Экономическая целесообразность солнечных батарей

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Стало ясно понимание, что солнечная энергия не панацея, а только малая толика, необходимой для жизнеобеспечения. В некоторых регионах Земли, без заметного ущерба окружающей среде, её можно вырабатывать, но сложно передать на большие расстояния. К тому же, генерация энергии циклична и не постоянна - что сильноо затрудняет её использование. Но, о её цене - лучше не говорить! А можно на месте потребления генерировать, накапливать и использовать - опять нужно подумать, как и для каких нужд - главное, разумно и оптимально ...

 

Разделим получение тепла и получение электричества.
15 квадратов СК с июня по сентябрь дадут для Москвы примерно 8.5 МВт*ч тепла. Для сохранения используем ТА, объём примерно 150-200 м3. Можем так же для нагрева использовать избыточную летом энергию СБ для воздушного ТН.

Приблизительно считая, СОР 500%, 1 м2 СБ с КПД 10%, за лето общее излучение на м2 - 450 кВт*ч.
Итого - 1 м2 СБ даст 220кВт*ч тепла

Вычёркиваем горячую воду и отопление из потребителей ЭЭ.
Далее.
"Годовое потребление электроэнергии семьи с электроплитой – 3500-4000"
То-есть среднемесячное - 300-330.

Для декабря в Москве при этом потребуется 150-200 м2 СБ. Но если использовать в этот период обычную сеть - то потребуется уже в 2 раза меньше батарей.
А можно использовать Стирлинг от ТА - за счёт низкой наружной температуры накопленное тепло будет использоваться эффективнее.
Приблизительно получится такой же КПД у СК+Стирлинг, как и у СБ. Данных о зависимости КПД Стирлинга от разницы температур у меня нет, КПД СК летом около 90%, кпд Стирлинга "до 30%", но примем 10%, мороз в -10 "добавит" ещё какое-то количество потенциального тепла - от 30 до 10%.

Потребление электричества семьёй тоже было бы интересно пересчитать с учётом экономичности новых технологий.

 

Serko - займёмся арифметикой! Посчитаем для широты Москвы для Солнечных коллекторов. Они единственные, способные поглотить световой поток от 410 до 900 нм - доступный в нижнем слое атмосферы, на поверхности Земли. И КПД у них - легко достигает 60%, что заметно вдохновляет!

Берём проверенные данные инсоляции по Москве, для оптимальных условий - это наклонные панели 55 градусов, размером по свету 1х1 метр = 1 кв.м ... вроде пока без ошибок!

Наклон 55 (1.60 2.65 3.78 4.13 4.68 4.48 4.51 4.28 3.14 2.25 1.54 1.15), средняя в год на сутки - [3.19] квт*час. Сутки = 24 часа ...

Средняя в году, суточная мощность теплового и светового потока на 1 кв.м уверенно попадающего на поверхность Земли = 3.19 квт*час за день, или 133 ватта*час ... проверьте ошибок тоже нет!

В году, 365 дней по максимуму, а часов будет в 24 раза больше, то есть 365 х 24 = 8760 ... и здесь ошибка исключена!

Осталось выяснить, сколько (для полезного использования), упало светового потока мощности Солнца на Землю за год, на 1 кв.м.
Считаем 133 ватта*час х 8760 = 1165080 ватт*час или 1165,080 квт*час ...

С учетом КПД СК 60% имеем, 1165 квт*час х 0.6 = 699 квт*час за ГОД!

У НАС 15 кв.м СК - умножим 699 квт*час х 15 = 10485 квт*час за ГОД!

Осталось полученое тепло, "засолить" и использовать без потерь ...

Но, Serko, позвольте узнать, откуда у ВАС ... 15 квадратов СК с июня по сентябрь дадут для Москвы примерно 8.5 МВт*ч тепла ?!

 

Не будем стесняться. И 80% летом достигает, при малом нагреве.

Ошибся.
С мая по сентябрь и без учёта КПД СК, но с прикидкой на теплопотери дома.
Мои данные из http://www.invertor.ru/sum_solar.htm
В переводе на кВт*ч за месяц
16
36
75
107
156
170
156
128
80
37
15
8
984 кВт*ч за год.

156+170+156+128+80= 690 кВт*ч с мая по сентябрь на 1 м2
690*15=10350 кВт*ч с 15 м2

При КПД 70% (а такой будет у вакуумника при перепаде температур до 60 градусов ) получим 7.2 МВт*ч.

За год же 984*15*0.7= 10332

Поразительное сходство результатов... Но в реале будет меньше, так как КПД зависит от наружной температуры и зимой упадёт до 60%.

 

А у меня как раз мысль появилась :
Я там где-то толкал идею хранения летней (лишней) энергии в виде топлива до зимы, однако это дороговато будет...
А вот идея продавать излишки своей энергии в сеть получше будет.
Есть, правда моменты - когда таких продавцов много накопится (по суммарной мощности), то в солнечную погоду теплым летом эта энергия (в масштабах относит. небольшой страны) никому нужна не будет, т.к. ее в этот момент все захотят продавать, а пасмурной зимой все покупать. Для того, чтобы на энергию всегда был СТАБИЛЬНЫЙ спрос (и стабильные цены) нужна протяженная ЕДИНАЯ энергосистема - либо запад-восток через много часовых поясов (для перетекания "день-ночь"), например Евро-Азиатская от Португалии до Кореи (на крайняк Советская ЕЭС). Либо север-юг через всю планету (для перетекания "зима-лето"), например, Аляска-Чили, или, хотя бы Север Европы-ЮАР.


Нет, не совсем так.
Перетекание лучше будет работать по принципу "здесь ясно, а там пасмурно".
Меня почти убедили в том, что зимой и летом в ясный погоды разница в получаемой энергии на перпендикулярную плоскость всего в 1,5 раза отличается, а вот в любой время года разница "ясно-пасмурно" доходит до 30 раз...

 

Не думаю, что появиться очень много продавцов. Главные потребители - предприятия и транспорт, а они не будут заниматься этим. Частники же, при нынешнем и близком к нынешнему соотношении цены СБ и ЭЭ, не будут устанавливать больше СБ, чем нужно для покрытия своих потребностей в демисезонье. А вероятнее, имея электросеть, вообще не будут их устанавливать.

А вот ветряки могут быть более популярны, так как не сезонны и не суточны, тем самым они с намного большей вероятностью будут выдавать излишки ночью, когда их некуда девать. Но вопрос - зачем ветряк, когда есть сеть - остаётся открытым.
Весь вопрос в цене киловатта.
Исходя из потребления 4000 кВт*ч средней семьёй с электроплитой за год, при окупаемости 6 лет и цене ЭЭ в 3.45 рубля, бесплатный источник должен стоить 6*4000*3.45=82000 рублей.
Это ветряк мощностью не меньше чем 450Вт - чтобы успел выработать 4мВт при непрерывной работе.
Или СБ - для Москвы потребуется 40 м2 ( при годовом падении 1МВт и КПД 10%)
Цена только по СБ 320 000. А должно не более тех же 82000.

Нескоро это будет...
СБ появятся при цене ЭЭ около 13 рублей. (320000/(6*4000))

 

... 15 квадратов СК с июня по сентябрь дадут для Москвы примерно 8.5 МВт*ч тепла .

Вопросы и восклицания - сняты!

Приношу извинения Serko, Я маленько ошалел от записи 8,5 МЕГА ВАТТ*час = 8500 Квт*час - и не сразу разобрался с нулями - хотя это реально - но МОЗГ среагировал не адекватно. Привычка - вторая натура, аппелировать МегаВаттами - приходилось редко, и то на работе (для статистических отчётов ЦСУ). А в быту - такой порядок величин - это даже ... стрёмно!

 

1-4 kW*ч эл.энергии в сутки (в среднем, зима-лето)
о халяве речь не шла... реальные системы за реальные деньги!

Ещё раз напомню, я не настаиваю на суперэффективности PV-систем, я говорю об АЛЬТЕРНАТИВЕ и реальных возможностях, при ОТСУТСТВИИ другого (более дешевого) источника эл.энергии.

Всё относительно... и нужно думать, понимать и соизмерять - необходимость, желание и возможности.

 

Согласен, для продажи электричества ветряк гораздо выгодней.
А вот "зачем ветряк, когда есть сеть" я скажу:
Задача "абсолютно автономного жилища" она хоть и трудно достижима, но очень правильно поставлена - не зависеть ни от кого - это есть настоящая свобода. И дело не только в эмоциях.
Слишком на планете много потенциально возможных катаклизмов. Перечислять не буду, у всех будет разный список, но суммарны - огромный. Так вот, выживаемость человечества должна обеспечиваться не только на других планетах (ОлдМэн...), но в первую очередь на своей.
И оставив детям, как минимум правильный путь
движения к автономности, а как максимум - правильно построенную часть этой автономности, мы наверняка не только войдем в историю своей семьи, но спасем свой семейный генофонд...
А сколько будет продавцов энергии это очень сильно зависит от государственных программ, ибо без его согласия ему энергию не продать...

 

Я в печали . Огромный ворох задач и сомнительных решений, не позволяет пока, озарить оптимизмом - Человечество! Удаляюсь для размышлений ...

 

Кстати, продавать эл. энергию - это не пирожки продавать: Можно будет продавать энергию ТОЛЬКО определенного качества - по частоте, по величине напряжения, по коэффициенту гармоник. А также (!) по ФАЗЕ, т.к. для того, чтобы суммировать мощности от разных генераторов необходимо их правильно просинхронизировать по фазе и частоте !
Я еще никогда не не пытался понять как это делать и на текущую микросекунду даже не представляю как бы я это реализовал...


Ну вот, ТА микросекунда прошла и пришла идея - кроме как сначала брать в качестве сигнала напряжение из сети и синхронизировать им генератор продавца и по фазе и по частоте.
Ну а если напряжения сети в настоящий момент не будет, то в настоящий не будет и возможности продажи энергии. Как-то так, вроде...

Я пока за Вас озаряю )

 

https://www.forumhouse.ru/threads/46913/
Вот тут обсуждение как раз по этой теме. С ссылкой на человека, который прикладывает серьёзные усилия именно в этом направлении.

Если открытым текстом - зависит от того, сколько налогов будет направлено на дотацию производителей СБ и ветряков.
Потому что покупка ветряка или СБ для продажи энергии абсолютно убыточна.
Выгода есть, если сети нет. Если сеть есть - дешевле купить у сети. Продажа в сеть по цене сети - не окупит установку. Продажа по завышеной цене - а откуда возьмутся эти деньги? Сеть - коммерческая организация, денег своих не отдаст. Значит госдотация, из налогов. Купил, установил, вырабатываешь, продаёшь и потихоньку окупаешь.
А производители и продавцы альтернативки получат деньги сразу.

Что выгодно для энергозависимой Германии, то не выгодно для богатой ресурсами России.

С СК такой дилеммы нет. Тепловую энергию не продашь, зато всё выработанное можно запасти и использовать когда надо.

Да. Либо хитрой электроникой инвертора, либо генератором переменного тока на одном валу с двигателем постоянного тока, который (генератор) на холостом ходу сам синхронизируется с сетью.

А если в сети нет напряжения - то и синхронизироваться не надо.

 

И это очень плохо. Представьте себе поселок или сад. товарищество. Несколько домов продают энергию и ее в достатке на весь поселок, а тут отключили гос. Сеть. И без сети остались все, кроме этих продавцов, несмотря на избыток энергии у них. Не годится. Нужен тогда дополнительный синхронизирующий сигнал синфазный с гос. Сетью. Он может быть маломощным и передаваться по телефонным проводам, но он не должен прерываться при отключении Сети.

Со всем согласен, кроме это мысли.
Надо ! :
1. При нескольких продавцах в одном (отключенном) поселке - они должны быть синхронны.
2. При неожиданном включении гос. Сети - будет, мягко скажем, коллизия...

Нет ), два генератора это слишком дорого, нужны чисто электронные (или электромагнитные) методы синхронизации.

 

В советское время частота энергосистемы держалась за счёт инерции роторов и держалась хорошо. Сейчас как дело обстоит не знаю, но думаю, что так же, а кварцы и электроника с тех пор не подорожали, и смогут обеспечить синфазность и частоту генерации или успеют отключить источник без повреждений в случае их несовпадения.

(как же это называлось, синхронные выключатели, что-ли? Разрывали сеть в момент перехода напряжения через 0, чтобы уменьшить дугу. В далёкие доперестроечные времена...)

В вашем примере эти "несколько продавцов" эталонная сеть друг для друга.
Это не проблема.
Проблема другая -в действительности они не смогут обеспечить весь посёлок нужной мощностью и напряжение в сети упадёт до нуля идентично соседнему посёлку. Хотя, если эти продавцы имеют на личном подворье электростанцию на пару мегаватт... Но это определённо не ветряки и не СБ.

Думаю, вы недооцениваете стоимость мощных инверторов с идеальной синусоидой и переоцениваете стоимость генератора.
Зато на этот же вал можно присоединить маховик изрядной массы и зарабатывать аккумулированием энергии в ночном тарифе.

 

Боюсь, что это совсем не так: Кварцы очень точные, конечно, а вот частота гос. сети ИЗМЕНЯЕТСЯ не прогнозируемо!
А отключать в случае несовпадения придется в 99% случаев, т.к. уже через несколько минут частота гос. сети уползет хоть немного, а значит фаза - сильно. Поверьте, это так - я много лет занимался фазометрией )
Впрочем мне пора пойти почитать что там на Украине по документам (кто-то где-то это выложил), а то как бы не попасть впросак

Вы недооцениваете количество продавцов энергии
А я, возможно, недооцениваю стоимость инверторов и генераторов - я не по ценам специалист )