حان الوقت للحديث عن مدى فعالية الطاقة الشمسية في منطقة موسكو. قمت لمدة عام كامل بجمع إحصائيات إنتاج الطاقة الشمسية من لوحين شمسيين بقدرة 100 واط مثبتين على سطح منزل ريفي ومتصلين بالشبكة باستخدام عاكس الشبكة. لقد كتبت بالفعل عن هذا منذ عام. والآن حان وقت التقييم.

الآن سوف تتعلم شيئًا لن يخبرك به بائعو الألواح الشمسية أبدًا.

منذ عام بالضبط، في أكتوبر 2015، قررت، على سبيل التجربة، الانضمام إلى صفوف "الخضر" الذين ينقذون كوكبنا من الموت المبكر، واشتريت ألواحًا شمسية بقدرة قصوى تبلغ 200 واط وعاكسًا شبكيًا مصممًا لـ بحد أقصى 300 (500) واط من الطاقة المولدة. في الصورة، يمكنك رؤية هيكل لوحة الكريستالات 200 واط، ولكن بعد يومين من الشراء، أصبح من الواضح أنه في تكوين واحد كان الجهد منخفضًا جدًا، ولا يكفي للتشغيل الصحيح لعاكس الشبكة الخاص بي.

لذلك اضطررت إلى تغييره إلى لوحتين أحاديتي البلورية بقدرة 100 واط. من الناحية النظرية ينبغي أن تكون أكثر كفاءة قليلا، ولكن في الواقع فهي أكثر تكلفة. هذه ألواح عالية الجودة من العلامة التجارية الروسية Sunways. لقد دفعت 14800 روبل مقابل لوحتين.

عنصر التكلفة الثاني هو عاكس شبكي صيني الصنع. ولم تحدد الشركة المصنعة نفسها بأي شكل من الأشكال، لكن الجهاز مصنوع بجودة عالية، وأظهرت إحدى الفتحات أن المكونات الداخلية مصممة لقوة تصل إلى 500 واط (بدلاً من 300 مكتوبة على العلبة). مثل هذه الشبكة تكلف 5000 روبل فقط. الشبكة هي جهاز عبقري. من ناحية، يتم توصيل + و - من الألواح الشمسية به، ومن ناحية أخرى، يتم توصيله بأي مأخذ كهربائي في منزلك باستخدام قابس كهربائي عادي. أثناء التشغيل، تتكيف الشبكة مع التردد الموجود في الشبكة وتبدأ في "ضخ" التيار المتردد (المحول من التيار المباشر) إلى شبكتك المنزلية بجهد 220 فولت.

تعمل الشبكة فقط عندما يكون هناك جهد كهربائي في الشبكة ولا يمكن اعتبارها مصدر طاقة احتياطية. وهذا هو عيبها الوحيد. والميزة الكبيرة لعاكس الشبكة هي أنك لا تحتاج إلى بطاريات بشكل أساسي. بعد كل شيء، البطاريات هي الحلقة الأضعف في الطاقة البديلة. إذا تم ضمان عمل نفس اللوحة الشمسية لأكثر من 25 عامًا (أي أنها ستفقد حوالي 20٪ من أدائها بعد 25 عامًا)، فإن عمر خدمة بطارية الرصاص الحمضية العادية في ظل ظروف مماثلة سيكون 3- 4 سنوات. سوف تستمر بطاريات الجل وAGM لفترة أطول، تصل إلى 10 سنوات، ولكنها تكلف أيضًا 5 مرات أكثر من البطاريات التقليدية.

بما أن لدي كهرباء، فلا أحتاج إلى أي بطاريات. إذا جعلت النظام مستقلاً، فأنت بحاجة إلى إضافة 15-20 ألف روبل أخرى إلى ميزانية البطارية ووحدة التحكم الخاصة بها.

الآن، أما بالنسبة لتوليد الكهرباء. تدخل جميع الطاقة المولدة من الألواح الشمسية إلى الشبكة في الوقت الفعلي. إذا كان هناك مستهلكون لهذه الطاقة في المنزل، فسيتم استهلاكها كلها، ولن "يدور" العداد الموجود عند مدخل المنزل. إذا تجاوز التوليد الفوري للكهرباء الاستهلاك الحالي، فسيتم نقل كل الطاقة مرة أخرى إلى الشبكة. أي أن العداد سوف "يدور" في الاتجاه المعاكس. ولكن هناك فروق دقيقة هنا.

أولاً، تقوم العديد من العدادات الإلكترونية الحديثة بحساب التيار الذي يمر عبرها دون مراعاة اتجاهه (أي أنك ستدفع مقابل الكهرباء المرسلة إلى الشبكة). وثانيا، لا يسمح التشريع الروسي للأفراد ببيع الكهرباء. هذا مسموح به في أوروبا ولهذا السبب يتم تغطية كل منزل ثان هناك بألواح شمسية، والتي، إلى جانب تعريفات الشبكة المرتفعة، تتيح لك توفير المال حقًا.

ماذا تفعل في روسيا؟ لا تقم بتركيب الألواح الشمسية التي يمكن أن تنتج طاقة أكثر من استهلاك الطاقة اليومي الحالي في المنزل. ولهذا السبب لدي لوحتان فقط بقدرة إجمالية تبلغ 200 واط، والتي، مع الأخذ في الاعتبار خسائر العاكس، يمكن أن توفر ما يقرب من 160-170 واط للشبكة. ويستهلك منزلي باستمرار حوالي 130-150 واط في الساعة على مدار الساعة. أي أنه سيتم ضمان استهلاك كل الطاقة المولدة من الألواح الشمسية داخل المنزل.

للتحكم في الطاقة المنتجة والمستهلكة، أستخدم Smappee. لقد كتبت عنه بالفعل في العام الماضي. تحتوي على محولين للتيار، مما يسمح لك بتتبع كل من كهرباء الشبكة والكهرباء المولدة من الألواح الشمسية.

لنبدأ بالنظرية وننتقل إلى الممارسة.

هناك العديد من الآلات الحاسبة لمحطات الطاقة الشمسية على الإنترنت، لذا يمكنك إلقاء نظرة عليها. من بياناتي الأولية، وفقًا للآلة الحاسبة، يتبع ذلك سيكون متوسط ​​إنتاج الكهرباء السنوي من الألواح الشمسية 0.66 كيلووات ساعة/يوم، أ إجمالي الناتج لهذا العام - 239.9 كيلووات ساعة.

هذه البيانات مخصصة للظروف الجوية المثالية ولا تأخذ في الاعتبار الخسائر الناتجة عن تحويل التيار المباشر إلى تيار متردد (لن تقوم بتحويل مصدر الطاقة في منزلك إلى جهد مباشر؟). في الواقع، يمكن تقسيم الرقم الناتج بأمان على اثنين.

دعونا نقارن مع بيانات الإنتاج الفعلية لهذا العام:

2015 - 5.84 كيلووات ساعة
أكتوبر - 2.96 كيلووات في الساعة (من 10 أكتوبر)
نوفمبر - 1.5 كيلووات ساعة
ديسمبر - 1.38 كيلووات ساعة
2016 - 111.7 كيلووات ساعة
يناير - 0.75 كيلووات ساعة
فبراير - 5.28 كيلووات ساعة
مارس - 8.61 كيلووات ساعة
أبريل - 14 كيلووات ساعة
مايو - 19.74 كيلووات ساعة
يونيو - 19.4 كيلووات ساعة
يوليو - 17.1 كيلووات ساعة
أغسطس - 17.53 كيلووات ساعة
سبتمبر - 7.52 كيلووات ساعة
أكتوبر - 1.81 كيلووات في الساعة (حتى 10 أكتوبر)

الإجمالي: 117.5 كيلووات ساعة

فيما يلي رسم بياني لتوليد الكهرباء واستهلاكها في منزل ريفي خلال الأشهر الستة الماضية (أبريل-أكتوبر 2016). خلال الفترة من أبريل إلى أغسطس، تم توليد حصة الأسد (أكثر من 70٪) من الطاقة الكهربائية بواسطة الألواح الشمسية. خلال الأشهر المتبقية من العام، كان الإنتاج مستحيلاً إلى حد كبير بسبب الغيوم والثلوج. حسنًا، لا تنس أن كفاءة الشبكة في تحويل التيار المباشر إلى تيار متردد تبلغ حوالي 60-65%.

يتم تركيب الألواح الشمسية في ظروف مثالية تقريبًا. الاتجاه هو الجنوب تمامًا، ولا توجد مباني شاهقة قريبة تلقي بظلالها، وزاوية التثبيت بالنسبة للأفق هي 45 درجة بالضبط. ستعطي هذه الزاوية الحد الأقصى لمتوسط ​​إنتاج الكهرباء السنوي. بالطبع، كان من الممكن شراء آلية دوارة بمحرك كهربائي ووظيفة تتبع الشمس، ولكن هذا من شأنه أن يزيد من ميزانية التثبيت بأكمله بما يقرب من 2 مرات، وبالتالي تأخير فترة الاسترداد إلى ما لا نهاية.

ليس لدي أي أسئلة حول توليد الطاقة الشمسية في الأيام المشمسة. وهو يتوافق تماما مع تلك المحسوبة. وحتى انخفاض الإنتاج في الشتاء، عندما لا تشرق الشمس عالياً فوق الأفق، لن يكون بالغ الأهمية لولا... الغيوم. الغيوم هي العدو الرئيسي للخلايا الكهروضوئية. هنا هو الناتج بالساعة لمدة يومين: 5 و 6 أكتوبر 2016. في الخامس من أكتوبر كانت الشمس مشرقة، وفي السادس من أكتوبر كانت السماء مغطاة بسحب الرصاص. الشمس، أوه! أين تختبئ؟

في الشتاء هناك مشكلة صغيرة أخرى - الثلج. هناك طريقة واحدة لحل هذه المشكلة: تثبيت اللوحات بشكل عمودي تقريبًا. أو قم بتنظيفها يدويًا من الثلج كل يوم. لكن الثلج هراء، الشيء الرئيسي هو أن الشمس مشرقة. حتى لو كان منخفضا فوق الأفق.

لذلك دعونا نحسب التكاليف:

عاكس الشبكة (300-500 واط) - 5000 روبل
الألواح الشمسية أحادية البلورية (الدرجة أ - أعلى جودة) قطعتان، 100 واط لكل منهما - 14800 روبل
أسلاك لتوصيل الألواح الشمسية (مقطع عرضي 6 مم 2) - 700 روبل
المجموع: 20500 روبل.

خلال الفترة المشمولة بالتقرير الماضي، تم توليد 117.5 كيلووات في الساعة، بالتعرفة اليومية الحالية (5.53 روبل/كيلووات في الساعة) وسيكون ذلك 650 روبل.

إذا افترضنا أن تكلفة تعريفات الشبكة لن تتغير (في الواقع، فإنها تتغير إلى أعلى مرتين في السنة)، إذن لن أتمكن من إعادة استثماراتي في الطاقة البديلة إلا بعد 32 عامًا!

وإذا أضفت بطاريات، فلن يدفع هذا النظام بأكمله ثمنه أبدًا. ولذلك، فإن الطاقة الشمسية في وجود شبكة الكهرباء يمكن أن تكون مفيدة فقط في حالة واحدة - عندما تكون تكلفة الكهرباء لدينا هي نفسها كما في أوروبا. إذا كانت تكلفة 1 كيلووات ساعة من كهرباء الشبكة أكثر من 25 روبل، فستكون الألواح الشمسية مربحة للغاية.

وفي الوقت نفسه، من المربح استخدام الألواح الشمسية فقط في حالة عدم وجود كهرباء في الشبكة، وتنفيذها مكلف للغاية. لنفترض أن لديك منزله الريفي، الذي يقع على بعد 3-5 كم من أقرب خط كهربائي. علاوة على ذلك، فهو ذو جهد عالي (أي أنك ستحتاج إلى تركيب محول)، وليس لديك جيران (لا أحد تتقاسم معه التكاليف). وهذا يعني أنه سيتعين عليك دفع ما يقرب من 500000 روبل للاتصال بالشبكة، وبعد ذلك سيتعين عليك أيضًا دفع تعريفات الشبكة. في هذه الحالة، سيكون من المربح لك شراء الألواح الشمسية ووحدة التحكم والبطاريات بهذا المبلغ - بعد كل شيء، بعد تشغيل النظام، لن تحتاج إلى الدفع بعد الآن.

في غضون ذلك، يجدر النظر في الخلايا الكهروضوئية حصريا كهواية.

تعتبر الكفاءة المنخفضة للألواح الشمسية أحد العيوب الرئيسية لأنظمة الطاقة الشمسية الحديثة. واليوم، يستطيع متر مربع واحد من الخلية الكهروضوئية توليد حوالي 15-20% من قوة الإشعاع الساقط عليه.

يتطلب مثل هذا التوليد تركيب بطاريات كبيرة لتوفير الطاقة الكاملة. علاوة على ذلك، من أجل تحقيق جهد الخرج المطلوب، يتم توصيلها ببعضها البعض على التوالي أو بالتوازي. يمكن أن تصل مساحتها إلى عدة أمتار مربعة.

تعتمد كفاءة الألواح الشمسية على عدة أسباب:

• مادة الخلية الكهروضوئية؛
• كثافة التدفق الشمسي
• موسم؛
• درجة حرارة؛
• وإلخ.

دعونا نتحدث أكثر عن كل عامل.

مادة الخلية الضوئية

وتنقسم إلى ثلاثة أنواع حسب طريقة تكوين ذرة السيليكون:

• متعدد البلورات.
• أحادي البلورية.
• ألواح السيليكون غير المتبلورة.

تصنع الألواح متعددة البلورات من السيليكون النقي وتتمتع بكفاءة عالية نسبياً تتراوح بين 14-17%.

تعتبر الألواح أحادية البلورية أقل كفاءة في تحويل الطاقة الشمسية. كفاءتها حوالي 10-12٪. لكن انخفاض استهلاك الطاقة لتصنيع مثل هذه المحولات يجعلها في متناول الجميع.

تعتبر ألواح السيليكون غير المتبلور (أو الأغشية الرقيقة) بسيطة وغير مكلفة في الإنتاج، ونتيجة لذلك، فهي ميسورة التكلفة. ومع ذلك، فإن فعاليتها أقل بكثير من النوعين السابقين - 5-6٪.بالإضافة إلى ذلك، تفقد عناصر محولات السيليكون ذات الأغشية الرقيقة خصائصها بمرور الوقت.

تُصنع بطاريات الأغشية الرقيقة أيضًا من جزيئات النحاس والإنديوم والجاليوم والسيلينيوم. وهذا يزيد قليلا من أدائهم.

العمل في أي طقس

رسم بياني للقوة حسب الظروف الجوية يعتمد هذا المؤشر على الموقع الجغرافي للوحة: كلما اقتربنا من خط الاستواء، زادت كثافة الإشعاع الشمسي.

في فصل الشتاء، يمكن أن ينخفض ​​أداء الخلايا الكهروضوئية من 2 إلى 8 مرات. ويرجع ذلك في المقام الأول إلى تراكم الثلوج عليها وانخفاض مدة وعدد الأيام المشمسة.

من المهم أن تتذكر:وفي الشتاء، راقب ميل الألواح لأن الشمس تكون أقل من المعتاد.

شروط العمل الفعال

لكي تعمل البطارية بكفاءة، عليك أن تأخذ في الاعتبار عدة فروق دقيقة:

• زاوية ميل البطارية للشمس؛
• درجة حرارة؛
• عدم وجود الظل.

يجب أن تكون الزاوية بين سطح عمل المحول وأشعة الشمس قريبة من اليمين. في هذه الحالة، ستكون كفاءة الخلايا الكهروضوئية، مع تساوي جميع الأشياء الأخرى، بحد أقصى. ولزيادة الكفاءة، تم تجهيزها أيضًا بنظام تتبع الشمس، الذي يغير الميل بالنسبة لموضع النجم. ولكن هذا لا يحدث في كثير من الأحيان بسبب ارتفاع تكلفة المعدات.

حول المحطة الأساسية التي تعمل بالطاقة الشمسية. كان التحذير هو أن فترة الاسترداد لنظام الطاقة الشمسية هي 2-3 سنوات. من حيث المهنة، أنا منخرط في تركيب وتشغيل أنظمة مصادر الطاقة البديلة، وكما أرى ذلك، يقلل مؤلفو المقالات حول هذا الموضوع من الوقت الذي يدفع فيه النظام تكاليفه بالكامل، عدة مرات أكثر.

لا أدعي أنني دقيق تمامًا، لكن الأرقام لم يتم أخذها من لا شيء، ولكن من منشأة محددة حيث قام الفريق بالتركيب - مجمع الإنتاج والمستودعات في سيمفيروبول "مياسكو". تتضمن الحسابات العناصر الرئيسية الأكثر تكلفة.

في وقت عملنا، كان هذا المصنع يحتوي بالفعل على مزرعة تحتوي على أكثر من 300 لوحة تم تجميعها باستخدام نظام معياري. أضفنا ست دوائر أخرى من عشرين لوحة. (الدائرة - دمج عدد معين من الألواح في مصدر طاقة واحد، وبالتالي تحديد دائرة الجهد المطلوب للعاكس).

الحسابات الجافة

الآن القليل عن الأرقام، يتم تنفيذ جميع الحسابات بتكلفة التسليم إلى شبه جزيرة القرم من ألمانيا.


المجموع:
الجمالون المكون من 120 لوحًا يكلف 59000 دولار. ولا تشمل هذه الحسابات بعد أجور المصمم والمهندس والمركب. في المجمل، سيؤدي كل شيء إلى ميزانية تصل إلى 65000 دولار.

الإنتاج الفعلي للكهرباء

من الناحية النظرية، في ظل الظروف المثالية، يجب أن تنتج لوحة واحدة حوالي 220-230 واط في الساعة (من حيث 220 فولت المعتاد). فيما يلي الرسوم البيانية التي تحتفظ بها وحدة التحكم في العاكس؛ ويمكن مراقبتها عن بعد.

يوم مشمس:

غائم جزئيا:

الرسم البياني الشهري:

في الرسم البياني الأخير، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه لمدة يومين تم إيقاف تشغيل النظام لفترة من الوقت، والأيام الثلاثة الأولى من الشهر والأيام الأخيرة مفقودة.

وفي شهر الصيف المشمس باستمرار، مع ساعات النهار الطويلة، ستنتج هذه المزرعة ما يصل إلى 4500-4700 كيلووات في الساعة كحد أقصى. بمعرفة هذه الأرقام يمكنك حساب ربحية النظام مع مراعاة تعرفة الكهرباء.

وينبغي أن يؤخذ في الاعتبار أن المزرعة تم تجميعها بدون بطاريات؛ فإن وجودها سيزيد من التكلفة الإجمالية للنظام، وبالتالي وقت الاسترداد.

وبالتالي، لا يمكنني تحقيق فترة استرداد تبلغ 2-3 سنوات. 10 سنوات هي فترة واقعية إلى حد ما.

أنا أصرخ وأبكي، ربما كانت هذه هي الطريقة التي كان ينبغي أن يبدأ بها الفيديو، لكن الكثير من الناس يبدأون على الفور في التفكير في الاتجاه الخاطئ. نعم، هناك الكثير من المواد حول كفاءة الألواح الشمسية. وهي كثيرة لدرجة أن الجميع يبحث عن الألواح الشمسية بكفاءة تتراوح بين 30 -50% ومهما كان سعرها. انتظر ماذا؟ أنت حقًا أحد هؤلاء الأشخاص الذين يعتقدون أن كفاءة اللوحات المتاحة للجمهور اليوم ليست كافية. في الواقع، هل 22-28% غير كافية؟

هل تريد مثالاً على ما هو في الواقع ذو كفاءة منخفضة، وسنتحدث عن الألواح الشمسية التي تم إنتاجها عام 1990 بكفاءة حوالي 10٪، وكما تعلم الآن أستطيع بالتأكيد أن أقول وبكل ثقة أن الحكاية الخيالية التي يقولها كل من لا لا أفهم ينتشر على شبكة الإنترنت، وهذا غير صحيح على الإطلاق. ولكي أقول ذلك بثقة، كنت بحاجة لشراء لوحتين بأموالي الخاصة، وتثبيتهما قيد التشغيل، ومراقبتهما لمدة عام تقريبًا مع خيارات اتصال مختلفة.

حسنًا، الحكم جاهز.

إن كفاءة الألواح الشمسية القديمة التي تم إنتاجها سابقًا قبل عام 2010 أقل بكثير من كفاءة الألواح الحديثة، ونحن هنا لا نتحدث حتى عن تخفيض تكلفة الأخيرة، ولكن على وجه التحديد حول تكنولوجيا الإنتاج. لن نتطرق إلى حقيقة أن الألواح الحديثة أرق ولديها طبقة ماصة جديدة أكثر فعالية من الألواح القديمة وأقل تلاشيًا. لا، سنتحدث فقط عن الكفاءة.

لتبدأ، ما هي الكفاءة - معامل الأداء.

لذا، بعبارات بسيطة، هذه هي الطريقة التي تعمل بها الألواح الشمسية بكفاءة الآن، ولكن ليس في المستقبل، حيث أنه كلما عملت الألواح الشمسية لفترة أطول، كلما انخفضت الكفاءة. وإذا قمت بسحب وتحميل الألواح الشمسية بدائرة كهربائية قصيرة أو حلزونية أو مصابيح الأشعة تحت الحمراء كما يفعل البعض. سوف تذوب كفاءة الألواح الشمسية بشكل أسرع عدة مرات.

لذلك، لا توجد مثل هذه المعلومات حقًا، حتى لو كانت تقريبية جدًا، خاصة وأن الألواح الشمسية مهترئة جدًا بحيث يصعب العثور عليها في بلدنا. وماذا نحصل في النهاية؟

الأمر بسيط: عندما تكون هناك شمس، تنتج الألواح الشمسية كل طاقتها تقريبًا، ولكن ينخفض ​​جهد التشغيل والجهد الخامل. نعم، انخفض التيار قليلا، حوالي 0.5 - 1A. ويمكننا أن ننتهي هنا، مع الأخذ في الاعتبار كلمات معظم المدونين، ولكن لا، لقد انخفضت كفاءتنا أيضًا، والآن تنتج الألواح الشمسية كميات أقل من الجهد والتيار، في الطقس الغائم أو في الضوء المنعكس. هذا انخفاض في الكفاءة أو تآكل اللوحة. يبدو أنه يعمل، ولكن لا يبدو أنه يعمل في الأحوال الجوية السيئة.

أنت تفكر في كل شيء، ولكن هذا ليس هو الحال، لقد اعتدت بالفعل أن أقول كل شيء أو كل شيء تقريبًا، حتى لو كانت النعال تتطاير علي في الوقت الحاضر، وفي المستقبل يتم جمعها قائلة، لكن لماذا لم تعلم :) سأخبرك بمشكلة أخرى تتعلق بالألواح الشمسية البالية.

يسمى! الشيء هو أنه بسبب تآكل الألواح الشمسية والطلاء الممتص والممتص للضوء الذي تعرض للتلف الشديد والاحتراق، بالمناسبة، فإن بعض الأشخاص الذين ليسوا على دراية يطلقون على هذا الطلاء طلاء تبديد أو أي شيء آخر . لكن امتصاص الضوء وامتصاصه بشكل صحيح، فإن مهمته هي حماية رقاقة السيليكون، وبنية العنصر نفسه، وامتصاص ضوء الشمس بشكل أكثر فعالية! يعتمد جزء كبير من الكفاءة على هذه الطبقة الرقيقة.

لذلك، عندما تنهار وتحترق، تبدأ الخلايا الشمسية في التسخين بشكل أكثر كثافة، وتنخفض قوتها. التأثير مشابه جدًا لأشباه الموصلات شبه المثقوبة أو المحمومة، والتي يبدو أنها تعمل، ولكنها تسخن وتنخفض خصائصها. لذا، نظرًا لأن الخلية الشمسية هي نفس الموصل مع وصلة n، إلا أنها أكبر حجمًا، فإن جميع قواعد الإلكترونيات تنطبق أيضًا على الخلية الشمسية.

والشيء الأكثر أهمية هو أنه من المستحيل الجمع بين الألواح الشمسية القديمة والجديدة، لأنه عندما تنخفض الطاقة الناتجة عن الألواح الضعيفة، ولكن لا تزال هناك طاقة في الألواح الجديدة، فإن الألواح القديمة ستسحب جزءًا من الطاقة إلى أنفسهم كحمولة، وبالتالي تسخين الشارع بدلًا من العمل!

هذا كل شيء. والآن سأتحدث عن هذا في كثير من الأحيان حتى يكون لدى غالبية رواة القصص والأشخاص الذين ليسوا في الموضوع معلومات أكثر كفاءة. وإذا كانت هناك ملاحظات حقيقية، فهناك معلومات حول كيفية إطالة عمر الخلايا الشمسية.

دعونا نفكر في مسألة مدى جدوى تركيب الألواح الشمسية لتشغيل منزل ريفي أو حتى شقة. الأسعار الحالية لربيع عام 2017، وحسابات إنتاج البطاريات للمناطق الشمالية الغربية والوسطى من روسيا.

عادة ما يرغب الناس في استخدام الألواح الشمسية في ثلاث حالات:

1. لا يوجد كهرباء في المنزل نهائيا أي أن كهرباء المدينة غير متصلة

2. تنقطع الكهرباء غالبًا لعدة ساعات أو حتى أيام.

3. توجد كهرباء، لكنهم يريدون توفير المال

دعونا ننظر في جميع الحالات الثلاث. دعونا نرى ما هو مطلوب لحساب الاسترداد للبطاريات، ومدى إمكانية ذلك في هذه الحالات الثلاث.

1. لا يوجد كهرباء على الإطلاق

أي أنه لا يوجد خط كهرباء للمدينة ولا يتوقع ذلك. أو أن تركيبه يكلف الكثير من المال، فأنت بحاجة إلى تقييم ما إذا كان الأمر يستحق الاستثمار في محطة للطاقة الشمسية أو ما إذا كان من الأفضل دفع ثمن خط الإمداد.

هنا رسم تخطيطي عام لمحطة الطاقة الشمسية. البطاريات توفر الكهرباء (من 5 إلى 30 فولت حسب الإضاءة)، جهاز التحكم يجعلها 12 أو 24 أو 48 فولت، والتي تشحن البطاريات (بطارية واحدة - 12 فولت، اثنتان - 24 فولت، 4 -48 فولت أو حسب نوع اتصالاتهم).

يقوم العاكس بإنتاج 220 فولت من التيار المتردد من جهد البطارية ويقوم بتشغيل الأحمال في المنزل. إذا كان هناك خط كهرباء في المدينة، فيمكن للعاكس شحن البطاريات منه؛ عند إيقاف تشغيل الطاقة، فإنه سيتحول على الفور إلى توليد موجة جيبية 220 فولت.

عليك أن تقرر رقمين: الحد الأقصى لاستهلاك المنزل وكمية الكهرباء اللازمة يوميًا. تحدد ذروة الطلب الحد الأقصى من الطاقة التي يمكن أن يوفرها العاكس. وكمية الكهرباء (المقاسة بالكيلوواط/ساعة يوميا) هي السمة الرئيسية التي نحتاجها. يحدد هذا الرقم مقدار الكهرباء الذي يجب الحصول عليه من البطاريات. يتم حساب هذا الرقم بواسطة عداد الكهرباء.

لنأخذ منزلًا صغيرًا متوسط ​​الحجم "مؤقتًا". على سبيل المثال، تستهلك الثلاجة 100 واط في الساعة في المتوسط، وتعمل 24 ساعة في اليوم = 2400 واط في الساعة في اليوم.

تستهلك المصابيح الكهربائية 100 وات في الساعة، 6 ساعات في اليوم = 600 وات في الساعة في اليوم.

يستهلك التلفاز 100 وات في الساعة، 6 ساعات في اليوم = 600 وات في الساعة في اليوم.

في المجموع نحصل على 3600 واط ساعة يوميا.

مع الأخذ في الاعتبار استهلاك العاكس وحقيقة أننا ما زلنا بحاجة إلى شحن الهاتف وتشغيل الكمبيوتر المحمول لبضع ساعات، نحصل على 4 كيلووات في الساعة يوميًا.

في الآلة الحاسبة، أدخل 4 في حقل "متوسط ​​الحمولة"، ثم حدد المنطقة وانظر إلى منحنيات التوليد والاستهلاك. لنأخذ بطاريات أكبر (أحادية البلورية، 230 واط، 6 قطع). نرى أنه من فبراير إلى سبتمبر يتم تغطية حاجتنا للكهرباء تقريبًا.

هنا نأتي إلى المشكلة الرئيسية لمنطقتنا - في فصل الشتاء، يكون توليد الكهرباء أقل بكثير منه في الصيف. في مايو ويونيو، لدينا 8.5 كيلووات/ساعة من الكهرباء يوميًا، من نوفمبر إلى فبراير - 2-3. أي أننا نحتاج إما إلى زيادة عدد البطاريات بشكل كبير بحيث يكون الإنتاج كافيًا في الشتاء (ستسحب البطاريات وحدة تحكم أكثر قوة معها، وسيصبح النظام بأكمله أكثر تكلفة)، أو استخدم مولدًا في الشتاء (خاصة إذا كنا نخطط لتشغيل السخانات الكهربائية).

نقوم بإحصاء المعدات لنظامنا "من فبراير إلى سبتمبر". أسعار التجزئة لربيع وصيف 2017.

6 بطاريات 240 وات = 12000 * 6 = 72000 روبل.

جهاز التحكم (يجعل جهد خرج البطارية 12 أو 24 فولت). وليكن هناك نظام 48 فولت فإن قوة المتحكم المطلوبة = 240 * 6 /48 = 30 أمبير. وحدة التحكم الجيدة 30 أمبير 48 فولت تكلف 35 ألفًا.

يقوم العاكس بتحويل بطاريات 48 فولت إلى 220 فولت لتشغيل المنزل. لنفترض أن الحد الأقصى لاستهلاكنا للطاقة في المنزل لن يتجاوز 3 كيلووات (حتى نتمكن من تشغيل الغلاية). العاكس MAP "الطاقة" SIN Pro 48/220V 3.0 كيلوواط يكلف 47 ألف.

هناك حاجة إلى البطاريات لتخزين الطاقة وإطلاقها عندما لا تكون هناك شمس أو في الليل. لدينا نظام 48 فولت، مما يعني أننا بحاجة إلى 4 بطاريات 12 فولت على الأقل.

بطارية دلتا GX12-100 * 4 قطع = 60 ألف روبل.

بالإضافة إلى حامل معدني لجميع المعدات، مصهر، SPD، كابل خاص ذو مقطع كبير (كل هذا مطلوب لحماية النظام) = حوالي 16 ألفًا.

إجمالي 230 ألف روبل. مع التثبيت الاحترافي والمواد الاستهلاكية والتسليم - كل ذلك 260 ألف روبل.

هكذا يتم النظر إلى محطات الطاقة الشمسية. إذا لم يتم استخدام المزيد من الأجهزة في كوخنا المؤقت، ولم نذهب إلى هناك في الشتاء (أو لا نستخدم الثلاجة والسخان الكهربائي)، فسيكون هذا النظام مبررًا تمامًا.

2. تنقطع الكهرباء في كثير من الأحيان

مثال: توجد كهرباء أساسية، أقصى استهلاك في المنزل هو 5 كيلووات. الاستهلاك أثناء انقطاع التيار الكهربائي (إذا قمنا بإيقاف تشغيل أقوى الأحمال يدويًا، سنترك ما هو ضروري) - 3 كيلووات. من الممكن أن ينقطع التيار الكهربائي لمدة تصل إلى 3 ساعات.

نأخذ العاكس MAP “الطاقة” SIN Pro 24/220V 6.0 كيلو واط = 72 ألف.

شيء مهم!عاكس واحد يعمل في كل مرحلة! أي أنه إذا كانت لدينا جميع الأحمال المهمة معلقة على مرحلة واحدة، فلا بأس، نقوم بتركيب عاكس، لكن إذا تم توزيعها على المراحل الثلاث، فإننا نحتاج إلى ثلاثة محولات، فلا مفر من ذلك. ثلاثة محولات بقدرة 5 كيلووات (كما هو الحال عادة في المنازل) = 216000 روبل.

نحتفظ بـ 3 كيلووات لمدة ثلاث ساعات = 9 كيلووات/ساعة يجب تخزينها في البطاريات. نحن لا نحسب الألواح الشمسية على الإطلاق بعد؛ فهي ستوفر القليل من الطاقة خلال 3 ساعات، خاصة في الصيف أو في المساء. ولا أمل لهم، ونعتقد أن البطاريات تُشحن بالكهرباء.

9000 وات/ساعة / 12 فولت (كل بطارية 12 فولت) = 750 أمبير/ساعة. لا يتم تفريغ البطاريات حتى الصفر، بل حتى 20% من سعتها. تبلغ كفاءة العاكس 93 بالمائة (تعتبر عالية جدًا). في المجمل، نحتاج إلى تخزين 1008 أمبير/ساعة من الطاقة في البطاريات.

نأخذ بطاريات 250 أمبير ساعة 12 فولت. 4 قطع. بالمناسبة، يزن كل منهما 80 كجم. سعر بطارية هلامية جيدة بعمر خدمة يتراوح من 10 إلى 12 سنة هو 34000 روبل.

إجمالي العاكس والبطاريات = 208000 روبل. بالإضافة إلى كابل التوصيل والرف والمصهر = حوالي 224 ألف روبل. هنا هو الحل الكامل للمشكلة.

إذا كان سيتم انقطاع الكهرباء بشكل متكرر ولفترة طويلة، فيمكنك إضافة الألواح الشمسية إلى هذا النظام، وفي الأشهر المشمسة ستضيف عمر البطارية إلى النظام. أو مضاعفة عدد البطاريات.

يمكنك أيضًا إضافة مولد إلى النظام يمكن تشغيله بواسطة إشارة خارجية. عندما يرى العاكس أن البطاريات فارغة تقريبًا، سيبدأ تشغيل المولد ويوقفه بعد اكتمال الشحن. سيؤدي هذا إلى حقيقة أن المولد لن يعمل طوال اليوم، ولكن بضع ساعات في اليوم.

3. توجد كهرباء، لكنهم يريدون توفير المال

هناك مثل هذه العاكسات الهجينة، فهي أكثر تكلفة من التقليدية، ولكن يمكنها مزج الكهرباء من الألواح الشمسية ومن شبكة المدينة، مما يقلل من قراءات العدادات.

لنفترض أننا قمنا بتثبيت النظام كما في النقطة 1، ولكن باستخدام عاكس هجين. لنفترض 320 ألف مع التثبيت.

وفي الآلة الحاسبة أدناه نرى إجمالي الإنتاج لهذا العام، وسيكون 1958 كيلووات/ساعة. مع الأخذ في الاعتبار كفاءة العاكس - 1821 كيلووات / ساعة. تبلغ تكلفة كيلووات ساعة من الكهرباء في منطقة لينينغراد اعتبارًا من 1 يناير 2017 (التعريفة اليومية) 3.89 روبل.

في المجموع، نوفر 7084 روبل سنويًا. لا يوجد مثل هذه المدخرات.

فترة الاسترداد هي 45 سنة. لكن عمر الخدمة للألواح الشمسية يبلغ حوالي 25 عامًا. عمر البطاريات 10-12 سنة. عمر العاكس أيضًا 10-12 سنة.

في المجمل، سنحصل على ميزتين من هذا النظام:

• في حالة انقطاع التيار الكهربائي لفترة قصيرة، سيستمر المنزل في العمل لبعض الوقت (حسب سعة البطاريات واستهلاك المنزل). أي أنه ليست هناك حاجة لتركيب أي مصادر طاقة غير متقطعة على الجهاز. وإذا قمنا بتركيب مولد، فلن يكون هناك فقدان للطاقة أثناء بدء التشغيل (عادةً من 30 ثانية إلى دقيقتين). يقوم العاكس بتحويل الطاقة إلى بطاريات احتياطية على الفور تقريبًا.
• سيتم تركيب الألواح الشمسية في المنزل. سيرى الجيران أن صاحب المنزل مؤيد للتقنيات "الخضراء".

في المجموع، إذا كنا نعيش في أوروبا، حيث يوجد المزيد من الشمس، والكهرباء أكثر تكلفة عدة مرات، والمعدات أرخص (على الرغم من أنني لست متأكدا من ذلك)، فمن المحتمل أن نتمكن من قول ذلك بحلول نهاية مدة خدمتها سوف تدفع المعدات ثمنها فقط أو ستقترب من ذلك. لكننا ننقذ الطبيعة من التأثير السلبي لمحطات الطاقة! وهذا مهم في أوروبا. ليس لدينا ذلك على الإطلاق. لذلك يتم استبعاد خيار الادخار.

وفي أوروبا، من الممكن أيضًا أن يحصل الشخص على أموال من مورد الكهرباء الذي يزود الشبكة العامة من بطارياته. نحن نبيع عدادات يمكن أن تدور في الاتجاه المعاكس، لكن لا يوجد مثل هذا الخيار بموجب القانون.