На відміну від сонячних панелей, виробництво яких вимагає складних технологій, просту версію сонячного колектора практично кожен з нас здатен виготовити своїми руками.
Греєм воду і продаємо зайву електроенергію
ПРИНЦИП РОБОТИ: великий сонячний кип'ятильник
На відміну від сонячних панелей, виробництво яких вимагає складних технологій, просту версію сонячного колектора практично кожен з нас здатен виготовити своїми руками. А вже користувалися ними, і без будь-якого пафосу, - взагалі мільйони людей! Взяти хоча б традиційний дачний душ, вода для якого нагрівається сонцем в баку, пофарбованому в чорний колір. Так ось: пристрій, який поглинає сонячну енергію і завдяки цьому нагріває якийсь теплоносій або просту воду - це і є сонячний колектор. В принципі, нічого складного. Чому маса прикладів того, як народні умільці споруджують сонячні колектори з пивних банок і інших прозаїчних компонентів.
ПРИСТРІЙ. У «фабричному» колекторі тепло відводиться спеціальною рідиною по тонких трубках до накопичувального бойлера з теплообмінниками. В результаті ми отримуємо все той же нагрів води. Існує кілька видів колекторів. Найпоширеніший з них - плоский: засклена панель (використовується особливе матове скло, погано випускає назовні тепло) з теплоізоляцією. Всередині розташовується пластина поглинача з добре проводить тепло металу (зазвичай - міді) зі спеціальним покриттям, що забезпечує гарне поглинання світла і дуже низьке випромінювання тепла.
Добре справляючись з нагріванням води в теплу пору року, в холоди такі колектори виявляються малокорисні. Існує, однак, більш складна версія колекторів, здатних працювати і при негативних температурах: вакуумні трубчасті з тепловою трубкою. Завдяки використанню принципу термоса (одна трубка з пластиною поглинача всередині іншої, а між ними - вакуум) у таких колекторів дуже низькі втрати тепла. В результаті колектор може працювати (забезпечувати нагрівання води) навіть при температурах до -30-45 градусів. А в теплу пору року він, відповідно, генерує вищі температури, ніж плоский.
ВСТАНОВЛЕННЯ. Уявімо собі будиночок площею 100 кв. м, в якому проживає стандартна сім'я з 4 чоловік. Вони споживають 200 літрів гарячої води на добу. Щоб в літній час повністю забезпечити їх цією водою, за словами Бориса Миколюка, на даху досить розмістити колектор розмірами 2,6 м на 2 м. Всередині будинку потрібен бак ємністю 200 л. Якщо вже є бойлер, колектор просто інтегрується в існуючу систему. Крім того, на стіні потрібно знайти місце для двох коробочок обладнання розмірами приблизно
30 см на 30 см. Установка всього устаткування займає 3-4 дні.
Плоска ЕЛЕКТРО-СТАНЦІЯ
Щоб енергію сонячного світла безпосередньо перетворити в електричний струм, використовують сонячні батареї. Якщо пластину з напівпровідника на основі кристалів кремнію «бомбардувати» потоком квантів світла, вона відпускає в «вільне плавання» частину своїх електронів. Через це виникає постійний струм - правда, настільки слабенький, що практичне застосування йому знайти важкувато.
ПАНЕЛІ. Але якщо безліч кремнієвих пластин об'єднати у велику панель, то виробленого струму може вистачити вже для якоїсь корисної роботи - наприклад, для живлення електролампочки. Продуктивність панелі залежить від її розміру, і на ринку можна знайти багато пропозицій. Якщо взяти, наприклад, панель розміром 290 мм на 350 мм, то з неї можна «зняти» всього лише 10 Вт електроенергії. У панелі розміром 1 482 мм на 676 мм (1 кв. М) потужність вже вище - 150 Вт, а її колега розміром 1 966 мм на 992 мм (1,95 кв. М) може дати до 300 Вт.
А щоб отримати більш серйозні потужності, деяка кількість сонячних панелей об'єднують в загальну конструкцію. За аналогією з артилерією, будь-яке з'єднання однотипних пристроїв в єдине ціле для виконання якихось спільних дій прийнято називати батареєю. Звідси і взялася назва «сонячна батарея».
СИСТЕМА. Але навіть вибудувати дуже велику батарею ще недостатньо. Адже вона дає постійний струм, а абсолютна більшість використовуваних нами приладів працює на змінному. Тому нам потрібні ще інвертори для перетворення струму. Неважко також здогадатися, що продуктивність сонячної батареї залежить від інтенсивності сонячного світла. Набігла на сонечко хмаринка - і потужність системи різко знизилася, а прийшла ніч - і вона взагалі перестала працювати. Щоб справлятися з такими перепадами освітлення, в системі повинні бути присутніми і акумулятори. А до них потрібні контролери заряду акумулятора.
МОНТАЖ. Як вказує комерційний директор компанії «Гравіцаппа» Борис Миколюк, встановлювати сонячні батареї можна в будь-якому освітленому місці (зазвичай на даху будинку), бажано орієнтованому на південь. Що стосується самого монтажу, то, за словами менеджера Solar Energy Валентина Буденко, це не дуже складно. Все залежить від виду даху: іноді можна впоратися і за один день, максимум - 5 днів.
Про економічний ефект
«Якщо ми розглядаємо системи тільки з точки зору економічного ефекту їх установки, то, на жаль, зараз сонячні батареї зовсім не вирішують питання економії по оплаті електроенергії. Термін їх окупності в кращому випадку - 30-40 років, а то і більше - каже Борис Миколюк.
РОЗРАХУНКИ. Якщо розглянути конкретні системи, пропоновані зараз на ринку, то і 30 років окупності здадуться миттю. Візьмемо, наприклад, сонячну електростанцію потужністю панелей 1,5 кВт. У літні місяці вона буде виробляти до 200 кВт * год, навесні і восени - поменше. Тобто за весь рік від неї можна отримати в наших широтах не більше 1600 кВт * год. Якщо вважати в середньому по 60 копійок за кВт, за рік вона нам поверне 960 грн. А коштує така система, з нинішнім курсом долара - близько 80 тис. Грн.
Звернемо свій погляд на станцію потужніший - 10 кВт: за рік вона нас зможе порадувати до 10 340 кВт * год електроенергії, або 6200 в грошах. При ціні в 402 тис. Грн вона буде окупатися 67 років. Особливої ж пікантності ситуації додає той факт, що термін служби сонячної панелі - 25-30 років. Тобто вона вийде з ладу раніше, ніж встигне окупитися! Тому, практично, не окупиться взагалі ніколи.
Звичайно ж, в наших довгострокових розрахунках треба враховувати і зростання тарифів на електроенергію. Коли з березня 2016 року 1 кВт * год буде коштувати до 1,56 грн, а з березня 2017 го - 0,9-1,68 грн, терміни окупності сонячної електростанції помітно скоротяться. Але все одно будуть занадто великі. «Тому, - каже Борис Миколюк. - Коли ми розглядаємо альтернативні джерела електроенергії, мова не йде про окупність. Важливий сам ефект енергонезалежності ».
Грілку. Що стосується сонячних колекторів, то з ними все набагато веселіше, тому що їх ККД досягає 90% (у сонячних батарей - 14-18%, в кращому випадку - до 20%). Та й самі ці системи простіше. Чому і терміни окупності у них куди менше: від 7 до 12 років. Правда, і тут є свої нюанси. «Поширена помилка, активно підтримуване деякими недобросовісними виробниками, про вигідність використання сонячних колекторів для опалення будинку цілий рік, - розповідає Борис Миколюк. - Це не так: в наших широтах використовувати сонячні колектори для систем опалення в зимовий період економічно і технічно неефективно ». Наприклад, щоб для будинку площею 100 кв. м замістити опалення будинки навіть до 30%, потрібно встановити систему ціною 260-330 тис. грн. Не кожен довгожителя вистачить терпіння дочекатися, поки окупиться таке вкладення.
«Сонячний колектор варто розглядати для системи гарячого водопостачання, - пояснює Борис Миколюк. - У літній час і міжсезоння дана система здатна на 100% забезпечити споживання гарячої води. У зимовий період система теж дасть ефект: від 30% витрат на обігрів води. Адже ми можемо в повному обсязі нагріти воду в баку, а підігріти. А економія буде за рахунок того, що бойлер гріє воду не з 5-7 градусів зі свердловини, а з 20-30 градусів, які забезпечує колектор ». Система, в такому режимі забезпечує гарячою водою родину з 4 осіб (споживання 200 л на добу), може коштувати від 70 тис. Грн.
РЕЗЕРВНА СИСТЕМА
Як ми вже зрозуміли, повністю перейти на постачання будинку електроенергією від сонячних батарей - задоволення не з дешевих, і більшості просто не по кишені. Але домашня сонячна електростанція може виявитися дуже до речі в якості резервного джерела енергії, на випадок зникнення електрики в централізованої мережі - наприклад, через віялових відключень, без яких ми, судячи з усього, і в цьому році не обійдемося, або через обриви лінії електропостачання. Адже це взагалі традиція: як тільки трапляються сильні снігопади, або відлиги з подальшими морозами, або шквалисті вітри, - і відразу сотні населених пунктів тижнями сидять без електрики.
«Оскільки обладнання досить дороге, перекривати споживання в усьому будинку економічно недоцільно. Така система обійдеться в 300-600 тис. Гривень, - каже Борис Миколюк. - Але є раціональне рішення. А саме - побудувати систему для споживачів першої необхідності ». Іншими словами, коли вся вулиця сидить без електроенергії, зовсім необов'язково користуватися сауною, посудомийної і пральної машинами, і багатьма іншими пожирателями енергії. Досить зберегти мінімальний комфорт, забезпечивши мешканців освітленням в будинку, інтернетом, телебаченням і водою, що видобувається глибинним насосом. Все це цілком реально вмістити в діапазоні потужності в 1,5-3 кВт. Як показує практика, вважає Миколюк, таку систему цілком можливо побудувати на хорошому обладнанні в районі 100-140 тис. Грн. Будується така система з 3 кВт-ним інвертором, який має перевантажувальну можливість до 10 кВт, що дозволяє забезпечити стартові струми того ж насоса, наприклад.
РОБОТА. У літній період, коли хороші сонячні дні, така система майже повністю може забезпечити ваші потреби в електроенергії від сонця. У зимовий період вона виступає в ролі класичної системи безперебійного живлення, з можливістю підзарядки від сонця. Мало того: обладнання дозволяє завести в систему ще й бензогенератор і запрограмувати різні режими роботи. Тобто, якщо пропадає електрика в мережі, а день похмурий (або взагалі ніч), і сонячна енергія не помічник, електроприлади в будинку харчуються за рахунок накопиченого в акумуляторах. Коли акумулятори розряджені, автоматично включається бензогенератор: він заряджає акумулятори, після чого відключається.
РОЗВИТОК. Добре також те, що така система може нарощуватися по блоках. з'явилися ще гроші - додав пару сонячних панелей, акумуляторів або ще один інвертор.
Підстраховка. Виручить в разі аварій і віялових відключень.
Електоенергіі НА ПРОДАЖ
Ще на один привід ставити домашні сонячні електростанції вказує Валентин Буденко. Це - можливість продавати вироблювану будинку енергію по так званому «зеленому тарифу». Зараз «зелений тариф» становить 20 Евроцентр за 1 кВт * год, що за нинішнім курсом - близько 4,7 грн.
У найпростішому вигляді схема така. Ви ставите сонячні панелі і інвертор. Встановлюєте два лічильника: один - вхідний (вважає те, що ви берете з міської мережі), другий вихідний - (вважає те, що ви самі видаєте в мережу). Різниця (якщо ви «в плюсі») автоматично купується у вас за цією самою «зеленим тарифом».
Зверніть увагу: тут ми не згадали акумулятори. «Накопичувальні акумулятори - це найболючіше місце, - каже Валентин Буденко. - Вони служать всього 5-6 років, але займають 30-35% всієї вартості проекту ». При цьому, якщо орієнтуватися саме на продаж електроенергії, треба встановлювати систему вартістю від 200 тис. Грн і вище: вона окупається за 5 років. «Це дуже вигідне вкладення, - запевняє Буденко. - Це все одно, що помістити гроші в банк і одержувати прибуток протягом 20-25 років ».
