Ветрогенератор или солнечные батареи — что выбрать?

Ветрогенератор или солнечная батарея: что выгоднее и лучше?

Обеспечение частных домов энергией из альтернативных источников становится все более выгодным вложением средств. Остается лишь сделать правильный выбор между солнечной и ветровой электростанциями, поскольку эффективность каждой из них зависит от ряда особенностей места установки. Попробуем разобраться, когда отдавать предпочтение покупке СЭС, а когда ВЭС, учитывая все влияющие на это решение факторы.

Основные критерии выбора

Основными из них являются два.

1. Географическое расположение станции и климатические особенности региона.

Оптимальными местами установки СЭС любого типа являются территории с высоким уровнем солнечной инсоляции. Ее номинальные значения для северной Германии и южной Испании отличаются почти в 2,5 раза, поэтому данный показатель играет огромную роль.

С другой стороны, средняя скорость ветра на побережьях северных морей составляет около 10 м/с, а иногда достигает 20-25 м/с. В таких случаях производительность ветряков оказывается намного выше, чем солнечных электростанций, и купить ВЭС целесообразнее.

Для регионов средней полосы, с умеренной инсоляцией порядка 1200 Вт/м 2 и среднегодовой скоростью ветра около 7 м/с эффективность СЭС и ВЭС окажутся примерно равными. Нередко оптимальным решением владельцы домохозяйств видят объединение первой и второй технологии, устанавливая на крыше дома фотоэлектрические модули, а на участке – несколько ветряков. Покупка такой сдвоенной системы обойдется дороже, но ее универсальность и круглосуточное функционирование многократно окупят вложенные средства.

2. Тип и совокупная мощность установок.

В удаленных от цивилизации местностях, где подключиться к центральной электросети невозможно либо чрезвычайно дорого, понадобится устанавливать полностью автономную станцию. Для периодического посещения в теплое время года небольшой дачи может оказаться достаточно СЭС на 2-3 кВт. Загородному коттеджу, где семья проживает круглогодично, необходима станция на 10кВт и более.

Комплекс гибридного типа, использующий энергию из двух источников – центральной сети и солнца/ветра – может обойтись меньшей производительностью. В этом случае фотоэлектрические модули или ветряки будут применяться в качестве альтернативной системы снабжения, способной обеспечить дом энергией на период от нескольких часов до суток.

Сетевые станции, предназначенные в основном для продажи генерации по «зеленым тарифам», требуют установки максимально возможной мощности. Это станет возможным только при наличии достаточно большого участка на земле (СЭС) либо полосы морского побережья (ВЭС).

Важно! При заказе монтажа солнечных батарей или ветряных установок «под ключ» следует ориентироваться на общую сумму затрат. В настоящий момент она колеблется в пределах $800 – 1000 долларов за каждый 1кВт мощности станции, что равноценно 1,0 – 1,4 МВт*часов производительности в год.

Солнечные батареи

Если погодные условия места установки и некоторые другие факторы заставили Вас отдать предпочтение СЭС, следует правильно выбрать тип фотоэлектрических панелей.

1. Монокристаллические Mono-Si.

Предпочтительнее использовать там, где солнечная инсоляция велика, а сами модули можно установить в направлении строго на солнце – например, на южных скатах крыши. Причина этого состоит в максимальной производительности монокристаллов только при идеальных условиях. При малейшем отклонении от них – неоптимальный угол наклона, облачная погода, температура воздуха выше +30°C – их КПД в 22-24% значительно ухудшается.

2. Поликристаллические Poli-Si.

Используются для установки в средней полосе с количеством солнечных дней в году менее 270-300. Оказываются более эффективными даже с более низким номинальным КПД 18-19% на восточных и западных скатах кровли и в системах, не допускающих сезонное изменение наклона/поворота батарей.

3. Тонкопленочные Cd-Te.

Гораздо более универсальный тип фотоэлектрических пленок следующего поколения. Конструктивные особенности и малая чувствительность ко всем видам неоптимальных условий позволяют использовать пленки на базе теллурида кадмия не только на зданиях, но и на теплицах, фермах и даже автомобилях, и генерировать на 15-20% э/э в год больше в умеренных широтах.

4. Тонкопленочные на базе дорогостоящих редкоземельных металлов и органики.

В настоящий момент первые из них слишком дороги, а вторые не обладают достаточной производительностью. Поэтому использование их в домашних СЭС пока малопродуктивно.

Ветрогенераторы

Стоимость удельной мощности каждого киловатта энергии от ветровых генераторов сопоставима с ценами на равнозначные солнечные модули. Следовательно, основным фактором, который приводит к решению купить ВЭС вместо СЭС, является роза ветров в местах предполагаемой установки.

КПД ветряков достигает 40%, для чего необходима скорость ветра от 10-12 м/с. При 7 м/с производительность падает почти вдвое и сравнивается с таковой у солнечных электростанций. Падение до 3 м/с приводит к понижению КПД до 8%, и в регионах с такой среднегодовой скоростью ветра покупка и установка ВЭС малопродуктивна.

Подбор совокупной мощности зависит от целей, для которых планируется использовать ветровой генератор. Здесь действуют те же принципы, связанные с уровнем потребления, как и для автономных, гибридных и сетевых солнечных станций.

Основные правила установки СЭС и ВЭС

Перечислим наиболее важные из них.

1. Для большинства фотоэлектрических панелей на базе кремния критически важным является направление на солнце. В идеале рабочая поверхность должна быть строго перпендикулярна падающим лучам в любой момент времени. На крупных солнечных фермах это достигается установкой модулей на поворотные трекеры. Для небольших станций достаточно обеспечить направление на юг и угол наклона, равный широте местности.

2. На зимний сезон рабочие поверхности следует наклонить ниже к горизонту. На летний – поднять выше. В высоких широтах принцип тот же, но поворот осуществляется не по оси Север-Юг, а по направлению Восток-Запад.

3. При установке на крышах монтаж должен предусматривать возможность удобного доступа к модулям. Это необходимо для процедуры их периодической проверки и обслуживания.

4. Эффективность ветрогенератора прямо зависит от высоты установки пропеллеров, поскольку каждые 10 метров над поверхностью земли сила ветра возрастает примерно на 30%. По этой причине на высоких и прочных мачтах лучше не экономить.

5. При установке на крышах такие мощные опоры не нужны, но только при условии использования генераторов умеренной мощности и демпфирующих прокладок. Более производительные модели лучше монтировать на определенном расстоянии от дома. Их винты при ветрах сильно шумят.

6. Идеальное место их расположения – местности со среднегодовой силой ветра более 7м/с. В остальных регионах лучше отдать предпочтение солнечным батареям.

Дополнительное оборудование

Помимо основного генерирующего оборудования – фотоэлектрических панелей и ветровых генераторов – вам понадобится и вспомогательная периферия.

Для СЭС:

• Инвертор. Служит для преобразования постоянного тока в переменный, отдаваемый в сеть для питания электроприборов.
• Аккумуляторные батареи. Играют роль накопителей излишков генерации для последующей ее отдачи в темное время суток.
• Контроллеры. Специальные приборы, контролирующие распределение электроэнергии и не допускающие полной разрядки АКБ.
• Крепеж. Его элементы необходимы для надежного закрепления модулей на кровлях или земляных участках.
• Периферия. Кабели, управляющая электроника и другие устройства, обеспечивающие работу системы в целом.

Купить одни панели недостаточно, без перечисленного набора вспомогательного оборудования они бесполезны. В среднем его стоимость составляет около 35-40% общих расходов на станцию.

Ветрогенератор или солнечные батареи — что выбрать?

Экология потребления. Усадьба: Для балансировки поступления энергии от альтернативных источников часто возникает желание совместить солнечные батареи и ветрогенератор в одной системе.

Для балансировки поступления энергии от альтернативных источников часто возникает желание совместить солнечные батареи и ветрогенератор в одной системе.

В каких случаях стоит это делать и какой источник альтернативной энергии выбрать, можно понять, рассмотрев плюсы и минусы ветряков и солнечных панелей.

Плюсы солнечных панелей:

• Надежность — качественные панели от известного мирового производителя проработают 25 лет и более, поскольку они не имеют подвижных частей и какой-либо электроники в своем составе, а закаленное стекло, прочная алюминиевая рама и надежная герметизация элементов обеспечивает беспроблемную эксплуатацию панелей в любых погодных условиях при любой температуре.
• Простота установки — при помощи стандартных крепежных комплектов можно легко закрепить панели на крыше или на стене дома.
• Отсутствие необходимости технического обслуживания — единственное, что рекомендуется для увеличения выработки энергии, это раз в год вымыть поверхность солнечных панелей моющим средством для стекла, но и это не обязательно.

Минусы солнечных панелей:

• Низкая среднесуточная выработка электроэнергии в зимнее время — в 5-10 раз меньше, чем летом для средней полосы России, в 2-3 раза меньше — для южных регионов и полное отсутствие выработки зимой в северных регионах за полярным кругом. Для компенсации недостатка электроэнергии необходимо использовать дизель-генератор, бензогенератор или ветрогенератор.
• Сильная зависимость выработки электроэнергии от погоды. В облачную погоду выработка снижается до 5-20% по сравнению с безоблачной солнечной погодой. Однако, устранить эту зависимость в автономной солнечной электростанции можно применив аккумуляторы повышенной емкости, обеспечивающие запас электроэнергии на 5-7 дней.

Плюсы ветрогенераторов:

• Выработка электроэнергии не зависит от времени суток и времени года, если есть ветер.
• В местности, где часто дуют ветры (в горах, в степях, на берегах рек и морей), ветряк может выработать значительное количество электроэнергии. Однако общая площадь таких мест, населенных людьми, в Российской Федерации составляет менее 1% от всех населенных мест.

Минусы ветрогенераторов:

• Необходимость монтажа на мачте высотой более 25 метров на 99% местности Российской Федерации, поскольку жилая застройка и леса сильно снижают скорость ветра близко к земле — стоимость монтажа ветрогенератора во много раз превысит стоимость самого ветрогенератора.
• При средней скорости ветра в России, равной 3-4 метра в секунду, ветрогенератор будет вырабатывать около 1-3% процентов от своей номинальной мощности. Номинальная мощность ветрогенератора указана для ветра скоростью 10-12 м/сек.
• Отсутствие надежности в сегменте маломощных ветряков мощностью до 10 кВт — большинство дешевых маломощных ветряков не проработает больше 2-х лет без поломок, хотя есть случаи работы ветряков и по 8 лет.
• Необходимость ежегодного технического обслуживания для поддержания ветрогенератора в рабочем состоянии.
• Замерзание смазки при отрицательных температурах приводит к невозможности старта ветряка зимой.
• Свист маломощных ветряков, работающих на высоких оборотах при большой скорости ветра — не доставит удовольствия ни Вам, ни Вашим соседям.
• Низкочастотный инфразвук мощных ветрогенераторов при любой скорости ветра и маломощных при небольшой скорости ветра — как известно, инфразвук оказывает отрицательное влияние на здоровье человека и всего живого. Именно по этой причине промышленные ветроэлектростанции расположены на значительном удалении от жилых массивов.

Подведём итог:

Использование ветрогенератора, как дополнительного источника энергии для солнечной электростанции имеет экономический смысл только в местности, где часто дуют ветры, при условии, что есть возможность его установки вдали от жилья. При этом необходимо устанавливать надежные мощные модели с мощностью от 10 кВт и обязательно проводить их ежегодное техобслуживание. опубликовано econet.ru

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

Ветрогенератор или солнечные батареи, что лучше выбрать для альтернативного энергоснабжения.

В связи с бурным развитием, и существенным снижением стоимости возобновляемых источников энергии (ВИЭ) многие владельцы частных домов и коттеджей, имеющие проблемы с электроснабжением, задумались о приобретении ветрогенераторов или солнечных батарей в качестве альтернативной или резервной системы питания.

Сейчас основными резервными источниками электрической энергии являются бензиновые или дизельные генераторы, ввиду их общей доступности и простоты установки. Но тенденция меняется, все больше людей отказывается от шумных и затратных топливных генераторов в пользу ВИЭ.

Минусы топливных генераторов очевидны:

• Сильный шум при работе
• Затраты на регулярное ТО и обслуживание
• Затраты на топливо (основная статья расходов)
• Выхлопные газы, и вредные выбросы
• Постоянный контроль и отсутствие полностью автоматических режимов
• Требуют отдельных помещений для установки

Солнечные батареи и ветрогенераторы не имеют этих минусов, и способны вырабатывать достаточно электроэнергии для питания всего дома. Кроме того, вложения делаются разово, при покупке и установке оборудования, а обслуживание этих систем требуется проводить гораздо реже. Попробуем разобраться, какой же из этих источников лучше, какие плюсы и минусы у того и другого.

Ветрянная электростанция.

Что касается ветрогенераторов, то очевидно чтобы они вырабатывали электричество необходим ветер, причем большинство из них выдает свой номинал при скорости ветра 11м/c, что является не слабым ветром, так 1кВт ветряк, при скорости ветра 3-5м/c выдает 150-400Вт. Это стоит учитывать при выборе системы, и устанавливать их на высокой мачте в местах с постоянным сильным ветром. Второе, на что стоит обратить внимание это то, что установка ветрогенератора – не простая задача, мачта должна быть высотой от 7-10м и выше, сам ветряк имеет немалый вес, большинство от 60кг, поэтому фундамент мачты должен быть капитальный, тросы-растяжки необходимой длины, громоотвод и молниезащита.

И последнее, насчет оборудования, для полноценной ветроэлектростанции требуется:

1. Ветрогенератор (вертикальный или горизонтальны)
2. Контроллер заряда (следит за зарядом АКБ, избавляет от излишек энергии, при сильном ветре, с внешними или внутренними ТЭНами, и другими опциями)
3. Аккумуляторы (необслуживаемые AGM, GEL)
4. Инвертор, преобразователь напряжения (12/24/48 — 220)
5. Мачта, провода, автоматы

Стоимость полного комплекта оборудования, начинается от 150тыс.руб. (комплект для питания основного оборудования дома, средней мощности)

Солнечная электростанция.

Солнечным батареям для выработки электричества необходим солнечный свет, причем номинальная мощность достигается летом, когда солнце находится в зените, т.е. с 11 до 16 часов, в зависимости от региона. Утром и вечером мощность падает, а в зимнее время при облачной погоде могут вырабатывать 10-20% от номинала, а то и меньше. Для максимальной эффективности солнечные панели устанавливают на крыше или специальных конструкциях на земле, под углом к горизонту 30-60гр. Стоимость креплений и монтажных элементов для солнечных батарей ниже чем для ветрогенератора, так же плюсом является то, что их проще монтировать.

Оборудование для солнечной электростанции включает:

1. Солнечные батареи
2. Контроллер заряда
3. Аккумуляторы
4. Инвертор
5. Крепления, провода, автоматы

Стоимость полного комплекта оборудования, начинается от 100тыс.руб. (комплект для питания основного оборудования дома, средней мощности)

Гибридная электростанция солнце+ветер.

Идеальным вариантом является установка комбинированной системы, где в качестве генерирующих мощностей используется ветряк и солнечные панели. Стоимость такой системы будет выше, но и позволит полностью отказаться от центральной сети. В такой системе мощность солнечных батарей и ветрогенератора может быть небольшой, т.к. выработка электроэнрегии будет осуществлятся практически круглосуточно.

Так же в такую систему можно организовать для первичного подогрева воды, это позволит более эффективно использовать энергию, а излишки направлять на подогрев, при этом эномить еще и газ. Так ТЭНы ветрогенератора нагревают бак косвенного подогрева, через который поступает вода в систему отопления или ГВС. Очень важным моментом является правильный подбор всех компонентов системы, поэтому проектирование стоит доверять только профессионалам.

Выводы

Солнечные батареи являются более дешевым вариантом альтернативного электроснабжения, для большинства регионов. Конечно в условиях крайнего севера или других экстремальных погодных условиях стоит более предметно просчитывать варианты установки того или иного альтернативного источника. Ну а лучший выбор – это комбинированный системы ветро-солнечные электростанции.

Источник https://solarpanel.today/vetrogeneratori-vs-ses/

Источник https://econet.ru/articles/175871-vetrogenerator-ili-solnechnye-batarei-chto-vybrat

Источник https://enpartner.ru/novosti/vetrogenerator-ili-solnechnye-batarei-chto-vybrat-dlya-alternativnogo-energosnabzheniya