Ogrzewanie domu panelami słonecznymi: fantazja czy rzeczywistość?

Przyspieszony rozwój energetyki alternatywnej wiąże się zwykle z troską o stan środowiska. Jednak odnawialne źródła energii – przede wszystkim takie jak elektrownie słoneczne – pełnią inną ważną rolę. Poza miastami, zwłaszcza na terenach o niestabilnej pracy lub braku prądu, teoretycznie możliwe jest zorganizowanie nawet ogrzewania z paneli słonecznych.

Jak realistyczne jest ogrzewanie prywatnego domu za pomocą paneli słonecznych?

Ta metoda ogrzewania jest kosztowna i nieefektywna, aby rozwiązać problem, potrzebny będzie system grzewczy i autonomiczne stałe źródło energii. Pierwszego można użyć:

  • kocioł elektryczny i zestaw akumulatorów z płynem krążącym w zamkniętej pętli rurowej (woda lub specjalna kompozycja);
  • „ciepła podłoga”;
  • klasyczne grzejniki wiszące;
  • ceramiczne panele ścienne, podłogowe lub cokołowe na podczerwień.

Ważny! Należy zauważyć, że w celu uzyskania maksymalnych oszczędności najskuteczniejsze jest zastosowanie metody niezależnej termoregulacji dla każdego pomieszczenia osobno.

Panele słoneczne do ogrzewania prywatnego domu – obliczanie zużycia energii i tabela porównawcza.

Rozważ stosunkowo niewielki trzypokojowy prywatny dom o powierzchni 85m2. Będziesz musiał podgrzać:

  • sypialnia i pokój dzienny 20m2 – 1,0 kW każdy;
  • żłobek 15 m2 – 0,75 kW; • kuchnia 10 m2 – 0,5 kW;
  • korytarz 10 m2 – 0,35 kW;
  • łazienka i WC 5+5m2 – 0,35 kW.

Razem: 1,0 + 1,0 + 0,75 + 0,5 + 0,35 + 0,35 = 3,95 kW lub około 4 kW.

W zależności od wybranej opcji systemu grzewczego, dobowe zużycie energii będzie wynosić:

Czas pracy na dzień (h)
Dzienne zużycie energii (kWh)
Kocioł elektryczny i obieg wody 14-16 56-64
„Ciepła podłoga” 12-14 48-52
Konwektory termiczne 12-14 48-52
Ceramiczne panele IR 7-10 32-40

Ogrzewanie panelami słonecznymi – obliczanie wymaganej mocy SES w zależności od regionu.

Przy obliczaniu dostarczenia takiej ilości energii przez autonomiczne stacje fotowoltaiczne należy wziąć pod uwagę, że w miesiącach zimowych generacja paneli słonecznych jest minimalna. Dla jasności zademonstrujemy miesięczny harmonogram generowania stacji o mocy 1 kW w większości regionów centralnej Rosji.

Tabela wydajności paneli słonecznych:

W przypadku regionów Rosji widzimy następujące dane dotyczące nasłonecznienia – intensywność napromieniowania powierzchni światłem słonecznym (promieniowanie słoneczne).

W ten sposób produkcja będzie około 15-20% niższa na północnym zachodzie i 15-20% wyższa w regionach południowych. Dlatego nawet przy najbardziej optymalnej opcji ogrzewania średniej wielkości wiejskiego domu będziesz potrzebować autonomicznej stacji o mocy 30-40 kW.

Ogrzewanie panelami słonecznymi – wyposażenie i jego koszt.

Dla w pełni niezależnego SES o tej pojemności, będziesz musiał zakupić następujący zestaw sprzętu:

Przybliżona konfiguracja autonomicznej elektrowni słonecznej na 30 kW, wersja podstawowa z wysokiej jakości wyposażeniem.

Wyposażenie, rodzaj i ilość
Cena jednostkowa
suma
Panele słoneczne: Delta BST 300-24M PERC (monokrystaliczny, Tier1) – 100 szt. $ 130 $ 13000
Falownik wielofunkcyjny: Schneider Electric Conext XW+8548 – 1 szt. $ 3100 $ 3100
Panel sterowania: XW SCP – 1 szt. $ 350 $ 350
Kontroler ładowania: Schneider Electric XW MPPT 80-600 – 6 szt. $ 1800 $ 10800
Akumulatory: DELTA ŻEL 12-200 – 24 szt. $ 460 $ 11040
kabel słoneczny: „Kabel PV” 6 mm2 – 200 m. $ 1.1 $ 220
System ochrony: wyłączniki, bezpieczniki, SPD, panele elektryczne, kable, peryferia – 1 kpl. $ 800 $ 800

ŁĄCZNA KWOTA: $ 39310
READ
Energia słoneczna jako alternatywne źródło energii: rodzaje systemów solarnych

Zmiany można dokonać w podstawowym pakiecie – na przykład wybierane są mocniejsze lub słabsze panele, sprzęt innych producentów itp. Do kosztu kompletu paneli słonecznych do ogrzewania domu należy doliczyć koszty montażu i uruchomienia, które stanowią 10-15% kosztu. Warto też doliczyć koszt konstrukcji metalowych do montażu paneli słonecznych i stojaków na baterie. W rezultacie całkowicie autonomiczna stacja będzie kosztować około 45 000 dolarów. Co więcej, ponad jedna trzecia kosztów zostanie przeznaczona na magazynowanie energii w ciągu dnia, na możliwość ogrzewania prywatnego domu w nocy.

Miejsce na elektrownię słoneczną – jak i gdzie zainstalować?

Jeśli zdecydowałeś się na zakup elektrowni słonecznej o takiej mocy, będziesz musiał przeznaczyć miejsce na jej instalację. Będzie to wymagało znacznej powierzchni, ponieważ po zainstalowaniu każdy panel zajmie około 1,3-2m2. “od tyłu do tyłu” na dachu domu i na ziemi. Jeśli musisz umieścić moduły w więcej niż tylko rzędach na ziemi i płaskim dachu (z minimalnym spadkiem), obowiązuje zasada – w przypadku montażu paneli pod kątem, pomiędzy rzędami paneli musisz zrobić akapitaby cień z przednich rzędów nie padł na tylne rzędy, w tym przypadku wymagany obszar instalacji będzie 2-5 razy większy. Długość wcięcia uzależniona jest od długości i kąta pochylenia paneli.

Ile paneli słonecznych potrzebujesz do ogrzewania?

Na podstawie mocy wybranych paneli obliczymy wymaganą ilość, a także miejsce do zainstalowania elektrowni słonecznej o mocy 30kW.

Moc panelu, waty
Ilość paneli dla SES 30kW, szt.
Instalacja kompleksowa, m2
Instalacja z wcięciem, m2
200 150 200 400-1000
250 120 200 400-1000
300 100 160 320-800
380 79 160 320-800
450 67 150 300-750

Oczywiście, nawet dla modułów fotowoltaicznych o mocy 450 W każdy, prawdopodobnie nie ma wystarczająco dużo miejsca na dachu po południowej stronie typowego domu. W związku z tym panele można montować tylko w pobliżu domu, na działce o minimalnej powierzchni około 150 metrów kwadratowych.

W takim przypadku główna struktura będzie wyglądać mniej więcej tak:

Integracja SES z ogólnym zasilaniem domu i innymi możliwymi opcjami instalacji

Ale nawet jeśli starczy pieniędzy na zakup paneli słonecznych do ogrzewania w takiej ilości, to co zrobić z wydajnością wiosną, latem i jesienią? Wszak generacja elektrowni słonecznych o mocy 30 kW to w takich miesiącach 100-180 kWh dziennie, podczas gdy 25 kWh wystarcza w tym czasie na pełne zużycie w domu.

READ
Energia alternatywna dla domu: wybór źródła © Geostart

Nawet taka objętość pozwoli na zaopatrzenie w energię następującego przybliżonego zestawu urządzeń:

urządzenia elektryczne
Moc, W
Liczba
Czas aplikacji (godziny dziennie)
Zużycie (kWh dziennie)
Oświetlenie wewnętrzne i zewnętrzne 10 20 5 1
Ładowarki do telefonów 5 2 1 0,01
Telewizory 80 2 3 0,48
Komputery i laptopy 150 2 12 3,6
Фен 1000 1 0,5 0,5
Lodówka 50 1 24 1,2
Czajnik elektryczny 2000 1 0,2 0,4
kuchenka mikrofalowa 800 1 0,3 0,24
kuchenka elektryczna 2000 1 3 6
Kocioł elektryczny do podgrzewania wody 2500 1 2 5
Klimatyzacja 800 1 3 2,4
Pralka 1500 1 2 3
RAZEM: 23,83

Gdzie wykorzystać pozostałe 40-100 kW? A czy istnieje możliwość „zrzucenia” nadwyżki do scentralizowanej sieci? Rozważmy szczegółowo te pytania.

Główną wadą stacji solarnej zainstalowanej wyłącznie do samodzielnego ogrzewania domu panelami słonecznymi w okresie zimowym jest jej nieefektywne użytkowanie. Rzeczywiście, w pozostałej części roku, kiedy miesięczna produkcja jest znacznie wyższa, będzie dużo nadmiaru energii elektrycznej. Nie ma w tym nic krytycznego dla sprzętu, zmniejszy to samo generowanie i nic z tym nie trzeba robić. Pytanie brzmi, gdzie można wydać tę dodatkową energię na dobre?

Sytuację można naprawić, instalując nie całkowicie autonomiczną, ale hybrydową lub sieciową wersję, pod warunkiem istnienia stabilnej centralnej sieci elektrycznej. Ale to nie jest panaceum, ponieważ zgodnie z obecnym rosyjskim ustawodawstwem takie opcje nie przyniosą szybkiego zwrotu.

Ponadto wyliczyliśmy stację na 30kW, a zabroniona jest sprzedaż energii do sieci scentralizowanej na warunkach umownych dla stacji prywatnych o mocy powyżej 15kW, konieczne będzie ograniczenie sprzedaży (w ustawieniach systemu) do 15kW . Wersja sieciowa lub hybrydowa o mniejszej pojemności mogłaby pomóc w rozwiązaniu problemu, ale nadwyżka musiałaby zostać sprzedana po cenie hurtowej dla regionu – tj. średnio 2 ruble. za 1 kWh. Biorąc pod uwagę koszt sprzętu wydanego na elektrownie słoneczne do ogrzewania panelami słonecznymi, takie wyjście (w obecności stabilnej sieci centralnej) jest finansowo absolutnie niecelowe.

Integracja elektrowni słonecznych z istniejącymi systemami grzewczymi

Ostatnią, całkiem akceptowalną opcją jest wykorzystanie paneli słonecznych do dostarczania energii elektrycznej do poszczególnych elementów istniejących domowych systemów grzewczych.

Panele słoneczne do domu, jak wybrać i na co zwrócić uwagę

Światło słoneczne, jako alternatywne źródło energii, jest aktywnie wykorzystywane na całym świecie. A to nie tylko niezależność od zasobów naturalnych, które nie są nieograniczone, ale także znaczący wkład w ekologię całej planety.

READ
Lampy ogrodowe na energię słoneczną: urządzenie, jak wybrać niuanse instalacji © Geostart

Jednym ze sposobów na pozyskanie takiej energii są panele słoneczne lub baterie. Naukowo systemy te nazywane są panelami fotowoltaicznymi.

Czym więc są te systemy i jak działają?

Fotowoltaiczne systemy zasilania (PSE) działają na zasadzie fizycznego prawa efektu fotoelektrycznego. Bez wchodzenia w szczegóły można to opisać jako przemianę światła słonecznego w mikrowyładowania elektryczne.

Jak wiadomo słońce jest nieograniczonym źródłem energii, ale tylko niewielka jego część dociera do powierzchni ziemi. Jednak ta energia jest wystarczająca, biorąc pod uwagę, że nowoczesne panele mogą zużyć do 45% jej ilości.

Gdzie już aplikowano i dla kogo dotyczy

Panele słoneczne na dachach domów prywatnych

Współczesny świat od dawna używa FSE na skalę przemysłową, szczególnie w krajach, w których światło słoneczne jest aktywne przez większość roku. Dziś, ze względu na obniżkę cen tego sprzętu i wzrost kosztów energii elektrycznej, część z nich jest wykorzystywana przez domy prywatne i daczy jako główne lub dodatkowe źródło energii.

A co z mieszkaniami?? Tutaj wszystko jest bardziej skomplikowane, po pierwsze nie ma wystarczająco dużo wolnego miejsca na montaż paneli. Po drugie, trudno jest koordynować z różnymi organami nadzorczymi.

Ogólnie rzecz biorąc, taki problem można rozwiązać, ale instalacja sprzętu w budynku mieszkalnym będzie kosztować znacznie więcej niż w prywatnym domu.

Jak wybrać baterię słoneczną?

Przed zainstalowaniem takiego systemu w domu należy określić rodzaj samych paneli i zestaw sprzętu jako całość. I tutaj jest kilka bardzo ważnych punktów, o których musisz wiedzieć i od których zależy skuteczność instalacji.

Zdecyduj się na system

Jak wygląda zestaw sprzętu i jak działa

Panele słoneczne są dostarczane z samymi panelami, baterią, kontrolerem i falownikiem. W niektórych przypadkach system może być inny, w zależności od jego przeznaczenia, przyjrzyjmy się im bardziej szczegółowo.

  1. Systemy autonomiczne. Zaprojektowany do dostarczania energii elektrycznej do obiektu, który nie jest podłączony do sieci stacjonarnej. Zasilanie w ciągu dnia pochodzi z paneli, reszta jest magazynowana w bateriach. Ładunek ten jest zużywany wieczorem i w nocy, a także gdy nie ma wystarczającej ilości światła słonecznego.
  2. systemy otwarte. Nazywane są również bezbateryjnymi, co znacznie obniża cenę. Ta opcja przewiduje dostarczanie do obiektu energii elektrycznej tylko podczas dziennej aktywności słonecznej. Przez resztę czasu zużycie odbywa się z sieci za pośrednictwem falownika. Wybiera źródło zużycia w zależności od aktualnego obciążenia. W wielu krajach prąd jest tańszy w nocy, więc jest to opcja ekonomiczna.
  3. Połączone systemy. Ta opcja zapewnia obecność kompletnego zestawu, w tym baterii. Podczas szczytowych obciążeń, jeśli nie ma wystarczającego zasilania bateryjnego, falownik pobiera brakującą moc z sieci. Ta opcja jest odpowiednia dla domów, w których występuje okresowe zapotrzebowanie na dużą ilość energii elektrycznej, a także w przypadku braku niezbędnej ilości baterii zapasowych.
  4. Systemy odwrócone. Opcja przemysłowa, a także, w niektórych krajach, prywatne gospodarstwa domowe mogą je instalować w celu sprzedaży energii elektrycznej. Takie instalacje wyróżnia duża ilość baterii, których zadaniem jest wygenerowanie maksymalnej energii elektrycznej i przesłanie jej do sieci przez licznik wsteczny. Przesłane w ten sposób kilowaty są opłacane przez przedsiębiorstwa energetyczne w tzw. taryfie gwarantowanej. Jest to krok zarówno ekonomiczny, pozwalający zmniejszyć zależność energetyczną, jak i polityczny, by pokazać światu, że kraj wnosi swój wkład w ochronę środowiska.
READ
Systemy solarne do ogrzewania domu o powierzchni 100 mXNUMX lub do podgrzewania wody: ceny i gdzie kupić

Rodzaje paneli słonecznych

Sprawność całego systemu zależy bezpośrednio od tego elementu, dlatego ich wybór należy traktować poważnie. Istnieją tylko trzy ich rodzaje, ale tylko dwa mają masowe zastosowanie, więcej o nich.

Monokrystaliczny

Każde ogniwo słoneczne składa się z jednego kryształu krzemu. Są najbardziej wydajne ze względu na jednostronny kierunek tych kryształów, wydajność wynosi 20% – 24%, ale też trochę więcej kosztują. Łatwo je rozpoznać po wyglądzie, panele mają intensywnie niebieski kolor i zaokrąglone krawędzie.

Cena panelu 250 W to 170-200 dolarów.

Polikrystaliczny

Tutaj małe kryształki krzemu wtapiają się w fotokomórki, co nie pozwala na uzyskanie gładkiej powierzchni. Wpływa to negatywnie na wydajność panelu, jego wydajność jest o około 18% mniejsza niż monokryształów. Produkcja takich akumulatorów jest jednak mniej skomplikowana, co oznacza, że ​​są tańsze.

Cena panelu 250W to 150 dolarów.

Amfora

Są warstwą półprzewodnika (wodoru krzemu) osadzoną na elastycznym podłożu. Dzięki swojej elastyczności można je montować na zakrzywionych powierzchniach. Niska wydajność, średnio 10,4%. Jednak takie panele mają wyższą chłonność, co czyni je bardziej efektywnymi przy pochmurnej pogodzie.

Cena panelu 150W to 250 dolarów.

Tabela porównawcza poziomu wydajności

Współczynnik wydajności różnych typów paneli różnych producentów Sprawność elektrowni słonecznej w miesiącach

Tak naprawdę warto wybierać panele w oparciu o dwa parametry: możliwości finansowe i dostępną wolną przestrzeń. Jeśli chcesz trochę zapisz, ale mają duże obszary instalacji, możesz wziąć polikrystaliczny. Jeśli miejsce jest ograniczone, ale musisz wycisnąć maksimum, weź monokrystaliczny.

Starzenie się panelu

Innym ważnym punktem, o którym należy pamiętać, jest czynnik starzenia. Każdego roku wydajność bloków nieznacznie spada. Monokrzem starzeje się o około 25-17% w ciągu 20 lat, podczas gdy dla elementów monokrystalicznych liczba ta może sięgać nawet 30%.

Czym są skoncentrowane promienie słoneczne i jak wpływają na wydajność

Jak można sądzić z ilustracji na zdjęciu, im bardziej zacieniony panel, tym słabsza jego wydajność.

Przegląd wideo paneli

Falownik, co musisz o nim wiedzieć

Podłączanie falownika do sieci

Bez tego elementu system paneli słonecznych po prostu nie może działać. Pełni funkcję konwertera DC z paneli na prąd przemienny o napięciu 220 woltów. Ich moc może wynosić od 100 do 8000 W. Ale nie wszystko jest takie proste, istnieją 3 rodzaje inwektorów:

  • autonomiczny;
  • sieć;
  • wielofunkcyjny.
READ
Falownik słoneczny: rodzaje technologii przetwarzania prądu

Autonomiczny falownik (oznaczenie poza siecią). To urządzenie jest instalowane wewnątrz systemu, pełniąc wszystkie funkcje, ale nie ma technicznej możliwości podłączenia do sieci zewnętrznej. Nie można przekierować energii elektrycznej do baterii

Sieć (lub synchronicznie z oznaczeniem w sieci) może funkcjonować z podłączeniem do zewnętrznej sieci energetycznej. Może regulować przepływ energii w zależności od wymaganej mocy. Jeśli brakuje prądu z akumulatorów, pobierze to, czego potrzebuje z sieci. Z nadmiarem wyślij nadwyżkę do baterii. Nadmiar prądu można również przekierować do sieci zewnętrznej (jeśli automatyczna skrzynia biegów nie jest podłączona lub jest w pełni naładowana).

Wielofunkcyjny falownik. Uniwersalna opcja, która działa jak oba poprzednie typy urządzeń. Posiada również dużą ilość dodatkowych ustawień, a więc najdroższy. Najlepsza opcja dla elektrowni domowych.

Szczegółowy artykuł o falownikach, jak wybrać odpowiednią rzecz do oglądania.

Dowiedz się więcej o kontrolerze

wybierz kontroler słoneczny

To urządzenie monitoruje ładowanie akumulatorów. Ogranicza dopływ prądu z paneli do automatycznej skrzyni biegów w momencie osiągnięcia maksymalnych możliwych parametrów technicznych, poziomu naładowania. Jest to jego główna funkcja, ale niektóre typy tych urządzeń mogą monitorować i częściowo kontrolować:

  • Wartość napięcia wejściowego.
  • Wartość całkowitej mocy ogniw słonecznych.
  • Zmierz temperaturę elektrolitu w akumulatorze.

Czy to możliwe nie używaj kontrolera w systemie? Jest to możliwe, ale w tym przypadku konieczne jest monitorowanie poziomu naładowania akumulatora i ręczne wyłączenie zasilania automatycznej skrzyni biegów. Jeśli tego nie zrobisz, Baterie bardzo szybko się zużywająelektrolit wyparowuje, a słoiki wysychają.

Jak wybrać baterię do paneli słonecznych

AKP przechowują nadmiar energii elektrycznej podczas szczytowej aktywności słonecznej i rozprowadzają ją w razie potrzeby. Ponieważ ten sprzęt jest dość drogi, ważne jest, aby wybrać go właściwie, aby uzyskać maksymalne korzyści. Rozważ najpopularniejsze typy.

Najważniejszą rzeczą, którą należy wiedzieć przy wyborze akumulatora, jest liczba cykli ładowania i rozładowania, które wytrzyma. Relatywnie rzecz biorąc, bateria ładuje się w dzień, a w nocy oddaje ładowanie, nawet jeśli nie do końca, ale nawet 90%, to już 1 cykl.

Baterie litowo-żelazowo-fosforanowe (lifepo4) to najlepsza opcja dla wszelkiego rodzaju elektrowni poza siecią. Stosunkowo nowy typ baterii, jego praktyczne użytkowanie w tej chwili nie przekracza 10-12 lat.

Rating
( No ratings yet )
Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: