавливается различными способами, наиболее распространенным из которых является использование фотоэлектрических солнечных панелей, которые преобразуют солнечное излучение в полезное электричество. Кроме использования фотоэлектрических элементов для генерации электроэнергии, солнечная энергия используется не только для электроснабжения, но и для выработки тепловой энергии, для отопления или горячего водоснабжения. Владельцы жилой и коммерческой недвижимости могут устанавливать солнечные системы горячего водоснабжения и проектировать свои здания с учетом пассивного солнечного отопления, чтобы в полной мере использовать энергию солнца с помощью современных технологий.
Заинтересованы в получении выгоды от солнечной энергии? Солнечные батареи устанавливаются в трех основных сегментах: жилой, коммерческий и коммунальный. Солнечные батареи бытового сегмента обычно устанавливаются на крышах домов или на открытой местности (на земле) и обычно составляют от 5 до 20 киловатт (кВт), в зависимости от необходимых мощностей и размера объекта. Коммерческие объекты с использованием солнечной энергии обычно устанавливаются в большем масштабе, чем частные. Хотя отдельные установки могут сильно различаться по размеру, солнечные батареи коммерческого сегмента как правило предназначены предоставлять локальную солнечную энергию предприятиям и некоммерческим организациям. Наконец, солнечные проекты коммунального сегмента обычно представляют собой крупные установки мощностью в несколько мегаватт (МВт), которые обеспечивают солнечную энергию большому количеству потребителей коммунальных услуг.
В некоторых случаях потребители солнечной энергии не имеют возможности установить саму солнечную станцию на своей территории, тогда существует жизнеспособный вариант использования солнечной энергии, который напрямую связывает проекты по использованию солнечной энергии в коммунальном сегменте с бытовыми потребителями. Таким образом, общественные солнечные фермы, как правило, строятся на близлежащей территории, а не в собственности конкретного отдельного клиента. Такие потребители могут подписаться на общий проект в области солнечной энергии, чтобы получать многие преимущества солнечной энергии без установки солнечных станций на своей собственности.
Как работает солнечная энергия?
Краткая история солнечной энергетики
В 1954 году Bell Labs разработала первый кремниевый фотоэлектрический элемент. Хотя солнечная энергия ранее была преобразована в полезную энергию различными способами, только после 1954 года солнечная энергия стала жизнеспособным источником электричества для устройств питания в течение длительных периодов времени. В первых солнечных батареях превращают солнечное излучение в электричество при КПД всего 4 % , тогда как многие широко доступные модули солнечных ячеек на сегодня может преобразовывать солнечный свет в солнечную энергию при КПД более 20 % эффективности, и это значение постоянно растет.
Хотя принятие солнечной энергии поначалу было достаточно медленным, ряд государственных и федеральных стимулов и законопроектов способствовали снижению стоимости солнечных батарей настолько, чтобы они стали более широко распространенными. На данный момент солнечной энергии достаточно для того, чтобы обеспечить энергией 11 миллионов из 126 миллионов домохозяйств в стране.
Стоимость солнечной энергии
Одновременно с увеличением эффективности солнечных панелей стоимость солнечной энергии существенно снизилась. Только за последнее десятилетие стоимость установки солнечных батарей упала более чем на 60 процентов, и многие отраслевые эксперты прогнозируют, что цены будут продолжать падать в ближайшие годы:
Солнечная энергия является возобновляемым источником энергии
Солнечная энергия — это чистый, недорогой, возобновляемый источник энергии её можно использовать практически везде, любая точка мира, где солнечный свет попадает на поверхность земли, является потенциальным местом для генерации солнечной энергии. А поскольку солнечная энергия исходит от солнца, она представляет собой безграничный источник энергии. Технологии возобновляемых источников энергии производят электроэнергию из бесконечных ресурсов. Сравните, например, производство электроэнергии с использованием возобновляемых ресурсов с ископаемым топливом. На образование нефти, газа и угля ушли сотни тысяч лет, поэтому каждый раз, когда один из этих ресурсов сжигается для производства электроэнергии, этот конечный ресурс незначительно приближается к истощению. Использование возобновляемых ресурсов, таких как ветер, солнечная энергия и гидроэлектроэнергия, для выработки электроэнергии не истощает этот ресурс. Там всегда будет постоянный солнечный свет на поверхности Земли, и после превращения солнечного света в электричество, в будущем все еще остается бесконечное количество солнечного света, которое может превратиться в электричество Вот что делает солнечную энергию по своей природе возобновляемой энергией.
Несмотря на то, что текущее распределение электроэнергии в России по-прежнему состоит в основном из ископаемого топлива, такого как: нефть и газ, возобновляемые источники энергии, такие как: солнечная энергия, постепенно становятся большей частью энергетического профиля страны. Поскольку стоимость солнечных и других возобновляемых технологий продолжает оставаться конкурентоспособной.
Солнечная энергия + аккумулятор, электромобили и многое другое
Быстрое распространение солнечной энергии по всей стране и во всем мире также привело к параллельному росту в нескольких смежных областях. В частности, системы накопления энергии и электромобили — это два сектора, которые могут развиваться вместе с солнечной энергией, увеличивая преимущества друг-друга.
Учитывая, что солнечные панели могут вырабатывать энергию только тогда, когда солнце светит, хранение производимой, но неиспользованной энергии в течение дня для последующего использования становится все более важным. Например, системы накопления энергии накапливают электричество и могут использоваться в периоды низкой солнечной активности. Более того, решения «солнечное хранение плюс» работают для всех масштабов установки солнечных панелей и предоставляют множество дополнительных преимуществ, от надежности энергии до отказоустойчивости сети и более дешевой энергии.
Электромобили являются вторым продуктом, готовым ехать на волне освоения солнечной энергии. С более низкими затратами на техническое обслуживание, более низкими расходами на топливо и меньшим воздействием на окружающую среду по сравнению с традиционными автомобилями с двигателем внутреннего сгорания, электромобили станут важным элементом автомобильной промышленности на долгие годы. С ростом использования электромобилей также возрастает потребность в электричестве для работы транспортных средств, идеально подходящих для солнечной энергии. Распределенные солнечные установки обеспечивают дешевое и надежное питание электромобилей непосредственно от солнца. В мире повышенной электрификации дома солнечная энергия является одним из самых недорогих, надежных и самых чистых способов обеспечить наше электрифицированное будущее.
Можно ли перевести дом на солнечную энергию в России и использовать городскую сеть как аккумулятор?
Вспомнил про довольно интересную статью о солнечной энергии,представляю вашему вниманию.
Место действия Россия, Калининград.
Сегодня исполняется год как я сделал солнечную электростанцию, научился обеспечивать себя электричеством и даже научился отдавать излишки в городскую электросеть, и официально крутить счетчик в обратную сторону. Поговаривают, что я первый в стране частный дом, который делится излишками энергии с соседями.
Решил я сделать у себя в доме солнечную электростанцию и научиться полностью обеспечивать себя электричеством. Плана сэкономить или заработать, как делают это немцы, я себе не ставил. Мне просто понравилась идея жить на солнечной энергии. Ну и проект показался мне интересным.Дом у меня находится в городе. Перебоев с электричеством не случается, ну или крайне редко. Необходимости в резервном генераторе нет. Но ведь интересно попробовать, может ли дом жить полностью автономно на солнечной энергии в нашей полосе.
Начал собирать информацию. В тот момент, мне кажется, моя супруга еще не до конца поверила, что я это все серьезно затеваю. Да и я еще не знал, что из этого может получиться толк.
Первый поиск информации много ответов не дал. Живых проектов в России очень мало. Кто-то что-то делает, но только как дополнительные источники питания и на нескольких панелях. В основном, солнечные электростанции создают компании или госструктуры, частных проектов очень мало в стране. Много проектов нашел в Украине. Но это сильно южнее и солнечнее.
В поездках по Германии я много видел домов, на крышах которых стояли солнечные панели. Сестра моей жены, Юлия, замужем за немцем и живет в Берлине. Ее муж, Кристоф, предприниматель и занимается альтернативной энергетикой. У Кристофа я подробно узнал, как это все устроено в Германии. Немцы чаще всего делают солнечные электростанции для выгоды. Они просто зарабатывают на государстве, которое платит особый высокий тариф за выработку солнечного электричества. Даже кредитные линии в банках под такие проекты были. Но самый главный вывод я для себя сделал. На широте Калининграда можно обеспечивать себя солнечной энергией. Я начал подбирать оборудование.
Для реализации проекта в Калининграде я выбрал одну компанию. Кстати, совершенно не ошибся. Ребята оказались профессиональными и честными. А еще, когда курс евро полез в гору в конце прошлого года, они сами предложили фиксировать низкий курс для завершения проекта.
Обычная схема подключения солнечной электростанции выглядит так: пластина + инвертор = электричество.
Но эта схема не обеспечивает полной автономии. В ночное время электричество потребляется из городской сети. В дневное время избыток электричества скидывается в городскую сеть. Нет аккумуляторов для бесперебойной работы только на солнечной энергии. Но в своем рассказе я еще вернусь к этой схеме, как к одной из самый выгодных и простых в реализации.Так как я хотел перевести дом полностью на солнечную энергию, к схеме добавились аккумуляторы и контроллер.
Солнечные батареи подключаются к Инвертору, который из постоянного напряжения делает переменные 220В. Инвертор подключается к Контроллеру. Контроллер выполняет ключевую распределительную роль. К нему подключается Инвертор от Солнечных батарей, к нему подключаются аккумуляторные батареи и к нему подключается городской электрический кабель. И именно Контроллер выдает в дом 220В для использования.
В общем, все запчасти подключаем к Контроллеру и пусть уже он думает, где брать
Логика работы такая. Если есть достаточное солнце, Контроллер использует солнце, если солнца нет или недостаточно, он добирает электричество из аккумуляторов, если они пусты, подключает городской источник электричества. Если солнца больше чем нужно дому, Контроллер направляет электричество на зарядку аккумуляторов. Если они заряжены, он направляет излишки электричества в город. В город? Ладно, этот вопрос я на тогда отложил. Фетисов сказал мне, что «Это нереально подключиться к городу, так что будем выкидывать излишки, не парься»
Так получилась схема подключения. Следующим шагом нужно было определиться с мощностью солнечной электростанции и числом солнечных батареи. Сколько брать пластин?
Дом в среднем потребляет 8-10 кВт/час в день. Вычислено делением счета за несколько месяцев на 30. Не очень точный метод, но достаточно, чтобы прикинуть, что солнечная батарея должна бы выдать столько энергии за светлое время суток.
Фетисов предложил мне ограничиться 10 пластинами из расчета, что мы будем выдавать 2.5 кВт/час в солнечный день и заряжаться 4-5 часов. Но тут я засомневался. Очевидно, что выработка солнечной энергии напрямую зависит от погоды, от угла наклона пластин к солнцу и от КПД самих батарей. Поворачивать пластины я не смогу, а просто прикреплю их к крыше на южном склоне. Солнце в течение года тоже гуляет по высоте и наклону, погода частенько пасмурная… В общем, я ничего не придумал лучше, как увеличил число пластин до 20 с запасом в два раза от расчетного. И это было правильное решение, как показал потом опыт.
Итак, я выбрал 20 пластин. Разместить получилось 8 на южный склон, 2 на юго-восток и 10 на восточный склон. Можно было на западный, но я выбрал восток – решил, что утром больше солнца и если аккумуляторы разряжены за ночь, то зарядка начнется быстрее.
Потом начал выбирать производителя солнечных батарей. Солнечные батареи бывают двух типов: монокристаллы и поликристаллы. Они так же отличаются качеством произодства. Лучший Grade A. Монокристаллы получше работают в пасмурную погоду. Лидером на рынке является китайская компания Yingli. Они производят больше всего пластин в мире.
Я честно пытался найти российские пластины. Я же видел, что на космических станциях стоят наши. Делает НПО Квант Москва. Но сайт их на тот момент был ужасным, информацию я получить не смог, найти поставщиков тоже не смог. Так же я отверг все польские и немецкие варианты. По факту они оказались из китайского кремния или недостаточно эффективными. А кроме кремния в пластинах ничего умного нет.
После изучения кучи обзоров я выбрал Yingli YL270C-30b монокристалы Grade A с КПД 17.2%. Увеличение числа пластин привело к увеличению инвертора; странно, да. С инвертором я долго не выбирал. По совету Кристофа и Фетисова я выбрал лидера немецкого рынка компанию SMA и устройство Sunny Boy 5000TL.
Следующий шаг – Контроллер. Штука большая и сложная. По сути все программирование логики работы дома на солнце находится в ней. С фирмой я уже определился, это компания SMA. Первый вариант, который мне предложили, был модель SUNNY ISLAND 6.0H. 6.0 – это пиковая нагрузка кВт, которую устройство может держать минут 30, кажется. А нормальная нагрузка для нее порядка 4 кВт. Как понять, достаточно этого для дома или нет?
Я принялся считать пиковое потребление в доме. Весь дом я давно перевел на диодные ламы. Т.е. освещение берет очень мало, Если вообще все все включить в доме, то максимум 500 Вт будет. Далее большие потребители: электрический чайник 2 кВт, электроплита 2 кВт, стиралка, сушилка по киловату. Я хотел, чтобы семья не задумывалась о потреблении и жила как на городском электричестве. Как я не крутил, получалось, что утром мы можем поставить новую стиралку, ночную закинуть в сушилку, делать завтрак и кипятить воду для кофе. Это не очень частый сценарий, но вполне возможный. Будет не очень хорошо, если дом отключится в этот момент аварийно. Я опять подстраховался и взял модель SUNNY ISLAND 8.0H на 8 кВт в пике и 6 в рабочем режиме. Пока дом ни разу не выключился аварийно из-за пикового потребления.
Аккумуляторы. С ними была еще так головоломка. Опять несколько обзоров, графики живучести и списки производителей. Помогли мои консультанты. Я выбрал гелевые аккумуляторы фирмы MHB модель MNG200-12.
Мое потребление 8-10 кВт/час в день. Я решил взять аккумуляторы из расчета на два дня без выработки солнца. Признаться, я тогда упустил один очень важный показатель. Долговечность аккумулятора напрямую зависит от глубины разрядки. Т.е. если разряжать его не более чем на 30%, то проживут они 1800 циклов, это примерно на 5 лет. Но если разряжать на 100%, то проживут они всего 350 циклов, считай год. Год это совсем немного.
Подключил восемь аккумуляторов и они накапливают примерно 20 кВт/час. Уже после запуска всего проекта у меня перегорал предохранитель перед домом и мы узнали об этом только через два дня. Так что расчет на автономное питание на два дня оправдался. А вот накопление при 30% зарядке обеспечивает всего 5-6Квт/час, что явно окажется потом недостаточным для эффективной работы в полностью автономном режиме.
Нужно отметить, что вообще проблема накопления солнечной энергии является сегодня самой сложной и дорогой в решении. Многие услышали про проект Элона Маска с аккумуляторами. Если его аккумуляторы реально будут жить 10 лет при 100% перезарядке, это будет прекрасно. Мне бы хватило трех таких. Но я пока не нашел никакой информации про число циклов.
В августе схема подключения была готова и оборудование выбрано. К сборке станции АЭС-Центр приступили в октябре. Приехали ребята с альпинистским оборудованием, забрались на крышу и начали монтаж. Собирали и монтировали почти месяц.
Внутри дома я выделил место на чердаке. Там установили Контроллер, Инвертор, шкаф для аккумуляторов (противопожарный). Я запросил поставить автоматическую систему пожаротушения и систему принудительной вентиляции с датчиком.
Так же у меня есть рубильник, которым я могу одним махом переключить весь дом на городскую линию и полностью обесточить солнечную электростанцию. Подстраховался.
Когда все было смонтировано, в один день мы переключили рубильник, и дом отключился от городской электросети и подключился к солнечной электрической станции!
Итак. Большую часть года я обеспечиваю себя солнечной энергией с большим запасом. Вот май 2015 года. За месяц я выработал 745 кВт/час, потребил 300 кВт/час. Больше 0.5 Мегавата в плюс.
В солнечный день станция выдает примерно 30-35 кВт/час, а потребляю я не больше 10 кВт/час. Т.е. летом я вырабатываю 300% необходимой мне энергии. Вот так выглядит график солнечного дня 6 июня 2015 года. Станция начинает давать энергию уже 7 утра. Пиковая выработка 4+ кВт/час и до 19 часов вечера работает генерация.
Весь год выглядит вот так. В августе ошибка в данных. У меня барахлил интернет пока мы были в отпуске и данные не засчитались. Но выработка была лучше июля.
В итоге я обеспечиваю себя на 100% во все месяцы кроме 4 месяцев с ноября февраль. В эти месяцы обеспечение составляет 30-70%.
В течении дня основная выработка солнечной энергии приходится на середину дня. А основное потребление на утро и вечер. В течение года максимум генерации приходится на лето, а зимой генерация минимальная.
Накапливать солнечную энергию сложно и дорого. Даже в течение дня излишек энергии некуда накапливать. Не говорю уже о том, чтобы накопить на зиму.
Первоначально мы запрограммировали Контроллер таким образом, чтобы он для дома брал энергию или от солнца или от аккумуляторов при разрядке не больше 40%. В зимний период такой режим работы оказался крайне неэффективным. Да и в летний период такой режим использования аккумуляторов оказался не самым оптимальным. Я терял электроэнергию
днем, гонял батареи лишними циклами.
И в этот момент я как-то физически осознал, насколько это большая проблема с накоплением энергии. Но пока эта проблема не решена, я решил, что нужно попробовать подключиться к городской сети и научиться крутить счетчик в обе стороны.
Подключение к городской сети позволяет использовать город как неограниченный аккумулятор. Любой излишек скидывать в него в любое время и при необходимости забирать обратно.
Я написал в FB просьбу познакомить меня с кем-то из Электросвязи. И о чудо, мне дали контакты одного из директоров Янтарьэнерго Михайлова Леонида Александровича. И я пошел к нему с просьбой подключить мою солнечную Электростанцию к городской электросети и разрешить крутить счетчик в обратном направлении, когда я отдаю энергию городу.
Директор филиала «Янтарьэнерго»- прекрасный человек и профессионал. Внимательно выслушал меня, удивился всему проекту, понял с чем я пришел. И он захотел мне помогать! Причем сразу объяснил, что будет сложно, структура большая, задача новая, но стоит попробовать. Я написал заявление на подключение и стал ждать. Леонид Александрович неоднократно звонил мне, объяснял где сейчас находится вопрос. Вообще, такого внимательного отношения не встретишь со стороны коммерческих структур, а для большой госкорпорации это вообще удивительно. Когда дело дошло до Энергосбыта, я познакомился еще с одним прекрасным человеком, Алексеем Капыловым. Он тоже приложил все усилия, чтобы подключить меня к городской сети.
Всего пять месяцев ушло на выработку тех. условий по подключению. И вот в августе на пороге моего дома появилась целая бригада Янтарьэнерго. Они сняли старый счетчик и подключили новый, сертифицированный крутиться в обе стороны.
Как выяснилось, переток в городскую сеть выполняется очень просто. В городской сети напряжение 220 В. Мой Контроллер излишки энергии отдает в сеть с напряжением больше 220В (237 В кажется) и электрончики перетекают из моей сети в городскую, как вода в сообщающихся сосудах. Оказалось, что не нужно менять оборудование на подстанциях или вообще в городской сети. (город может принимать энергию!) Просто поставили новый счетчик и размыкатель (защита на случай аварийных отключений).
Представьте себе сцену. Восемь мужиков громко радуются и шумят перед домом, когда после подключения к городу счетчик закрутился в обратную сторону.
Мне сказали, что у меня первый дом в России, который официально скидывает электроэнергию в городские сети. Странно, конечно, если это так. Но и радостно, если это так. Надеюсь, что мои тех. условия пригодятся и позволят других подключать значительно проще.
Пока нет еще утвержденных тарифов на покупку энергии у таких как я. А так как это все монополии, то утверждать тарифы сложно. Но я и не жду, что мне кто-то заплатит. Самое главное для меня случилось. Счетчик крутится в обе стороны и город стал моим вторым аккумулятором.
Из текущих проблем с подключением к городской сети пока остался только курьезный момент. Я не могу занести в учетную систему энергосбыта актуальные значение счетчика. В акте на подключение в конце августа у меня было указано число 14011. Через пару месяцев уже было 13350, что говорит о том, что я генерировал энергии больше, чем потреблял. Но учетный софт не понимает уменьшение и мне приходится вводить пока первоначальное значение счетчика, чтобы получать нулевые счета за электричество. Ну и счета еще не приходят с нулем, какая-то автоматика выставляет про запас. Тут есть еще над чем работать.
Возможность подключения к городской сети принципиально меняет стратегию проектирования солнечной электростанции.
После подключения к городской сети мы перепрограммировали Контроллер. Теперь я не использую аккумуляторы для накопления солнечной энергии. Избыток солнца сразу скидывается в городскую сеть. Когда солнца не хватает, энергия берется из городской сети. Аккумуляторы используются только на случай аварийных отключений электроэнергии. В таком режим ожидания они спокойно проработают 20 лет и не потребуют замены.
Оптимальная конфигурация при наличии технических условий подключения к городской сети будет включать в себя всего два компонента: солнечные панели и инвертор. Всего этого по идее достаточно, чтобы сделать солнечную электростанцию и жить на солнечной энергии. Инвертор сам умеет устраивать переток в городскую сеть. Стоимость всего проекта получится на 50-60% дешевле. Соответственно окупаемость проекта значительно ускорится. У такого подключения будет только один недостаток, он не будет обеспечивать дом бесперебойным и резервным энергоснабжением. Но в городской сети это не так важно, возможно.
Меня неоднократно спрашивали, окупится ли когда-то мой проект или нет. Я думаю, что именно мой проект полностью не окупится никогда. Он сделан не для экономии. Ну и я местами сильно перезаложился от нехватки опыта. Хотя, по старому курсу покупки и в условиях подключения к городу, у него есть шанс окупиться за 10 лет.
Солнечные батареи рассчитаны на десятилетия. Потеря эффективности с возрастом незначительная. Надо только не забывать их протирать – я делаю это раз в год. На все оборудование гарантия так же лет десять. Аккумуляторы я научился экономно использовать благодаря подключению к городу.
Я уверен, что можно сделать экономически рентабельное подключение, особенно если скидывать энергию в город. Панели и инвертор, вот и все что нужно. 5-7 лет будет вполне достижимый цикл окупаемости.
Возможно в будущем появятся более эффективные солнечные пластины или более надежные аккумуляторы. Я так же уверен, что появятся готовые наборы для перевода дома на солнечную энергетику и можно будет осуществить такой проект и значительно дешевле и значительно быстрее.
У меня теперь есть новая привычка. В командировках я открываю мобильное приложение, чтобы узнать был ли солнечным день в Калининграде или нет. И по выработке солнечной энергии и графику я уже представляю, было ли небо безоблачным, с редкими облаками или шел дождь. В момент публикации этой статьи на улице солнечно и дом работает в плюс на 1.8 кВт. Минус, в данном случае означает плюс.
Мне нравится, что мой дом работает на солнце и я больше отдаю энергии, чем потребляю. Возможно, это вообще главный принцип, которым нужно руководствоваться по жизни.
Не получается нормально вставить ссылку((