Ветрогенератор или солнечная батарея: что выгоднее и лучше?

Что лучше – ветрогенератор или солнечная батарея?

С каждым годом получение энергии от альтернативных источников становится все более перспективным вложением средств. Владельцам загородных домов, дач, теплиц и с/х ферм остается лишь выбрать, что выгоднее покупать – ветрогенератор или солнечные батареи. На такой выбор оказывает влияние несколько факторов, каждый из которых мы подробно рассмотрим.

Солнечные батареи или ветрогенератор – что лучше? Определяем критерии

Наиболее существенными следует назвать два.

Критерий №1. Уровень солнечной инсоляции и скорость ветра в месте установки.

Если климат региона достаточно сухой и солнечный, а его географическая широта составляет около 50° и южнее, выбор обычно делается в пользу СЭС. Уровень среднегодовой инсоляции в таких местах начинается от 1350 кВт*ч/м2, и по мере перемещения на юг быстро возрастает.

Северным регионам, особенно в прибрежной полосе морей или на высокогорьях, часто присуща значительная скорость ветра – в отдельных случаях от 10 м/сек и выше. Здесь выше окажется производительность ВЭС.

Сложнее всего определить, что выгоднее – ветрогенератор или солнечная батарея – в средней полосе, с показателями инсоляции порядка 1200 Вт/м2 и умеренными ветрами 6-8 м/сек. Здесь эффективность обоих типов станций примерно равная, и выбор придется делать по ряду дополнительных, индивидуальных критериев.

Возможен также популярный вариант объединения обеих технологий, при котором используется гибридная солнечная станция с комплектами солнечных панелей и ветряками для дома одновременно. Стоимость подобной системы выше, но и окупаться она будет быстрее, при наличии хорошего солнца и ветра.

Критерий №2. Условия размещения и необходимая мощность системы

Чтобы определить, что и в каких случаях лучше – фотоэлектрические панели, ветряки или солнечная батарея и ветрогенератор вместе, необходимо разобраться с условиями установки. Если возможности подключения к центральной электросети нет, владельцам потребуется автономная станция. Ее мощность, для круглосуточного удовлетворения потребностей средней семьи, должна быть не меньше 8-10 кВт. На даче с периодическим посещением можно обойтись 3-5 кВт.

Панели общей мощностью 1 кВт занимают 6-8 квадратных метров площади на кровле. Значит для «пятерки» потребуется около 35 м2, а для «десятки» — не менее 70 м2, причем преимущественно на южной стороне. Размещение на наземном участке займет еще в 1,5 раза большую площадь.

Для ветряка размерные ограничения ниже, но мощная ВЭС будет производить много шума. Для минимизации его влияния рекомендуется делать опоры повыше. Кроме того, установка мощной ВЭС может вызвать недовольство соседей. Если таковые проживают в непосредственной близости, с ними придется договариваться.

Суммарные затраты на введение в строй СЭС или ВЭС примерно одинаковы и составляют порядка $800 – 1000 на 1 кВт мощности. Производительность такой станции, в зависимости от внешних условий, составит 1,0 – 1,4 МВт*часов ежегодно.

Что лучше – ветрогенератор или солнечная батарея? Разбираемся с техническими особенностями

Если производительность СЭС зависит от яркости солнца, то ветряков – от скорости ветра. Номинальный КПД современных солнечных батарей составляет 18 – 24%, но при недостаточности освещения он значительно снижается. КПД ветряков еще выше и достигает 40%. Однако скорость ветра такой силы – редкость, и она также не постоянна.

Производительность ветряков. Опытным путем установлено, что использование ветряков вместо солнечных панелей целесообразно в регионах, где среднесуточная скорость движения воздушных масс равна не менее 9-10 м/сек. При 6-7 м/сек. эффективность ВЭС сравнивается с таковой у СЭС, а при 3 м/сек. снижается до 8%.

Поскольку затраты на ветрогенератор и солнечные батареи сравнимой совокупной мощности примерно равны, целесообразность выбора ВЭС диктуется только розой ветров региона.

Производительность фотовольтаики. В отличие от ветряков, фотоэлектрические панели следует выбирать сразу по нескольким параметрам. Связано это с тем, что разные типы панелей равной мощности имеют неодинаковую производительность в зависимости от ряда условий.

• Монокристаллические Mono-Si – рекомендуется использовать только при возможности ориентации строго на юг и оптимальных углах наклона, который могут обеспечить поворотные трекеры. В противном случае их максимальный расчетный КПД для идеальной освещенности упадет до показателей, уступающих прочим разновидностям батарей.
• Поликристаллические Poli-Si – эти панели дешевле и менее чувствительны к оптимальному азимуту и неблагоприятным погодным условиям. Чаще всего выбираются для установки на северо-западных и северо-восточных сторонах кровель, а также при монтаже, не предусматривающем возможности изменения угла наклона.
• Тонкопленочные Cd-Te – наименее зависимы от внешних условий и обладают высокой степенью гибкости, но в то же время и минимальным КПД. Идеальны при необходимости установки на изогнутые поверхности – например, дугообразные кровли некоторых теплиц.

Определяя, что будет лучше для Вашей станции – солнечная батарея или ветрогенератор – следует учитывать все перечисленные нюансы.

Влияние на эффективность особенностей установки

В зависимости от сделанного выбора, владельцу СЭС или ВЭС рекомендуется обратить внимание на следующие правила:

1. Для кремниевых панелей критически важен угол между рабочими поверхностями и направлением солнечных лучей. В идеале он должен составлять 90°, но на практике сохранять такой угол постоянно не представляется возможным. Исключением являются только мощные станции, в которых использование дорогостоящих трекеров с автоматическим слежением за солнцем экономически целесообразно. По этой причине для малых и средних СЭС достаточно направлять панели максимально близко к югу и устанавливать угол наклона, равный географической широте.
2. По возможности зимой и летом угол следует изменять. При этом в высоких широтах ручной поворот осуществляется по оси Восток-Запад, а в низких – по направлению Север-Юг.
3. Доступ к модулям должен быть достаточно удобным. Это упростит уход за ними и автоматически повысит среднегодовую эффективность системы.
4. Для ветровых генераторов главным условием является вынос пропеллера на как можно большую высоту. Во-первых, это понизит общий уровень шума. Во-вторых, средняя скорость ветра возрастает примерно на 30% каждые десять метров высоты независимо от региона.

Надеемся, что информация о том, когда лучше и выгоднее солнечная батарея, а когда ветрогенератор, окажется для Вас полезной.

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.

Для ВЭС:

• Опора вентилятора. Чем она выше и прочнее, тем выше ее стоимость.
• Периферийные кабели и электроника. Они дешевле, чем у солнечных электростанций, но обслуживание ветряков в целом довольно дорого, фотовольтаика же лишена данного недостатка.

Оставьте комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Источник https://mywatt.ru/poleznaya-informaciya/chto-luchshe-vetrogenerator-ili-solnechnaya-batareya

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