Як розрахувати сонячну електростанцію?

Як розрахувати сонячну електростанцію фото
Як розрахувати сонячну електростанцію?

З кожним роком установка геліостанцій на дачах і в заміських котеджах стає все більш вигідною. Причини цього очевидні – щорічне падіння ціна на сонячні панелі з одного боку, і настільки ж стабільне підвищення тарифів НКРЕ з іншого. Але все ж ціни на СЕС коливаються в діапазоні від декількох десятків до декількох сотень тисяч гривень. І тому правильний розрахунок сонячної електростанції в реаліях України надзвичайно важливий.

Що необхідно врахувати при розрахунку сонячної електростанції?

При обґрунтованому виборі типу СЕС і її складових враховуються:

  • очікуваний піковий, середньодобовий, середньомісячний і сезонний рівень споживання;
  • очікуваний рівень генерації за тими ж часовими періодами;
  • місце розташування панелей (кут нахилу, азимут, показник сонячної інсоляції в заданому місті або регіоні);
  • розрахунок потужності кожного окремого модуля, сонячної електростанції для будинку в цілому, а також необхідна для монтажу площа;
  • ємність і тип акумуляторів-накопичувачів;
  • автономний, гібридний або мережевий тип роботи (відповідно зміни в наборі необхідних комплектуючих і, як наслідок, суми витрат);
  • походження комплектуючих (США, Китай, б/у, контрафактна продукція);
  • продаж частини генерації за «зеленим тарифом»;
  • мета установки – в якості резервної потужності, для сезонного або регулярного використання, для заробітку.

Розрахунок вартості СЕС

Собівартість комплектуючих сьогодні дозволяє придбати СЕС за ціною приблизно від $ 0,8 до $ 1,1 за кожен 1 Вт генерації для мережевих варіантів, і від $ 1,5 до $ 3 за 1 Вт – автономних.
Різниця у вартості обумовлена необхідністю комплектації повністю або частково незалежних станцій акумуляторними батареями – накопичувачами великої місткості.

З цієї причини малопотужні (від декількох ватів до 1-2 кВт), але порівняно недорогі, компактні, легкі та мобільні автономні сонячні електростанції використовуються там, де підведення традиційної мережі неможливо або недоцільно. А мережеві (від 3-5 кВт і вище) призначені для швидкої окупності та подальшого заробітку з використанням ставок «зеленого тарифу».

Порівняльний розрахунок автономної та мережевої сонячних електростанцій дає таку середню вартість кожної з них:

Потужність, кВт Автономна, $ Мережева, $
0,25 650
0,5 1150
1 2250
3 6450 3100
5 9000 5200
10 10500
20 19800
30 25000

Розрахунок потужності автономних СЕС проводиться виходячи з рівня споживання. Мережева сонячна електростанція окупається і надалі приносить прибуток тим швидше, чим вище її продуктивність (і потужність). Для широти України цей термін становить в середньому від 4 до 10 років.

Сонячна електростанція – розрахунок онлайн

Найшвидшим способом попереднього визначення основних параметрів СЕС є використання online-калькуляторів. Ступінь їх інформативності варіюється в залежності від сайту і кількості введених вихідних даних.

У більшості випадків необхідно ввести:

  • область або місто (вибирається на карті);
  • необхідну потужність станції в кіловатах (1, 2, 3 і т.д.);
  • очікуване середньомісячне споживання в кіловатах;
  • кут нахилу панелей (початкове значення зазвичай дорівнює 30°);
  • азимут (за замовчуванням виставлений 0° або 180°);

Після цього калькулятор швидко проводить розрахунок сонячної електростанції для дачі або котеджу і видає підсумкові значення:

  • площі у квадратних метрах, необхідної для установки панелей (за основу береться стандартний тип і потужність кожного елемента, якщо ці параметри на самому початку не вводяться самостійно);
  • річного виробітку СЕС (для стандартних полікристалічних модулів розрахунок продуктивності сонячної електростанції дає щорічний показник приблизно в 1,1МВт на кожен 1 кВт потужності – зростаючи від 30-40 кВт в грудні-січні до 160-170 кВт з травня по липень);
  • вартості обладнання для сонячної електростанції (рідше – готового рішення, з додаванням вартості монтажних і пусконалагоджувальних робіт у відсотках окремим рядком);
  • розподілу генерації енергії по місяцях, окремо виділяючи рівень на споживання, у вигляді наочного графіка;
  • термін окупності (роки, місяці).

Перевага таких калькуляторів – в простоті та наочності кінцевих даних. Недолік – в малій інформативності щодо окремих деталей проекту. Тому краще замовляти індивідуальні розрахунки у фахівців. Тільки таким чином вдасться отримати найбільш точні результати, тим більше такі послуги профільні компанії (зазвичай) надають безкоштовно.

Як розрахувати СЕС баштового типу?

Серед промислових СЕС інтерес представляє баштовий тип станцій, що використовують перетворення сонячної енергії спочатку в тепло (шляхом нагрівання баків з водою концентрованим випромінюванням від дзеркал), і лише потім в електрику, за рахунок потоку високотемпературного стисненої пари, що обертає турбіну.

Конструктивно геліостанція даного типу являє собою концентричні кола дзеркал, що фокусують промені на ємності з теплоносієм. Оптимальний азимут і кут нахилу кожного дзеркала в режимі реального часу забезпечується комп’ютером, ККД установки може досягати 20%, а проектна генерація – від 5 до 400 МВт.

Розрахунок окупності такої сонячної електростанції дає період в 50 років і більше, оскільки мінімальна собівартість виробництва поки становить близько $ 5,6 на кожен ват генерації ($ 2,2 млрд. витрат на будівництво СЕС в пустелі Мохаве потужністю 400 МВт). Проте, популярність таких станцій дуже висока через використання дзеркал замість фотоелектричних панелей.

Вигідні варіанти СЕС в Україні

Серед домашніх СЕС виділяються станції, що використовують тонкоплівкові сонячні панелі з пластинами на базі рідкоземельних металів. Шляхом поглинання ширшого спектра випромінювання, вони майже в 1,5 раза ефективніші в умовах непрямого або слабкого світла, чим скорочують термін окупності установок на 6-12 місяців. В Україні подібну продукцію виробництва «First Solar» (США) пропонує вітчизняна компанія Green Tech Trade. Підібрати комплектацію і зробити розрахунок сонячної електростанції можна на їх офіційному сайті.