Электроэнергия от солнечных батарей для отопления дома

Солнечные батареи для дома. Реальный опыт эксплуатации!

Сначала расскажем о установленной системе с солнечными батареями на объекте и её назначении. Солнечная электростанция установлена в Подмосковье, в трех километрах от г.Орехово-Зуево. Основная задача, поставленная клиентом- это экономия электроэнергии (тариф стандартный для Подмосковья

5,5 руб./кВт*ч), за счет приоритетного использования солнечной энергии, оптимальным вариантом была бы установка сетевой (безаккумуляторной) солнечной электростанции, но так как в поселке происходят довольно частные отключения электроэнергии, система была дополнена источником бесперебойного питания (аккумуляторным инвертором) и аккумуляторными батареями. Ниже приведен полный состав системы:

Аккумуляторная батарея VOLTA GST 12-200 solar х 4 шт. Серия Solar специально разработана для систем с солнечными модулями.

Монтажные комплектующие (солнечный кабель

40 м; байпас; автомат защиты, коннектор МС4)

Система смонтирована и введена в эксплуатацию 12 января 2018 г.

1. Принцип работы системы следующий:

Все электроснабжение приборов в доме происходит, через ИБП МАП Dominator. Когда сеть от города есть, данный прибор транслирует ее на питание нагрузок, НО! сначала использует энергию приходящую от солнечных модулей (сетевой инвертор SOFAR подключен на выход ИБП МАП), на фотографиях ниже Вы видите: от солнечных модулей приходит 1,5 кВт. электрической энергии, от сети через стабилизатор (он был у клиента до нашего приезда) берется 6А*210В= 1260 Вт, а через МАП транслируется 2,9 кВт. То есть, общая мощность потребления электроэнергии в доме 3 кВт, но «от столба» берется менее 50%, т.к. всю остальную энергию дают солнечные батареи.

Отметим, что 3-4 кВт, это максимальная нагрузка в доме, которую мы наблюдали. Обычная постоянная нагрузка в доме

1,5-2 кВт, поэтому солнечные модули могут перекрывать практически 100% потребления., это мы и увидим на фотографиях ниже: МАП добирает из сети 65 Вт, а на стабилизаторе 0А т.е. потребления электроэнергии от сети (столба) нет.

В момент, отключения основной сети МАП переходит в режим инвертирования, на его напряжение опирается сетевой солнечный инвертор и продолжает работу в нормальном режиме, из аккумуляторных батарей МАП забирает только небольшое опорное напряжение. В таком режиме, пока светит солнце, аккумуляторные батареи практически не будут задействованы, что значительно увеличивает не только срок их службы, но и время резервирования (время работы приборов в доме при пропадании основной сети).

В результате установки солнечной электростанции, клиент получил:

гарантированное бесперебойное электроснабжение всех приборов в доме

максимальную независимость от электросетей

существенную экономию на оплату счетов за электроэнергию (в цифрах по выработке, экономии и т.д. чуть ниже)

использование экологически чистой электроэнергии

Когда мы предлагаем клиентам солнечные электростанции, мы всегда приводим цифры по выработке электрической энергии солнечными батареями. Свои расчеты мы проводим на основании данных NASA Surface meteorology and Solar Energy, и считаем выработку под конкретный адрес.

Вот какие данные мы получили от НАСА и на их основании, мы предоставили клиенту график выработки электроэнергии солнечной станцией:

После 2-ух месяцев эксплуатации в самые не солнечные месяцы, мы видим следующие цифры (данные приведены на 1 марта 2018 г.):

Это выработка за 1 марта 2017 г., выработка за день составила 9,34 кВт*ч (коэф. 5.36 (среднемесячные коэф. приведены в данных НАСА). Общая выработка электроэнергии с 12 января 2018 г. составила 220,42 кВт*ч. Так что, все заявленные нами в расчётах цифры полностью подтверждаются.

3. Теперь перейдем к срокам окупаемости.

Стоимость самой солнечной электростанции, без учета системы бесперебойного питания, в составе:

Составляет 145 000 рублей, с учетом доставки оборудования, всех расходных материалов, монтажных работ, запуска системы (то есть «под ключ»). Основываясь на подтвержденных данных НАСА по приходу солнечной энергии, мы считаем, что за год станция сэкономит 2500 кВт*ч, что в рублях (при тарифе 5,5 руб./кВт*ч) составит 13 750 рублей. Полностью станция окупится (с учетом ежегодного роста тарифов не более 5%) через 6-7 лет. И здесь, мы предполагаем рост тарифа всего лишь в 5%, хотя с 2008 года рост тарифов на электроэнергию в нашей стране составил около 300% .

При сроке окупаемости в 6-7 лет, срок службы вашей солнечной электростанции минимум 25 лет, так что, выгода очевидна. И в данном примере, мы рассмотрели не самый солнечный регион нашей страны, и не самый высокий тариф за электричество. В некоторых подмосковных поселках тариф уже выше 6,5 рублей, и естественно, при такой стоимости за 1кВт срок окупаемости сетевой солнечной электростанции будет еще ниже.

Конечно, вы можете задать вопрос: А почему мы не включаем в расчеты стоимость инверторно-аккумуляторной системы?

Ответ прост: мы абсолютно не хотим уменьшить срок окупаемости системы и ввести Вас в заблуждение, просто мы разграничиваем задачи солнечной станции, для экономии электроэнергии достаточно установить сетевую солнечную электростанцию, если же у вас частые отключение э/э и вы хотите дополнительно защититься от них, мы можем доукомплектовать систему бесперебойником и аккумуляторами, но давайте будем честны, система бесперебойного электроснабжения может окупиться за один «ледяной дождь», когда не даст разморозить вашу систему отопления, которая стоит немалых денег.

Варианты использования солнечных батарей для экономии Ваших средств

Можно ли сэкономить при помощи солнечных батарей?
Этот вопрос мы слышим каждый день от наших клиентов и отвечали на него сотни раз.

Конечно, в каждом конкретном случае, у Вас дома, в квартире или на даче, в небольшой компании или на крупном производстве, ответ всегда индивидуален и зависит от многих факторов (тип электростанции, регион эксплуатации, сезонность эксплуатации, есть ли подключение к сети 220/380 Вольт, тип электрооборудования, наличие незатеняемого места для установки панелей и т.д.). Тем не менее, есть несколько основных вариантов применения солнечной энергии в быту и на производстве, которые мы рассмотрим и постараемся охватить большую часть Ваших вопросов.

Для получения электричества от Солнца применяются следующие 4 типа электростанций:

  • резервная,
  • автономная,
  • гибридная,
  • сетевая.

Резервная электростанция

При применении этого типа, речи об экономии не идет, т.к. подразумевается, что есть подключение к сети 220 Вольт, но бывают отключения электричества.

Этот тип используется только при отключении света на время от нескольких часов до 2-3 дней. На время, когда отключили электричество, самые нужные электроприборы (холодильник, освещение и т.п.) подключаются к инвертору, который берет энергию от аккумуляторов и солнечных батарей небольшой мощности (200-300 Вт).

Комплектация и стоимость резервной системы минимальна, но т.к. используется эта система не постоянно, то электроэнергия от нее получается достаточно дорогой. Но резервные системы и не устанавливают для экономии, т.к. их предназначение совсем другое — обеспечить самые важные электроприборы в доме или на даче электричеством, когда оно внезапно исчезло в розетке.

Автономная электростанция

При сроке полной окупаемости оборудования 20 лет, “стоимость электроэнергии” от автономной солнечной электростанции составит от 8 до 20 рублей за кВт*час в зависимости от комплектации системы и региона эксплуатации (если разделить стоимость оборудования на кол-во энергии, которое будет выработано за 20 лет). То есть, при текущей цене электроэнергии 4 руб./кВт*час, речи об экономии также не идет.

Этот тип электростанции используется там, где нет подключения к сети и если сравнивать её с бензо- или дизель-генератором, то применение автономной солнечной электростанции выгоднее примерно в 2 раза. Кроме того, она абсолютно бесшумна и не требует постоянного подвоза топлива, заправки и частого техобслуживания.

При этом нужно отметить, что в широтах России зимой получать электроэнергию только от Солнца очень дорого по причине малого количества солнечных дней. Поэтому, при необходимости круглогодичной эксплуатации, система обязательно дополняется бензогенератором, который периодически используется при длительном отсутствии Солнца.

Гибридная электростанция

Гибридная солнечная электростанция — это та же автономная, но с постоянным подключением к сети 220 Вольт.

Гибридная электростанция работает следующим образом: при наличии энергии от солнечных батарей, эта энергия используется в первую очередь, а при ее недостатке используется сеть. При такой работе, аккумуляторы, входящие в состав оборудования, используются не постоянно, что значительно увеличивает их срок службы по сравнению с автономной системой, в которой их нужно будет менять один раз в 3-5 лет.

При сроке полной окупаемости оборудования 20 лет, “стоимость электроэнергии” от гибридной солнечной электростанции составит от 6 до 15 рублей за кВт*час в зависимости от комплектации системы и региона эксплуатации. То есть, при постоянном росте тарифов, уже очень скоро в регионах с большим количеством солнечных дней будет выгодно применять данный тип электростанций.

Кроме того, используя гибридную электростанцию, Вы не только сэкономите в будущем, но и при отключении света (сети), не останетесь без электричества.

Сетевая электростанция

При сроке полной окупаемости оборудования 20 лет, “стоимость электроэнергии” от сетевой солнечной электростанции составит от 4 до 8 рублей за кВт*час в зависимости от комплектации системы и региона эксплуатации. То есть, при текущей цене электроэнергии 4 руб./кВт*час и при введении повышенных тарифов за электроэнергию сверх социальной нормы, Вы начинаете экономить уже сегодня!

Сетевая солнечная электростанция состоит всего из двух основных компонентов: сетевой инвертор и панели необходимой мощности (обычно от 500 Вт до 5 кВт).

Особенностью этого типа является то, что для работы обязательно необходимо наличие сетевого электричества, а также то, что электроэнергия вырабатывается только в светлое время суток. При отключении электричества, сетевой инвертор также отключается, т.е. Вы не сможете использовать энергию от солнечных батарей в случае, если у Вас отключат свет.

Этот тип электростанции не обеспечивает резерв и применяется только для экономии на оплате электроэнергии или для получения дополнительной мощности при подключении к сети с ограничением по мощности.

Все промышленные солнечные электростанции являются сетевыми.

Примечание: расчет стоимости электроэнергии приведен в ценах 2013 года. В расчет необходимо вносить корректировку исходя из отношения обменного курса рубля на сегодняшний день к 2013-у году..

Солнечные коллекторы и водонагреватели

Для получения тепловой энергии от Солнца применяются солнечные водонагреватели. Трубчатые вакуумные коллекторы, входящие в состав систем нагрева воды, имеют КПД 60-70%, что примерно в 4 раза превышает КПД солнечных батарей. Кроме того, самые простые модели солнечных водонагревателей представляют из себя моноблок и достаточно дёшевы.

По этим причинам, использование солнечных водонагревателей позволяет значительно сэкономить на оплате тепловой энергии уже сейчас и типичный срок их полной окупаемости составляет около 5 лет.

Надеемся, приведенная информация поможет Вам сделать выбор!

Энергосайт

Подключение солнечных батарей к сети в России

Несмотря на то, что солнечные батареи в России становятся все более популярными, их применение в частном секторе сдерживается отсутствием нормативной и технической базы для подключения солнечных батарей к местным энергосетям.

На настоящий момент договор присоединения к электрическим сетям не предусматривает для частного лица возможности генерации электроэнергии в сеть. Разрешено только потребление. Более того, даже для организация и индивидуальных предпринимателей процедура и условия подключения к сетям генераторов электрической энергии являются такими, что оформление и поставка энергии от солнечных батарей в сеть становится бессмысленной.

Формально подключение солнечных батарей к сетям не запрещено. Необходимо пройти процедуру технологического подключения к местным энергосетям и заключить договор о поставке электроэнергии в сеть. Стоимость технологического подключения к сетям составляет десятки или даже сотни тысяч рублей. Покупать электроэнергию от генератора сети будут, скорее всего, по оптовым ценам рынка электроэнергии, которые меньше розничной цены на электроэнергию примерно в 3 раза. Но продажа электроэнергии от солнечных батарей в сеть на таких условиях бессмысленна. Во всех странах, где мы наблюдаем развитие солнечной энергетики, действуют различные механизмы, стимулирующие применение фотоэлектрических генераторов. К числу основных таких мер и механизмов относятся:

  1. Обязательное подключение солнечных и ветровых электростанций к сетям (т.е. сети обязаны принимать от таких электростанций энергию)
  2. Компенсация стоимости технологического подсоединения – сети или подключают бесплатно, или стоимость этого подключения компенсируется из специальных фондов поддержки
  3. Специальные повышенные закупочные тарифы на электроэнергию от солнечных батареи и ветрогенераторов. Такой механизм популярен в Европе, он оказался наиболее эффективным – мы видим взрывной рост количества установленных солнечных и ветровых генераторов в странах, где этот механизм был принят – Германия, Испания, Италия, Великобритания и т.д.
  4. Net metering – принятие генерируемой солнечными батареями электроэнергии в зачет потребленной. Счетчик электроэнергии может быть реверсивным или двунаправленным. Обычно баланс считается за год, количество отданной электроэнергии в сеть вычитается из количества потребленной от сетей и заявленной к оплате электроэнергии. Таким образом, фактически сети выкупают обратно часть электроэнергии по розничной цене. Такой механизм принять в США и некоторых других странах. Он также показывает свою эффективность.
  5. Различные “зеленые сертификаты”, субсидии, государственные программы – мы их здесь не рассматриваем, так как это не рыночные механизмы
  6. Налоговые льготы и т.п. – они также действуют как дополнительные меры поддержки, но для России их введение маловероятно.

В России для частных лиц не действует ни один из перечисленных выше механизмов поддержки. Солнечные батареи устанавливают в России не “благодаря”, а “вопреки”. Немалым стимулом служит ненадежность электроснабжения от местных энергосетей, изношенность электрических сетей низкого напряжения, низкое качество электроэнергии (напряжение в розетке может падать до 120-140 В, а при перекосе фаз может и подниматься более 260 В), постоянный рост цены на электроэнергию.

В последние годы надежность и доступность электроэнергии от местных энергосетей понемногу растет, что снизило заинтересованность в массовой установке своих источников электроэнергии в доме – солнечных батарей, ветряков и т.п. Но инициативы федеральных и местных властей по введению социальных норм на потребление электроэнергии вызвали взрывной рост интереса населения к автономным и местным источникам электроэнергии.

Особенно интересны теперь становятся солнечные батареи для тех, у кого для нагрева воды или отопления/охлаждения используется электричество (электрические водонагреватели, котлы, тепловые насосы, кондиционеры и т.п.) . В таких домах социальная норма очень быстро расходуется, и приходится платить в основном по повышенным тарифам сверх социальной нормы. Здесь применение солнечных батарей, соединенных с сетью, является экономически выгодным (не говоря уже о приобщении к экологически чистой энергетике и заботе о защите окружающей среды)

Какие есть способы предотвращения отдачи излишков солнечной электроэнергии в сеть?

Как можно избежать “накрутки” счетчика при работе солнечных батарей? Существуют несколько путей и мы их перечислим ниже.

  1. Не подключать систему с солнечными батареями к сети. Фактически, это означает установку автономной системы с аккумуляторами, в которой аккумуляторы будут заряжаться и разряжаться каждый день. Глубина разряда может быть существенной. Циклические режимы работы аккумуляторов с периодическими или постоянными глубокими разрядами резко сокращают срок службы аккумуляторов. Полностью отключать от сети даже часть нагрузки при наличии надежного централизованного электроснабжения неразумно. Такой вариант годится только в качестве эксперимента.
  2. Подключить систему к сети через гибридный батарейный инвертор, который может давать приоритет для солнечных батарей при питании нагрузки. Этот вариант возможен и работоспособен. До недавнего времени это был единственный способ при наличии сети обеспечить использование энергии от солнечных батарей не только во время аварий на сетях, но и тогда, когда сеть есть. Недостаток данной организации электроснабжения – необходимость наличия в системе аккумуляторов, гибридного батарейного инвертора, контроллера заряда для солнечных батарей. Достоинство – вы получаете резервную систему электроснабжения, которая может снабжать вашу нагрузку при авариях в энергосетях.
    Нужно учитывать, что не все гибридные инверторы могут запрещать передачу излишков электроэнергии от солнечных батарей в сеть. Если такой функции запрета нет, то энергия может проходить через счетчик обратно в сети.
  3. Использовать сетевой фотоэлектрический инвертор и двунаправленные счетчики электроэнергии. Этот вариант наиболее оптимальный и надежный. Электроэнергия от солнечных батарей преобразовывается в переменный ток с максимальной эффективностью и потребляется в момент генерации. Нет потерь на заряд-разряд аккумуляторов. Такой метод применяется там, где за отданную в сеть электроэнергию платят по повышенному тарифу или учитывают в общем балансе потребления (т.е. фактически принимают обратно по розничной цене за кВт*ч). Счетчики могут быть многотарифными.
    До появления WATTrouter это был единственный способ не “попасть на деньги” при отдаче излишков электроэнергии в российские электросети. Двунаправленные счетчики учитывают отданную электроэнергию в отдельном регистре и не прибавляют ее к потребленной. Фактически, излишки электроэнергии дарятся местным электрическим сетям. Однако и в этом случае может возникнуть проблема – если на группу домовладений установлен общий однонаправленный счетчик электроэнергии, нужно, чтобы соседи потребляли излишки, генерируемые солнечными батареями. В противном случае показания общего счетчика не совпадут с суммой показаний отдельных домовых счетчиков.
  4. Использовать двунаправленный индукционный счетчик, который может крутиться в обратную сторону, если идет отдача электроэнергии в сеть. На настоящее время разрешен к применению в России только один такой счетчик – СО-505. Но и он уже снят с производства и в новых или модернизируемых домах/квартирах его установить уже невозможно.
  5. Использовать систему с отдачей электроэнергии в сеть совместно с WATTrouter. Излишки электроэнергии могут поступать как от гибридных инверторов с разрешенной отдачей в сеть, так и от фотоэлектрических инверторов. В отличие от всех вышеперечисленных случаев, электроэнергия от солнечных батарей используется полностью и с максимальной эффективностью, отдачи электроэнергии в сеть нет. Это является наилучшим вариантом организации электроснабжения с солнечными батареями. Можно использовать практически любые счетчики.
  6. Последние пару лет появилась еще одна возможность не отдавать энергию от солнечных батарей в сеть – это сетевые фотоэлектрические инверторы с датчиком тока, устанавливаемым сразу после счетчика и регулировкой генерации в зависимости от наличия излишков. Такие сетевые инверторы имеют возможность подключения отдельного блока, отслеживающего излишки, и дающего команду инвертору снизить генерацию. Есть несколько вариантов решения этой задачи. Например, немецкие инверторы Steca требуют кроме специального инвертора и устройства слежения за излишками еще и специальный счетчик. Инверторы SMA также требуют специальную систему мониторинга. При этом немецкие инверторы не могут полностью ограничить отдачу в сеть, т.к. у них нет такой задачи, и время регулирования у них довольно большое.
    Есть китайские инверторы – как дешевые, так и более дорогие (Sofarsolar, Growatt)
    Это решение, хотя и предотвращает отдачу энергии в сеть, имеет большой недостаток – неполное использование энергии от солнечных батарей. При наличии излишка генерации снижается выработка от солнечных батарей. Да и стоит комплект сетевого инвертора и дополнительного контроллера дороже, чем просто сетевой инвертор.

Использование контроллера WATTRouter позволяет максимально использовать энергию солнца и направлять излишки по умному алгоритму на нагрев и другие второстепенные нагрузки.

Преимущества солнечных батарей для отопления дома

Как правило, наиболее затратной частью содержания дома является его отопление. На современном рынке коммунальных услуг тенденции такие, что стандартные источники энергии и тепла постоянно дорожают. Поэтому, сегодня активно идет поиск альтернативных источников энергии. Это различные возобновляемые ресурсы окружающей среды, которыми может без проблем пользоваться каждый. Одними из наиболее оптимальных решений являются солнечные батареи для отопления дома. Это очень выгодно и экологически безвредно. По расчетам специалистам один квадратный метр батареи в среднем перерабатывает более тысячи кВт*ч солнечной энергии. Ее можно использовать как для снабжения жилища электроэнергией, так и для отопления дома.

Механизм работы

Сегодня самыми распространенными считаются кремниевые батареи, которые являются приспособлениями, преобразующими энергию солнца в электрическую. Основной механизм их работы заключается в использовании физического принципа фотоэлектрических реакций. Современные модели солнечных элементов могут вырабатывать достаточное количество энергии даже в плохую пасмурную погоду. Правда, КПД таких элементов не является слишком высоким. Так, для одного модуля он составляет от 15 до 25 %. При этом вырабатывается от 100 до 300 Вт электроэнергии, которую можно использовать для любых целей, в том числе и для отопления дома. Производительность и КПД колеблется в зависимости от конкретных условий окружающей среды. Чтобы достичь максимально высокой производительности, следует подключать несколько десятков элементов в одну сеть.

Классическая схема солнечной батареи для отопления дома

Традиционная схема для фотоэлектрической отопительной системы включает в себя три основных элемента:

  • Собственно фотоэлектрический элемент, который преобразует солнечную энергию в электрическую.
  • Тепловой аккумулятор, который представляет собой специальный бак, полностью изолированный от возможных потерь тепла. В нем и находится нагревающийся теплоноситель.
  • Контур нагрева, включающий в себя радиаторы и магистрали труб. По контуру постоянно циркулирует теплоноситель, отдавая тепло воздуху в помещении. Циркуляция теплоносителя здесь может быть как принудительной, так и естественной.

Варианты использования солнечной энергии для отопления дома

Помимо классической схемы, существует множество других систем отопления, которые могут быть основаны на несколько других принципах. Выбор той или иной системы зависит от конкретной ситуации и пожеланий человека. Например, вместо описанного выше коллектора может использоваться обычный проточный котел на электрическом питании. Он просто будет брать энергию от солнечной батареи. Конечно, приобретение такого котла может обойтись дороже, но зато отопление такого типа получится даже более выгодным и практичным.

Помимо этих способов реализации энергии, получаемой от фотоэлектрических панелей, существует много других приспособлений. Например, довольно часто применяются утепленные полы, коллекторы на электрическом питании и электрообогреватели. Во всех этих устройствах для снабжения применяется добытая батареями энергия. Как правило, все эти механизмы чаще всего используются в загородных домах.

Методика установки

Чтобы солнечные отопительные коллекторы работали надежно и имели высокую производительность, их следует правильно установить. Делать это лучше всего на крыше здания, как правило, с южной стороны. Рассчитывать общую площадь солнечных панелей нужно так, чтобы на дом в 100 квадратных метров приходилось не менее 30-35 квадратных метров поверхности, покрытой фотоэлектрическими элементами. При этом, в доме обязательно должна находится специальная котельная, которая представляет собой отельное помещение для установки отопительных приборов.

Положительные моменты использования солнечного отопления дома

Применение альтернативных фотоэлектрических модулей для отопления частных построек имеет множество положительных моментов. В первую очередь, следует обратить внимание на такие позитивные характеристики этих систем:

  • Длительный срок эксплуатации, составляющий более 20-30 лет. При этом, за данный период времени не нужно будет проводить никаких профилактических и ремонтных мероприятий.
  • При получении большого количества энергии, преобразованной из солнечного света, ее можно будет успешно использовать для других бытовых нужд совершенно бесплатно.
  • Полное отсутствие зависимости от служб, занимающихся жилищно-коммунальных хозяйством.
  • Благодаря круглогодичному использованию солнечной энергии, ваш дом будет прогреваться постоянно и бесперебойно.

Нюансы использования фотоэлектрических систем для отопления

Кроме положительных моментов, применение солнечных батарей для отопления помещений имеет и определенные нюансы. Во-первых, здесь очень важно учитывать ваше географическое местоположение. То есть, в каждом регионе солнце греет с различной интенсивностью и продолжительностью. Поэтому, если вы живете в местности, где яркого солнца может не быть сутками или оно появляется на несколько часов в день, то тогда устанавливать подобное оборудование не имеет смысла. Тогда необходимо задуматься о других источниках альтернативной энергии.

Кроме того, есть и другие отрицательные моменты в использовании фотоэлектрических панелей с отопительной целью:

  • необходимость крупных первоначальных вложений;
  • сложность установки фотоэлектрического оборудования;
  • важность резервных источников энергии.

Однако, несмотря на все эти недостатки, солнечные батареи являются современным выгодным методом для эффективного отопления жилых помещений.

Подключение солнечных батарей к сети в России

Несмотря на то, что солнечные батареи в России становятся все более популярными, их применение в частном секторе сдерживается отсутствием нормативной и технической базы для подключения солнечных батарей к местным энергосетям.

На настоящий момент договор присоединения к электрическим сетям не предусматривает для частного лица возможности генерации электроэнергии в сеть. Разрешено только потребление. Более того, даже для организация и индивидуальных предпринимателей процедура и условия подключения к сетям генераторов электрической энергии являются такими, что оформление и поставка энергии от солнечных батарей в сеть становится бессмысленной.

Формально подключение солнечных батарей к сетям не запрещено. Необходимо пройти процедуру технологического подключения к местным энергосетям и заключить договор о поставке электроэнергии в сеть. Стоимость технологического подключения к сетям составляет десятки или даже сотни тысяч рублей. Покупать электроэнергию от генератора сети будут, скорее всего, по оптовым ценам рынка электроэнергии, которые меньше розничной цены на электроэнергию примерно в 3 раза. Но продажа электроэнергии от солнечных батарей в сеть на таких условиях бессмысленна. Во всех странах, где мы наблюдаем развитие солнечной энергетики, действуют различные механизмы, стимулирующие применение фотоэлектрических генераторов.

К числу основных таких мер и механизмов относятся:

  1. Обязательное подключение солнечных и ветровых электростанций к сетям (т.е. сети обязаны принимать от таких электростанций энергию)
  2. Компенсация стоимости технологического подсоединения — сети или подключают бесплатно, или стоимость этого подключения компенсируется из специальных фондов поддержки
  3. Специальные повышенные закупочные тарифы на электроэнергию от солнечных батареи и ветрогенераторов. Такой механизм популярен в Европе, он оказался наиболее эффективным — мы видим взрывной рост количества установленных солнечных и ветровых генераторов в странах, где этот механизм был принят — Германия, Испания, Италия, Великобритания и т.д.
  4. Net metering — принятие генерируемой солнечными батареями электроэнергии в зачет потребленной. Счетчик электроэнергии может быть реверсивным или двунаправленным. Обычно баланс считается за год, количество отданной электроэнергии в сеть вычитается из количества потребленной от сетей и заявленной к оплате электроэнергии. Таким образом, фактически сети выкупают обратно часть электроэнергии по розничной цене. Такой механизм принять в США и некоторых других странах. Он также показывает свою эффективность.
  5. Различные «зеленые сертификаты», субсидии, государственные программы — мы их здесь не рассматриваем, так как это не рыночные механизмы
  6. Налоговые льготы и т.п. — они также действуют как дополнительные меры поддержки, но для России их введение маловероятно.

В России для частных лиц не действует ни один из перечисленных выше механизмов поддержки. Солнечные батареи устанавливают в России не «благодаря», а «вопреки». Немалым стимулом служит ненадежность электроснабжения от местных энергосетей, изношенность электрических сетей низкого напряжения, низкое качество электроэнергии (напряжение в розетке может падать до 120-140В, а при перекосе фаз может и подниматься более 260В), постоянный рост цены на электроэнергию.

В последние годы надежность и доступность электроэнергии от местных энергосетей понемногу растет, что снизило заинтересованность в массовой установке своих источников электроэнергии в доме — солнечных батарей, ветряков и т.п. Но инициативы федеральных и местных властей по введению социальных норм на потребление электроэнергии вызвали взрывной рост интереса населения к автономным и местным источникам электроэнергии.

Особенно интересны теперь становятся солнечные батареи для тех, у кого для нагрева воды или отопления/охлаждения используется электричество (электрические водонагреватели, котлы, тепловые насосы, кондиционеры и т.п.) . В таких домах социальная норма очень быстро расходуется, и приходится платить в основном по повышенным тарифам сверх социальной нормы. Здесь применение солнечных батарей, соединенных с сетью, является экономически выгодным (не говоря уже о приобщении к экологически чистой энергетике и заботе о защите окружающей среды)

Какие есть способы предотвращения отдачи излишков солнечной электроэнергии в сеть?

Как можно избежать «накрутки» счетчика при работе солнечных батарей? Существуют несколько путей и мы их перечислим ниже.

  1. Не подключать систему с солнечными батареями к сети. Фактически, это означает установку автономной системы с аккумуляторами, в которой аккумуляторы будут заряжаться и разряжаться каждый день. Глубина разряда может быть существенной. Циклические режимы работы аккумуляторов с периодическими или постоянными глубокими разрядами резко сокращают срок службы аккумуляторов. Полностью отключать от сети даже часть нагрузки при наличии надежного централизованного электроснабжения неразумно. Такой вариант годится только в качестве эксперимента.
  2. Подключить систему к сети через гибридный батарейный инвертор, который может давать приоритет для солнечных батарей при питании нагрузки. Этот вариант возможен и работоспособен. До недавнего времени это был единственный способ при наличии сети обеспечить использование энергии от солнечных батарей не только во время аварий на сетях, но и тогда, когда сеть есть. Недостаток данной организации электроснабжения — необходимость наличия в системе аккумуляторов, гибридного батарейного инвертора, контроллера заряда для солнечных батарей. Достоинство — вы получаете резервную систему электроснабжения, которая может снабжать вашу нагрузку при авариях в энергосетях.
    Нужно учитывать, что не все гибридные инверторы могут запрещать передачу излишков электроэнергии от солнечных батарей в сеть. Если такой функции запрета нет, то энергия может проходить через счетчик обратно в сети.
  3. Использовать сетевой фотоэлектрический инвертор и двунаправленные счетчики электроэнергии. Этот вариант наиболее оптимальный и надежный. Электроэнергия от солнечных батарей преобразовывается в переменный ток с максимальной эффективностью и потребляется в момент генерации. Нет потерь на заряд-разряд аккумуляторов. Такой метод применяется там, где за отданную в сеть электроэнергию платят по повышенному тарифу или учитывают в общем балансе потребления (т.е. фактически принимают обратно по розничной цене за кВт*ч). Счетчики могут быть многотарифными.
    До появления WATTrouter это был единственный способ не «попасть на деньги» при отдаче излишков электроэнергии в российские электросети. Двунаправленные счетчики учитывают отданную электроэнергию в отдельном регистре и не прибавляют ее к потребленной. Фактически, излишки электроэнергии дарятся местным электрическим сетям. Однако и в этом случае может возникнуть проблема — если на группу домовладений установлен общий однонаправленный счетчик электроэнергии, нужно, чтобы соседи потебляли излишки, генерируемые солнечными батареями. В противном случае показания общего счетчика не совпадут с суммой показаний отдельных домовых счетчиков.
  4. Использовать двунаправленный индукционный счетчик, который может крутиться в обратную сторону, если идет отдача электроэнергии в сеть. На настоящее время разрешен к применению в России только один такой счетчик — СО-505. Но и он уже снят с производства и в новых или модернизируемых домах/квартирах его установить уже невозможно.
  5. Использовать систему с отдачей электроэнергии в сеть совместно с WATTrouter. Излишки электроэнергии могут поступать как от гибридных инверторов с разрешенной отдачей в сеть, так и от фотоэлектрических инверторов. В отличие от всех вышеперечисленных случаев, электроэнергия от солнечных батарей используется полностью и с максимальной эффективностью, отдачи электроэнергии в сеть нет. Это является наилучшим вариантом организации электроснабжения с солнечными батареями. Можно использовать практически любые счетчики.
  6. Последние пару лет появилась еще одна возможность не отдавать энергию от солнечных батарей в сеть — это сетевые фотоэлектрические инверторы с датчиком тока, устанавливаемым сразу после счетчика и регулировкой генерации в зависимости от наличия излишков. Такие сетевые инверторы имеют возможность подключения отдельного блока, отслеживающего излишки, и дающего команду инвертору снизить генерацию. Есть несколько вариантов решения этой задачи. Например, немецкие инверторы Steca требуют кроме специального инвертора и устройства слежения за излишками еще и специальный счетчик. Инверторы SMA также требуют специальную систему мониторинга. При этом немецкие инверторы не могут полностью ограничить отдачу в сеть, т.к. у них нет такой задачи, и время регулирования у них довольно большое.
    Есть китайские инверторы — как дешевые, так и более дорогие (Sofarsolar, Growatt)
    Это решение, хотя и предотвращает отдачу энергии в сеть, имеет большой недостаток — неполное использование энергии от солнечных батарей. При наличии излишка генерации снижается выработка от солнечных батарей. Да и стоит комплект сетевого инвертора и дополнительного контроллера дороже, чем просто сетевой инвертор.

Использование контроллера WATTRouter позволяет максимально использовать энергию солнца и направлять излишки по умному алгоритму на нагрев и другие второстепенные нагрузки.

Ссылка на основную публикацию