Сонячне опалення будинку

Купуючи у нас електростанції на сонячних батареях, приблизно, кожен 5-й наш покупець сподівається застосовувати її для обігріву свого будинку і отримати, так зване, «сонячне опалення». При цьому покупець вважає, що таким чином можна істотно заощадити на електроенергії, яку він купує у генеруючих компаній. Звичайно, з появою технології одержання електричної енергії від сонця або вітру, допитливий розум намагається використовувати кожен вироблений Ватт потужності для своїх потреб. Сонячні батареї не вимагають обслуговування: поставив і забув. Сонце виробляє електрику, дощ їх миє, вітер здуває пил. Встановив сонячну електростанцію, підключив електроприлад і безкоштовно користуєшся електроенергією, до того ж, отримуючи сонячне опалення будинку. Все це вірно. Але ...

Давайте на простому прикладі підрахуємо, в яку вартість обійдеться сонячні батареї для цілодобового опалення будинку в зимовий день, віддаючи 2 кВт потужності на електричний обігрівач.

Для вироблення 2 кВт потужності за допомогою системи сонячного опалення, як здається на перший погляд, буде потрібно 10 сонячних батарей по 200 Вт з підсумкової вартістю близько 2000 $. До складу сонячної електростанції для будинку крім сонячних батарей входить контролер заряду, акумуляторні батареї та інвертор, що перетворює постійну напругу 12 Вольт в змінне 220 В. Отже, сумарна вартість основних елементів системи складе: сонячні панелі 10 шт. по 200Вт - 2000 $, контролер заряду на 45А - 500 $, акумулятори 4 шт. по 200Аг - 1200 $ і інвертор 2кВт - 200 $. Разом: близько 4000 $ (260.000 рублів на початок 2015 року).

Однак, на практиці кластер з сонячних батарей на 2кВт в рідкісних випадках виробляє таку потужність, т. К. Існують втрати на перетворення в ланцюжку контроллер- акумуляторні батареї-інвертор, а також втрати в провідниках. Але ці 10% втрат дрібниці, які ми не будемо навіть враховувати в подальших розрахунках. ККД сонячних батарей так само залежить від температури сонячних елементів, при збільшенні якої зростає внутрішній опір і значно знижується потужність. Але левова частка втрат енергії припадає на той момент, коли сонце світить на сонячні батареї під кутом, заходить за хмару або зовсім все небо затягнуте хмарами. Ваш око не особливо помічає, що знижується освітленість, а для сонячної батареї це суттєва втрата рівня інсоляції. Наприклад, хмара зменшує вироблення потужності в 5 (а то і в 20) разів. Але ж ми пам'ятаємо, що опалення нашого будинку має бути на сонячних батареях і обігрівач зобов'язаний працювати без перерви протягом 24 годин.

Настає ніч. Взимку в залежності від регіону і місяця тривалість світлового дня становить близько 8 годин. Причому наша система тільки в сонячний полудень буде виробляти до 2кВт * год енергії. Припустимо, що в ясну погоду за 8 годин система виробить 8кВт * год енергії. З урахуванням сходу і заходу величина більш-менш реальна. Нам же потрібно 2кВт * 24г = 48кВт * год / добу. Відповідно ваш нагрівач потужністю 2кВт зможе пропрацювати тільки 4 години, при хороших погодних умовах.

Настав час зробити апгрейд системи і підрахувати, у яку суму обійдеться вам опалення на сонячних батареях, здатних виробляти 48кВт * год в зимовий сонячний день. Для генерації необхідної електроенергії на добу потрібно збільшити потужність системи мінімум в 6 разів, без урахування похмурих днів. За вартістю це буде практично пропорційно, тому 4000 $ * 6 = 24000 $ або 1.560.000 рублів.

Очевидно, що застосовувати сонячну електростанцію на 12кВт наші покупці планують в приватних будинках. Площа, необхідна для установки сонячних батарей цієї системи опалення, дорівнює 80м², при цьому площина сонячної батареї повинна бути орієнтована на ЮГ під потрібним кутом і тінь від сторонніх будівель, дерев та інших об'єктів не повинна падати на неї.

Але і це ще не все! Ви ж не забули про хмари або про похмурі дні. В цьому випадку система сонячного опалення повинна збільшитися ще в кілька разів, щоб ваш нагрівач 2кВт працював цілодобово.

Що ж робити?

У випадку з сонячною електростанцією покупці хочуть використовувати сонячну енергію для обігріву за допомогою трансформації електрики в тепло. Сучасна монокристалічна сонячна батарея має коефіцієнт ефективності 14-16%. Що зовсім не погано. Наприклад, панелі 100 Вт Suoyang мають коефіцієнт 15,3% (+ 3% на первинну деградацію). Але навіть при досить хороших показниках сонячних модулів, якщо використовувати сонце безпосередньо для нагріву, то можна отримати набагато більше тепла, ніж від перекладу енергії сонця за допомогою сонячних батарей через електрику в тепло, який супроводжується великою кількістю втрат. Тому для опалення від сонця краще використовувати тепличний ефект, застосовуваний в сонячних колекторах, які використовують для виробництва тепла майже 100% сонячної енергії.

Абсолютно протилежна ситуація складається в літню пору. Сонце в північних районах навіть не заходить за горизонт, і панелі виробляють електрику майже цілодобово. З'являються надлишки електроенергії, яка в нашій дійсності не витрачається. Фахівцями нашою компанією розроблений бюджетний контролер BeСon-30 , Який регулює накопичення надлишкової потужності. Контролер проходить зараз останні випробування. Але про це в нашій наступній статті.

Читайте також:

Розрахунок потужності сонячних батарей

ККД сонячної батареї - що це?