Современные системы независимого электроснабжения дома на солнечных батареях

Что собой представляет дом на солнечных батареях

Солнечная электростанция: как это устроено

В общих чертах солнечная электростанция для частного дома состоит из нескольких компонентов, каждый из которых играет важную роль в получении энергии. В первую очередь это сами солнечные модули, которые непосредственно преобразуют солнечную энергию в постоянный ток, и инфраструктура, которая обеспечивает дальнейшее преобразование тока в переменный, аккумулирование и подачу к бытовым приборам. Как выглядит солнечный модуль, несложно представить: это плоская панель, состоящая из фотоэлектрических ячеек, которые под действием солнечного света вырабатывают постоянный ток. Если панелей несколько, они соединяются между собой специальными кабелями и коннекторами (МС4). Входящий в систему инвертор преобразует постоянный ток в переменный. Вспомогательные элементы системы – солнечные кабели и электрораспределительный щит. Автономные солнечные электростанции также включают в себя аккумуляторные батареи и контроллер их заряда/разряда. Сетевые электростанции не оборудуются батареями и контроллером по причинам, которые разберем ниже.

Автономные и сетевые: в чем различие

Полностью автономные солнечные электростанции, как понятно из названия, созданы для домов, не подключенных к централизованному электроснабжению. Днем, в период солнечной активности, автономная система обеспечивает текущие энергопотребности дома и заряжает аккумуляторные батареи, которые снабжают дом энергией в ночное время. Понятно, что в центральной России вряд ли найдется населенный пункт, к которому не подведено электричество. Однако «автономки» актуальны даже в благополучном Подмосковье, поскольку их можно использовать не только вместо централизованной подачи энергии, но и вместе с ней. Например, вы купили участок земли, к которому на данный момент не подведено централизованное энергоснабжение. С помощью автономной электростанции вы решаете проблему электроснабжения вашего объекта. Когда же вам подведут электричество, можно будет докупить контроллер для вашей солнечной электростанции (СЭС) и модернизировать автономную СЭС в автономно-гибридную. В дальнейшем к солнечной системе можно выборочно подключить некоторые наиболее часто используемые электроприборы — и, соответственно, не платить за электричество, которое они потребляют. Кроме того, автономная электростанция на солнечных батареях – отличный резервный источник электричества на случай его аварийного отключения, а такое в дачных и коттеджных поселках случается нередко, особенно после сильных ветров или ледяных дождей, а также вследствие перегрузки изношенных сетей из-за повышенного энергопотребления в пиковые часы.

Сетевые электростанции на солнечных батареях не накапливают электроэнергию, они работают параллельно с внешней сетью по приоритетной схеме. Дом в основном снабжается от солнечных модулей, а внешняя сеть используется только ночью, при плохой погоде или при недостатке мощности. Излишки энергии, выработанной солнечными батареями, можно даже продавать другим пользователям – подробнее об этом здесь.

При выборе поставщика солнечной электроустановки нужно обращать внимание на множество аспектов, одним из них является комплектность решения. Ориентируясь только на цену «коробочного» решения и не владея тонкостями вопроса, потребитель может в итоге переплатить. Часто в цену комплекта включены не все необходимые компоненты и потребитель узнает об этом только на этапе монтажа, когда нужно докупить тот или иной компонент. Но это меньшее из зол. Хуже, когда в составе электроустановки используется не самое надёжное или несовместимое оборудование. Эта ситуация чревата уже серьезными потерями: от низкой эффективности станции за счет несогласованной работы плохо подобранного оборудования до выхода всей системы из строя из-за поломки какого-либо элемента. А ведь солнечная электроустановка — удовольствие не из дешевых, и работа электростанции рассчитана на 30 и более лет. Как не попасться на удочку недобросовестных продавцов и какие критерии определяют надежность поставщика, можно почитать здесь.

Какие солнечные модули лучше? Доступно о технологиях

В Интернете постоянно идут настоящие баталии по поводу «Какие солнечные батареи лучше?!». Чтобы понять это, придется немного углубиться в технические подробности.

Фотоэлектрические элементы солнечных батарей изготавливаются на основе кремния, который может быть «организован» несколькими способами. Наибольшее распространение на рынке получили моно- и поликристаллические панели. Они состоят из пластин, которые имеют в основе один цельный или множество отдельных кремниевых кристаллов высокой чистоты. Для защиты от внешних воздействий ячейки кристаллических солнечных модулей покрывают закаленным стеклом, хорошо пропускающим свет.

КПД монокристаллических модулей выше (в среднем около 18%) – следовательно, они вырабатывают больше энергии на единицу площади в сравнении с поликристаллическими (обычно не превышает 16%); однако выше и цена. Недостатки у обеих разновидностей общие.

• Потеря мощности при нагреве. Она может быть очень существенной – до 25% (в пределах рабочей температуры батарей). Эта проблема актуальна не только в жарком климате. Даже в прохладном Подмосковье в безветренный солнечный день темный предмет, находящийся на солнцепеке, нагревается до температур куда более высоких, чем окружающий воздух.
• Невысокая эффективность при слабой освещенности и высокая чувствительность к затенению. Существует мнение, что эти недостатки связаны скорее с качеством изготовления панелей у отдельных производителей, чем с особенностями технологии в целом, однако это спорный вопрос.

Нивелировать минусы кристаллических батарей пытаются разными способами – например, использованием технологии PERC (пассивация задней панели), но это удорожает производство и, как следствие, сказывается на стоимости солнечных панелей.

В отличие от кристаллических тонкопленочные модули хорошо улавливают рассеянный свет и в них меньше всего кремния, поэтому они дешевле, но КПД таких модулей не очень высок — 10-12%, поэтому для эффективного электроснабжения нужно больше площади. К тому же срок службы у них меньше из-за более высокой деградации.

Гетероструктурные солнечные панели являются новинкой российского солнечного рынка, чего не скажешь про зарубежный. Эта технология на данный момент является наиболее современной и эффективной, а где, как не в Европе, знают толк в высокой эффективности и надежности? Во всем мире пока насчитывается всего несколько производителей солнечных панелей этого типа, так как инвестиции в организацию производства такого типа довольно серьезные, но и продукция имеет совершенно иные показатели, определяющие качество продукта премиального уровня. Не без гордости стоит заметить, что одним из производителей, выпускающих гетероструктурные батареи, является российская компания «Хевел», которая разработала и внедрила собственную технологию изготовления гетероструктурных модулей. Примечательно, что Хевел является единственным производителем этих батарей не только в России, но и в Европе. Предприятие осуществило грандиозную модернизацию производственных мощностей, оснастив их самым передовым европейским оборудованием. Теперь «Хевел» может предложить современные солнечные батареи не только российскому потребителю, но и взыскательным клиентам за рубежом.

Чем же так хороши гетероструктурные батареи?

Гетероструктурные солнечные панели сочетают в себе преимущества тонкопленочных и кристаллических: по КПД они, как уже говорилось, превосходят модули на поли- и монокристаллах, отлично работают в условиях переменной облачности и менее чувствительны к жаре. Еще одно важное преимущество гетероструктурных модулей – низкий коэффициент деградации; выражаясь простым языком – они практически не подвержены «старению» и сохраняют свою высокую эффективность даже спустя десятки лет. Официальная гарантия на производительность модулей Хевел составляет 25 лет. За это время они могут потерять максимально не более 17% мощности. Таким показателем не может похвастаться ни одна из вышеописанных технологий. Важно отметить, что солнечные модули отечественного производства адаптированы под особенности российского климата, и результаты их испытаний были получены именно в тех условиях, в которых им предстоит работать.

Высокая эффективность модулей (до 22,3 % для двусторонних модулей (BiFi +20%)), в том числе в условиях слабой освещенности, низкая степень деградации и температурный коэффициент, соответствие российским стандартам и техническим требованиям, адаптированность к российскому климату – все это в целом обеспечивает высочайшие показатели по выработке (до +20% для двусторонних модулей) и высочайшее качество продукта.

Монтаж: основные моменты

В частном доме лучшее место для установки солнечных модулей – крыша. В принципе, нет никаких технических ограничений и для установки на земле, но из-за высокой стоимости земли этот вариант менее популярен.

Форма кровли может быть любой: плоская, обычная скатная, вальмовая, многощипцовая и пр. Оптимальный угол наклона крыши может разниться от региона к региону. Точный угол наклона крыши в конкретном регионе необходимо уточнять у специалистов. Важно обращаться в компании, имеющие значительный опыт в реализации проектов на рынке и зарекомендовавшие себя в качестве экспертов отрасли. Одной из таких компаний можно считать все того же российского производителя гетероструктурных панелей – компанию «Хевел». «Хевел»по праву считается брендом №1 на рынке солнечной энергетики по совокупному объему построенных в России солнечных станций.

Хорошо, когда угол наклона крыши можно предусмотреть еще на этапе проектирования дома, но чаще всего солнечные модули устанавливаются на уже готовую крышу. В этом нет ничего страшного: наклон модулей можно откорректировать с помощью опорных конструкций. Солнечные модули лучше всего устанавливать на южной стороне кровли – там они будут получать самое большое количество солнца. Хорошо себя показывает и установка с ориентацией на запад или восток, северную сторону специалисты не рекомендуют. В целом нежелательно, чтобы крышу затеняли большие деревья или другие дома – это в бОльшей или мЕньшей степени (в зависимости от типа модулей, о чем писали выше) снижает КПД солнечных элементов.

Материал кровли тоже не играет особой роли: компания «Хевел», например, подбирает опорные конструкции к конкретной кровле, ее конфигурации и материалу. Если на крыше есть мансардные окна, установлены аэраторы или система снегозадержателей, это не проблема: солнечные модули совершенно не обязательно устанавливать вплотную друг к другу.

Площадь кровли влияет на количество солнечных панелей, которые можно на ней установить. Зачастую полезная площадь ограничена, поэтому важным аспектом является коэффициент использования пространства: чем выше эффективность модулей на единицу площади, тем больше кВт вы сможете получить с одной и той же поверхности. В случае с гетероструктурными батареями, ввиду их высокой эффективности, коэффициент использования пространства максимальный. Допустим, у нас есть дом размерами 6х9 м с обычной двускатной крышей; полная полезная площадь (одного ската) будет около 30м 2 ; на таком скате можно установить около 15 гетероструктурных модулей Хевел (что составляет 4,8 кВт).

Несущая способность стропильной системы – важный момент, так как на кровлю будет приходиться заметный дополнительный вес. Упомянутая выше солнечная электростанция из 15 модулей весит около 285 кг, плюс некоторый дополнительный вес от крепежных элементов. Перед установкой модулей сертифицированная «Хевел» монтажная бригада проводит аудит кровельных конструкций; обычно никакое дополнительное усиление им не требуется, так как нагрузка распределенная.

Сроки монтажа составляют обычно 1-2 дня, работы не связаны с особенным дискомфортом для владельцев дома или соседей. Если установка солнечных панелей запланирована на стадии строительства дома, какое-то время может занять прокладка штроб для кабелей; в уже заселенном доме проводку можно проложить в кабель-каналах.

Эксплуатация: самые важные вопросы

Как солнечные панели выдерживают плохую погоду? Если речь идет о качественном продукте, то, например, гетероструктурные модули «Хевел» имеют класс герметизации IP 65, что означает полную защиту от попадания пыли и струй воды независимо от их направления. Что касается механической прочности, то по результатам инструментальных испытаний модуль «Хевел» выдерживает нагрузку до 2,4 кПа – это около 245 кг/м 2 . Таким образом, ни дождь, ни град не могут нанести вреда. Если речь идет о выпадении снега, то поскольку солнечные панели немного нагреваются во время работы и располагаются под углом, снег сходит без каких-либо проблем. Если по какой-то причине этого не произошло (что очень маловероятно), снег можно убрать автомобильной щеткой или другим подручным инструментом с мягкой рабочей частью. Диапазон рабочих температур модулей «Хевел» – от -40 до +85°С, существует даже специальное арктическое исполнение для температур до -60°С.

Нужно ли солнечной электростанции специальное обслуживание? Практически нет. При необходимости солнечные панели можно мыть, если на поверхности скопились грязь или птичий помет. Мелкая пыль, как правило, смывается осадками. Что до периферических устройств (инвертор, контроллер, аккумуляторы), то их, как любое электрооборудование, желательно держать в отапливаемом помещении вдали от источников огня и нагревательных приборов.

Как установить в доме солнечные батареи? С чего начать расчеты? Какие разрешения нужны?

В прошлом году в России начал работать закон о микрогенерации, который позволяет компаниям и частным лицам, установившим солнечные панели, продавать излишки электричества в городскую сеть. То есть счетчик официально может крутиться в обратную сторону. Как это работает? И что главным образом нужно учитывать, если у вас есть частный дом и вы раздумываете о солнечных батареях? Разбираемся вместе с Минэнерго РФ и пользователем, который с 2014 года снабжает дом электричеством от солнечных батарей.

В каком состоянии солнечная энергетика в России?

1

По состоянию на январь 2022 года, согласно данным Минэнерго РФ, в Единой энергосистеме (ЕЭС) России суммарная мощность электростанций составляет 246,55 ГВт, доля солнечных электростанций (СЭС) — 1,962 ГВт, это примерно 0,8% (0,78%). В мире доля солнечной энергии в выработке электроэнергии в 2020 году составляет менее 3%. В нулевых на нее приходилось менее 0,1%.

В России большие проекты в солнечной энергетике стали появляться после принятия в 2013 году правительственной программы, стимулирующей использование объектов ВИЭ на оптовом рынке электроэнергии. Первый объект промышленной солнечной электростанции мощностью 5МВт был построен на Алтае в 2014 году.

В мире в прошлые пять лет увеличивалось строительство солнечных электростанций и ветряных турбин. Солнечные электростанции в мире строятся быстрее, чем ветрогенераторы. Прогнозировалось, что в прошлом году их прирост в возобновляемой электроэнергии должен был составить 17%. По некоторым прогнозам, разрыв между солнечными электростанциями и ветрогенерацией со временем будет увеличиваться.

В 2020 году принята Энергетическая стратегия РФ, рассчитанная до 2035 года. В ней уточняется, что при благоприятном развитии событий доля возобновляемых источников энергии в российской энергосистеме к этому году достигнет 3–5%.

В каких регионах больше всего солнечных электростанций?

2

Наибольшая доля выработки солнечной генерации на Юге России. Регионы-лидеры — Оренбургская и Астраханская области, Калмыкия, а также Бурятия и Башкирия.

Многие убеждены, что солнца в России очень мало и ставить солнечные панели в большинстве регионов нет смысла. Но, по информации Минэнерго РФ, сейчас окупаются все установленные станции, в том числе в регионах, где сравнительно мало солнечных дней. «Окупаемость в большей степени зависит от стоимости электроэнергии, нежели от уровня инсоляции. Инсоляция, или удельная выработка 1 кВт, в России варьируется от 800 кВт⋅ч в год в Мурманске и до 1 500 кВт⋅ч в год в Забайкальском крае», — ответили в ведомстве на запрос ТАСС.

В каких зданиях чаще применяются солнечные батареи?

3

Большая часть — в крупных инфраструктурных объектах. Доля частных домов не превышает 0,5% (~8–10 МВт) от общей мощности установленных солнечных электростанций.

Примеры крупных проектов в 2019–2022 годах:

1. «Полиметалл», солнечная электростанция на золоторудном месторождении Светлое (Хабаровский край), — 1 Мвт.
2. ПАО «Газпромнефть», Омский нефтеперерабатывающий завод — СЭС, — 1 Мвт.
3. Raven Russia (DHL), база логопарка «Дон» (Ростовская область), — 530 кВт.
4. Центр оздоровления «Сибур» (Анапа) — 471 кВт.
5. Завод «Такеда» (Ярославская область) — 50 кВт.
6. Магазин автозапчастей (Смоленская область) — 18,6 кВт.
7. Аэродром Крутицы (Рязанская область) — 146 кВт.
8. TastyCoffee, производство для сети кофеен и магазинов (Чебоксары), — 40 кВт.
9. Энергосбыт ПАО «Т плюс», офисное здание (Оренбург), — 27,6 кВт.
10. Ледовый дворец «Алмаз» (Воронеж) — 105 кВт.
11. Завод ОАО «Вода-сестрица» (Йошкар-Ола) — 25 кВт.

Все перечисленные объекты оборудованы сетевыми солнечными электростанциями. Многие из них могут быть подключены к электросетям в рамках закона о микрогенерации (с выдачей в общую сеть до 15 кВт).

Что за закон о микрогенерации?

4

В марте 2021 года в России начал работать закон о микрогенерации. Теперь компании и частные владельцы жилья могут продавать излишки энергии, если они есть, в городскую энергосеть. Например, днем, летом, когда выработка электричества сильно превышает потребление. Есть ограничение на выдачу мощности — до 15 кВт.

Это, по задумке, должно простимулировать в том числе владельцев жилья ставить солнечные панели. Но сейчас большой активности в этом со стороны физлиц нет. Самый заметный пример, когда владелец частного дома стал обеспечивать себя электричеством от солнечных панелей и подключил свою систему к городской электросети, был задолго до принятия закона. В 2014 году гендиректор «1С-Битрикс» Сергей Рыжиков сделал солнечную электростанцию для обеспечения дома в Калининграде и стал отдавать городу излишки. «Я связался с представителями городской электросети «ЯнтарьЭнерго», написал заявление, выполнил все технические условия, и меня подключили. Но на тот момент наше законодательство не позволяло платить гражданским лицам за передачу электричества в сеть».

У Рыжикова трехэтажный дом на 320 кв. м. Установлено 20 пластин. «В Калининграде в среднем от 100 до 110 солнечных дней в году. Это немного. Но достаточно, чтобы солнечные батареи обеспечивали дом большую часть года», — рассказывает он. Электричеством от солнечных панелей дом обеспечен на 100% все время, кроме четырех месяцев — с ноября по февраль. В это время обеспечение составляет 30–70%. «Дом в среднем потребляет 8–10 кВт⋅ч в день — эта цифра вычислена делением среднего счета за несколько месяцев на 30, — продолжает Сергей Рыжиков. — Зимой расход чуть больше, летом чуть меньше. Дом в целом обустроен на энергосберегающем оборудовании. Основной расход связан с приготовлением еды. Например, духовка, микроволновка, индукционная плита. Иногда используется электрическая сауна. Скоро около дома появится еще электромобиль, который будет потреблять энергию в больших количествах. На ноутбуках в доме работает несколько человек, в моей локальной сети Wi-Fi зарегистрировано 49 устройств умного дома».

Весь проект обошелся Рыжикову в 10 тыс. евро. «За все время менять пластины или инвертор не требовалось. Единственное, я немного поменял их ориентацию — теперь они находятся на востоке. Раньше они были размещены на юг, юго-восток и восток», — уточняет он.

С чего начать тем, кто интересуется установкой солнечных панелей в своем доме?

5

Первое. Какой сейчас тариф на покупку электроэнергии? «Если превышает 5–7 рублей с НДС за 1 кВт⋅ч — то эффект от экономии будет хорошо чувствителен. Если ниже, то экономия будет, но уже не так ощутима (чем выше цена покупки энергии из сети, тем эффективней будет такая установка)», — уточняют в пресс-службе Минэнерго РФ.

Второе. Есть ли возможность для установки солнечной станции (отдельно стоящее здание со свободной крышей без затенения от других объектов или свободный земельный участок) и какая доступная площадь?

К примеру, для установки частной СЭС для домохозяйства мощностью 5 кВт необходимо около 30 кв. м свободной площади крыши, ориентированной на юг. Установка мощностью 5 кВт выработает в год около 5 тыс. кВт⋅ч в условиях Московской области или около 7 тыс. кВт⋅ч в условиях Краснодарского края. Исходя из этих показателей и своего тарифа можно посчитать ежегодную экономию от установки СЭС.

Как выбрать оборудование?

6

Обращайте внимание на гарантийные условия (срок службы солнечных станций не менее 25 лет), наличие сервисных центров, наличие онлайн-мониторинга, наличие необходимых потребителю режимов работы.

«Я консультировался с компанией по разработке и внедрению энергосберегающих решений, также сам изучал материалы, обзоры, — рассказывает Сергей Рыжиков. — Что касается пластин: на тот момент лидером рынка была китайская компания Yingli. Также я оценивал польские или немецкие варианты — по факту они использовали тот же самый китайский кремний. Инвертор я тоже выбрал у лидера рынка — немецкой компании SMA. Конечно, за эти годы произошел огромный прогресс. В первую очередь — по ионным аккумуляторам. Сегодня можно выбрать намного более выгодные варианты — я имею в виду пластины в формате черепицы. В те годы они сильно грелись. Но пластина из монокристаллов лучше, если у вас в регионе много пасмурных дней. Анализируйте текущую инсоляцию».

«Перед покупкой оборудования для солнечной электростанции можно обратиться к специалистам для консультации — местным или федеральным компаниям, предоставляющим услуги по подбору и монтажу», — советуют в Минэнерго РФ.

Нужны ли какие-то разрешения, чтобы установить солнечные батареи?

7

Разрешения не требуются.

Но если собственник микрогенерации желает оформить договор с энергосбытовой компанией на продажу излишек, то ему необходимо оформить технические условия в электросетевой компании и заключить договор с энергосбытовой компанией.

Вкратце процедура выглядит так:

• подача заявки на присоединение в сетевую компанию;
• установка двустороннего счетчика;
• заключение договора (соглашения) с энергосбытовой компанией (гарантирующим поставщиком).

Стоимость присоединения такого объекта составит не более 550 рублей. В Минэнерго уточняют, что «на сегодняшний день большой активности в подключении объектов микрогенерации к сети пока не наблюдается». Судя по отзывам в интернете, процедура еще не прижилась. «Я знаю, что люди сталкиваются или с отказами при попытках подключиться, или с массой нерешенных вопросов. Кажется, что сегодня электросети не предлагают потребителям готового решения», — говорит Сергей Рыжиков.

Кто должен обслуживать солнечные батареи? Можно ли вызвать мастера из муниципального учреждения?

8

Нет, сегодня монтаж и обслуживание солнечных электростанций не входит в перечень услуг данных учреждений. Поэтому важно, чтобы срок гарантии был подольше. Впрочем, если электростанция сделана хорошо, проблемы не должны появиться в первые несколько лет. «Батареи нужно протирать примерно раз в год — это не проблема, — говорит Сергей Рыжиков. — Один раз ремонтировал крышу — пришлось их демонтировать и собрать заново».

Анастасия Акулова

Выгодно ли устанавливать солнечные панели

Многие убеждены, что солнца в России очень мало и ставить солнечные панели нет никакого смысла.

На первый взгляд это кажется правдоподобным, но на самом деле не совсем справедливо: в некоторых субъектах РФ установка солнечных панелей все-таки оправданна. В этой статье разберемся, от чего зависит экономическая эффективность солнечных панелей для частных домов и бизнеса: от солнца или скорее от тарифов на электроэнергию.

Что вы узнаете

• Уровень инсоляции в России
• Оборудование для частной солнечной станции
• Как понять, стоит ли ставить солнечные батареи
• Как выбрать солнечную станцию и рассчитать ее экономический эффект
• Расчет выгоды и срока окупаемости солнечной установки
• Как продавать излишки электричества

Уровень инсоляции в России

В глобальном солнечном атласе, проекте Всемирного банка и Международной финансовой корпорации, различия между пустыней Сахара и российским Забайкальским краем в объемах потенциальной выработки солнечной электроэнергии не такие уж большие. На этой же странице атласа можно посчитать примерную выработку электроэнергии. Солнечная панель (PV) мощностью 1 кВт, установленная на крыше частного дома в Каире, выработает 1,713 МВт·ч в год, а точно такая же, но в Чите — 1,495 МВт·ч в год. Разница составляет всего 13%.

1,495 МВт·ч в год — потребление двух-трех лампочек при работе весь год по 16 часов в сутки, ночное время я исключаю. Это немного, но и мощность выбранной панели — 1 кВт — сравнима с мощностью электрического чайника.

По данным атласа, Забайкальский край — лидер по уровню инсоляции в РФ, а вот Краснодарский край находится только на 16-м месте . При этом среднегодовая температура воздуха в Чите, если проверить в Яндексе, составляет порядка +4…5 °C , а в Краснодаре — +12…13 °C . То есть высокая среднегодовая температура воздуха не повышает эффективность работы солнечных панелей.

Топ-10 субъектов РФ по уровню инсоляции

Регион
Электроэнергия в год от панели мощностью 1 кВт, МВт·ч
Забайкальский край
Амурская область
Еврейская автономная область
Хабаровский край
Республика Бурятия
Севастополь
Астраханская область
Сахалинская область
Саратовская область
Республика Крым

Эта таблица носит ознакомительный характер: если брать данные по городам, а не по субъектам РФ, позиции в рейтинге могут измениться. Географические координаты конкретного города дадут гораздо более точную информацию.

В глобальном солнечном атласе нет данных по субъектам РФ, расположенным выше 60 градусов северной широты, но это не означает, что там априори нецелесообразно устанавливать солнечные станции. Например, с 2015 года за Северным полярным кругом, в поселке Батагай в Якутии, успешно работает СЭС мощностью 1МВт — она позволяет экономить драгоценное в тех краях дизельное топливо, используемое в генераторах. Но мы в рамках статьи будем рассматривать только субъекты, для которых есть данные по инсоляции и генерации энергии.

Оборудование для частной солнечной станции

Бытовые солнечные станции бывают сетевые, автономные и гибридные. Как следует из названия, сетевые используются в тех случаях, когда объект присоединен к внешней электрической сети и работает одновременно с ней. Автономные и гибридные могут работать без подключения к внешней сети.

Сетевые дешевле всех и позволяют уменьшить счета за электроэнергию, снижая объем потребления из внешней сети. Автономные и гибридные дороже, но позволяют накапливать электроэнергию в аккумуляторах, чтобы использовать ее в темное время суток или когда подача электроэнергии прерывается. Минус первых в том, что они не могут стать резервным источником энергии: при аварии во внешней сети не получится использовать энергию панелей, так как они автоматически отключатся. Минус вторых и третьих — в дороговизне.

Все солнечные станции состоят из солнечных панелей, коннекторов, то есть соединителей, проводов и инверторов, которые преобразуют постоянный ток от солнечных панелей в переменный и позволяют управлять всеми потоками электроэнергии. Аккумуляторы используются только в автономных и гибридных станциях.

Есть множество производителей оборудования, в том числе российских. Станцию можно скомпоновать из оборудования от разных производителей.

Для нашего анализа возьмем уже скомпонованные станции разных типов и мощности от разных поставщиков и посчитаем их среднюю розничную стоимость. Рассчитаем среднюю стоимость производства электроэнергии на протяжении всего жизненного цикла и выберем наиболее подходящий вариант, чтобы на его основе оценить целесообразность установки солнечных станций в разных субъектах РФ.

Для расчета возьмем средний срок службы панелей — 25 лет. Среднегодовой объем выработки электроэнергии посчитаем по инсоляции Челябинской области: там средний для РФ показатель, 1101 кВт·ч в год на 1 кВт мощности. Также учтем стоимость денег — возьмем среднюю ставку между банковским вкладом и кредитом, 8%, на срок службы панелей. Полную стоимость оборудования рассчитаем с помощью кредитного калькулятора.

Средняя стоимость солнечной станции

Сетевая, мощностью 1 кВт
Средняя стоимость
Средняя полная стоимость — с учетом 8% годовых
Средняя стоимость кВт·ч за весь срок службы
Сетевая, мощностью 3 кВт
Средняя стоимость
Средняя полная стоимость — с учетом 8% годовых
Средняя стоимость кВт·ч за весь срок службы
Автономная/гибридная , мощностью 3 кВт
Средняя стоимость
Средняя полная стоимость — с учетом 8% годовых
Средняя стоимость кВт·ч за весь срок службы
Сетевая, мощностью 5 кВт
Средняя стоимость
Средняя полная стоимость — с учетом 8% годовых
Средняя стоимость кВт·ч за весь срок службы
Автономная/гибридная , мощностью 5 кВт
Средняя стоимость
Средняя полная стоимость — с учетом 8% годовых
Средняя стоимость кВт·ч за весь срок службы
Сетевая, мощностью 10 кВт
Средняя стоимость
Средняя полная стоимость — с учетом 8% годовых
1 235 016 Р
Средняя стоимость кВт·ч за весь срок службы
Автономная/гибридная , мощностью 10 кВт
Средняя стоимость
Средняя полная стоимость — с учетом 8% годовых
1 667 367 Р
Средняя стоимость кВт·ч за весь срок службы
Сетевая, мощностью 15 кВт
Средняя стоимость
Средняя полная стоимость — с учетом 8% годовых
1 693 575 Р
Средняя стоимость кВт·ч за весь срок службы
Автономная/гибридная , мощностью 15 кВт
Средняя стоимость
Средняя полная стоимость — с учетом 8% годовых
2 269 287 Р
Средняя стоимость кВт·ч за весь срок службы

Расчет верен для 2021 года. В 2022 году стоимость оборудования для энергоснабжения от солнца возросла, а некоторые иностранные производители прекратили поставки в Россию. Но общий принцип остается неизменным: чем выше мощность станции, тем дешевле энергия. Есть станции и большей мощности, чем 15 кВт , но мы ограничились средним объемом присоединенной мощности домохозяйств.

Мощность станции необходимо подбирать так, чтобы выработка электроэнергии не превышала средний объем вашего потребления. Даже если дом имеет присоединенную мощность 15 кВт , это совершенно не значит, что вам нужны панели такой мощности. 15 кВт в этом случае — ваш максимум, при превышении которого сработает автоматика и электричество отключится. А средняя потребляемая мощность может составлять только 1—5 кВт — на это значение и нужно ориентироваться, чтобы использование солнечной станции было экономически целесообразным.

В статье мы рассматриваем солнечные станции с точки зрения экономии, а не как резервный или автономный источник энергии. Поэтому мы не будем использовать автономные и гибридные станции: они сильно дороже. И у аккумуляторов гораздо меньший срок службы, чем у солнечных панелей, — а это негативно влияет на сроки окупаемости.

Для анализа мы возьмем сетевую солнечную станцию без аккумуляторов средней мощностью 5 кВт. Держим в голове, что выработка всех станций мощностью ниже 5 кВт будет дороже, а выше 5 кВт — дешевле.

Все, что нужно знать о недвижимости

Лучшие статьи о том, как покупать, продавать, снимать и обустраивать жилье — в вашей почте по вторникам. Бесплатно

Как понять, стоит ли ставить солнечные батареи

Тарифы на электричество для населения рассчитывают региональные энергетические комиссии на основе утверждаемых ФАС России методик расчета, а также в рамках коридора тарифов — то есть минимальных и максимальных значений.

Свой тариф можно посмотреть в платежке или на сайте энергосбытовой организации.

Для юридических лиц в России цены формируются конкурентным образом на оптовом рынке. Лишь некоторые составляющие конечной цены электроэнергии имеют установленный тариф.

Конечная цена состоит из следующих составляющих:

1. Цена электроэнергии.
2. Цена мощности.
3. Тариф на услуги по передаче электроэнергии.
4. Размер сбытовой надбавки энергосбытовой компании.
5. Тариф на услуги иных инфраструктурных организаций.

В некоторых регионах использовать солнечные панели выгоднее, чем тратиться на электроэнергию. Бывает, за киловатт-час частному лицу надо заплатить примерно 7 Р , а то же количество энергии, выработанное солнечными панелями, будет стоить 4,7 Р . В 2021 году в России было 33 региона, где солнечная энергия могла принести выгоду в деньгах.

С юрлицами все намного проще: тарифы на электричество для компаний гораздо выше, чем для физлиц, и в подавляющем большинстве случаев генерация электричества от солнца выходит дешевле, чем покупка его у энергосбытовой организации.

Но итоговую оценку целесообразности надо проводить на конкретных объектах. В одном и том же субъекте РФ есть тарифы для населения с газовыми плитами и с электрическими — и они сильно разнятся. Это существенно влияет на результат.

Как выбрать солнечную станцию и рассчитать ее экономический эффект

Вот что нужно знать для выбора станции и расчета эффекта:

1. Уровень инсоляции в вашем регионе.
2. Действующие цены — тарифы.
3. Объем вашего потребления электроэнергии.
4. Оборудование станции.

Обо всем этом мы уже говорили, но теперь делаем по шагам. Считать будем для частного дома в Москве.

Шаг 1: инсоляция. Чтобы узнать уровень инсоляции вашего региона, смотрим в солнечный атлас.

Шаг 2: цены. Самый простой способ узнать текущие цены — посмотреть платежный документ. Если платежки под рукой нет, нужно зайти на сайт своей энергосбытовой организации, в моем случае это Мосэнергосбыт.

Физическому лицу нужно в разделе для частных лиц найти тарифы. Вспоминаем, газовая или электрическая плита стоит дома, а также какой счетчик установлен — однотарифный, двухтарифный, многотарифный. Если ничего из этого вспомнить не удается или вы не знаете, то используйте в расчетах однотарифный план для электрической плиты. Тариф указан с НДС.

Если вы юридическое лицо, в разделе для юридических лиц найдите предельные уровни нерегулируемых цен для потребителей мощностью менее 670 кВт. Выберите там первую ценовую категорию, договор энергоснабжения и уровень напряжения (НН). Либо используйте фактические параметры, которые вам известны. Не забудьте прибавить к цене НДС.

Шаг 3: считаем средний фактический почасовой объем потребления. Берем платежные документы с зафиксированными объемами потребления электроэнергии. Можно взять за три разных месяца в разное время года — например за июль, декабрь и апрель — и посчитать среднее значение. Либо взять одну весеннюю или осеннюю платежку: световой день меньше, чем летом, но больше, чем зимой, и не так тепло, как летом, но теплее, чем зимой.

Если у вас двухтарифный или многотарифный счетчик, нужно взять дневной объем потребления — в моем случае пик плюс полупик. Если однотарифный — берем тот объем, что там есть.

Средний фактический почасовой объем потребления = Показания счетчика за месяц / Количество дней в месяце / Количество дневных часов.

Дневные часы считаются исходя из утвержденных ФАС России тарифных зон суток. Во всех субъектах РФ это 16 часов.

В моем случае: (261 кВт·ч + 337 кВт·ч ) / 28 дней / 16 ч/день = 1,33 кВт·ч за час.

Сообщество 25.03.21

Шаг 4: выбираем подходящее оборудование. Выбирать будем по мощности и цене. Практически все солнечные панели и инверторы производятся в Китае — разница в качестве и производительности если и есть, то небольшая. Еще у инверторов бывают различные функции — полезные и не очень. Эти аспекты можно оценить по отзывам и описаниям самостоятельно.

Выбираем по мощности. Мы знаем, что в среднем за час наш дом потребляет 1,33 кВт·ч . А уровень инсоляции в Москве позволит с 1 кВт номинальной мощности панели выработать 1016 кВт·ч в год. Но нам нужно значение выработки за час.

Из 24 часов в сутках в среднем по году только 12 светлых. Это время с 6 утра до 18 вечера — летом больше, зимой меньше. Получается 4380 часов в год.

Теперь делим значение по инсоляции, 1016 кВт·ч , на количество светлых часов — и получаем, что панель мощностью 1 кВт будет вырабатывать 0,23 кВт·ч в час. А нам нужно подогнать выработку панелей до нашего среднего уровня потребления — 1,33 кВт·ч в час.

Умножаем по очереди на 2, 3, 5 и так далее, пока не получим значение, близкое к 1,33, но немного ниже. В нашем случае 5 × 0,23 = 1,15 кВт Р без учета монтажа — это еще 10—15% от стоимости станции. Срок службы панелей — 30 лет.

Стоимость сетевых станций мощностью 5 кВт в 2023 году

ECO 50
«Технолайн»
«Хевел»

Шаг 5: считаем эффект. Для расчета эффекта нам нужно знать среднюю стоимость выработки киловатт-часа нашей станцией за весь срок ее службы.

1. Рассчитываем полную стоимость станции. В моем случае так: 210 546 Р плюс 31 581 Р за монтаж плюс стоимость денег — 8% годовых на 30 лет. Получаем 639 590 Р .
2. Рассчитываем объем выработки станции за весь срок службы. Для этого значение инсоляции для Москвы, 1016 кВт·ч в год, умножаем на мощность станции. Получаем объем выработки 5080 кВт·ч в год. За 30 лет — 152 400 кВт·ч.
3. Делим стоимость станции на объем выработки: 639 590 Р / 152 400 кВт·ч — получаем 4,19 Р /кВт·ч.

Соберем все значения в таблицу и рассчитаем срок окупаемости:

Срок окупаемости = Стоимость оборудования / (Годовая выработка станции × Тариф в Москве).

Расчет выгоды и срока окупаемости солнечной установки при тарифе с электрической плитой

Тип солнечной станции
Мощность станции
Стоимость оборудования
Срок службы панелей
Среднегодовой объем выработки
Дневной тариф в Москве для физлиц в 2021 году
5,6 Р за кВт·ч
Средняя стоимость выработки станции
4,19 Р за кВт·ч
7162 Р в год
Срок окупаемости

Итак, грубый расчет, не учитывающий ежегодный рост тарифов на электроэнергию и ежегодное небольшое снижение эффективности выработки станции, показал, что установка солнечных панелей может быть выгодной для частного дома в Москве, но срок окупаемости составит 22 года. Это в пределах срока службы панелей, но все равно очень и очень много.

Вероятно, через несколько лет, когда тарифы еще подрастут, а солнечные станции подешевеют, срок окупаемости сократится. Но, к примеру, если считать для юридического лица, срок окупаемости в некоторых регионах будет в два раза меньше.

Также надо помнить: чем мощнее станция, тем дешевле выработка каждого киловатт-часа . Если ваша потребность в электроэнергии больше моей, установка станции будет выгоднее.

Действующее законодательство

В России в конце 2019 года вышел закон, который ввел понятие «объект микрогенерации». Из определения следует, что это объект, присоединенный к сетям напряжением ниже 1000 вольт, имеющий возможность выдавать электроэнергию в общую сеть в объеме, не превышающем величину технологического присоединения. И максимум 15 кВт. А также использующий для выдачи электроэнергии в сеть собственную электросетевую инфраструктуру, а не общую.

Строго говоря, солнечные панели, установленные на крыше среднестатистического частного дома, могут быть объектом микрогенерации.

Также в марте 2020 года в развитие этого закона вышло постановление правительства РФ, уточняющее некоторые вопросы.

Что законодательство нам дает:

1. Появляется возможность продавать излишки выработанной электроэнергии в общую сеть по договору купли-продажи с энергосбытовой организацией.
2. Появляется возможность сальдировать в рамках одного месяца объемы потребления из сети и объемы выдачи в сеть.

Что касается продажи электроэнергии сбытовой организации: в зависимости от региона и тарифов это может быть выгодно, а может быть нет. Энергосбытовая компания выкупает по оптовой цене и доплачивает за мощность, расчет ведется по довольно сложной формуле. В 2023 году цена выкупа может превышать 5 Р за киловатт-час, и если «входящее» электричество стоит дешевле, то продажа излишков может принести прибыль. Но даже если цена выкупа меньше или равна стоимости поступающего в дом электричества, продажа все равно позволяет уменьшить счета за ЖКУ: в платежках будет посчитана разница между купленными и проданными киловатт-часами.

Сальдирование предоставляет возможность использовать общую сеть как некий аккумулятор. Когда нам не нужна выработанная электроэнергия, она отдается в сеть, а когда нужна — забирается из сети в том же объеме бесплатно.

Это очень важный момент, так как все расчеты экономической эффективности солнечных панелей производятся исходя из условия, что каждый выработанный киловатт-час на протяжении всего жизненного цикла станции был потреблен и ни одного не ушло «в землю». Без сальдирования в условиях частного дома это было бы невозможно: нам приходится покидать дом, чтобы сходить в магазин, в гости, в кафе, съездить в отпуск, а солнце светит и светит. Сальдирование позволяет накопить весь объем выработанной солнечными панелями электроэнергии и использовать его в удобное для вас время в рамках одного месяца.

Оба механизма — купля-продажа и сальдирование — работают вместе. Итоги формируются по итогам расчетного месяца. Если ваше совокупное месячное потребление — 1000 кВт·ч , а станция выработала 800 кВт·ч , то разницу, 200 кВт·ч, вы приобретете по тарифу из сети. Если потребление было 800 кВт·ч , а станция выработала 1000 кВт·ч , то разницу у вас купит энергосбытовая компания по ценам оптового рынка.

Если у вас установлен двухтарифный или многотарифный счетчик, то объемы выработки и потребления определяются и сальдируются в рамках соответствующих зон суток — день/ночь , пик/полупик/ночь . То есть в таком случае дневную выработку станции нельзя сальдировать с ночным потреблением из сети — только с дневным.

Вот что необходимо сделать, чтобы все это заработало:

1. Выполнить технологическое присоединение солнечной станции к объектам сетевой организации. Можно сделать это вместе с присоединением дома к сети или отдельно, если дом уже присоединен. Как подавать заявку на технологическое присоединение, мы уже писали.
2. Заключить договор купли-продажи электрической энергии с энергосбытовой организацией — с той же, что вас обслуживает. Сделать это можно после или во время процедуры технологического присоединения, обратившись любым удобным способом.

Запомнить

1. В большинстве субъектов РФ достаточно солнечного света для установки солнечных станций.
2. С каждым годом целесообразность установки солнечных станций в России увеличивается: цены растут, а станции дешевеют.
3. Для юридических лиц установка солнечных станций более целесообразна, чем для физических, — из-за разницы цен.
4. Солнечные станции нецелесообразно ставить на даче, если вы не проживаете там постоянно. Это серьезно увеличит срок окупаемости.
5. Для экономии на электроэнергии стоит рассматривать сетевые солнечные станции без аккумуляторов. Аккумуляторы в составе солнечных станций позволяют использовать их как резервный источник энергии, но сэкономить на таких станциях не выйдет.
6. Чтобы воспользоваться преимуществами законодательства о микрогенерации, необходимо официально подключить станцию к сетям и заключить договор со сбытовой организацией.

Источник https://www.supersadovnik.ru/text/sovremennye-sistemy-nezavisimogo-jelektrosnabzhenija-doma-na-solnechnyh-batarejah-1007175

Источник https://tass.ru/ekonomika/13606785

Источник https://journal.tinkoff.ru/home-solar-power/