Солнечное отопление частного дома: попытка реализации

Где взять дрова?

Ломаю голову: где доставать дрова. Живу-то под Одессой, в степном краю, леса на сотни вёрст не встретишь. Каждая щепка стоит больших денег. Зима не за горами, с поставкой газа на Украину полный тупик, а дом мой отапливается газом. Вероятнее всего замерзать придётся или ставить на кухне «буржуйку» времён Великой Отечественной. Между тем дни летят, приближая холодные месяцы. Написал о своих проблемах одному знакомому из России и получил по электронной почте ответ: «На твоём месте я бы использовал одесское солнце, а не искал дрова в знойной степи».

Поистине, всё гениальное – просто до удивительного! Поставь на своей усадьбе солнечную электростанцию – и вся недолга! Даже проще – мне на первое время подошёл бы всего лишь солнечный коллектор, нагревающий воду.

Поблагодарил друга за подсказку и начал действовать. Нашел в поисковике дюжину фирм, торгующих солнечными установками, взял авторучку и позаписывал данные о всех видах солнечных электростанций. Цифры, конечно не обрадовали… И вот какая картина появилась на моём идейном горизонте.

На бумаге-то гладко, а реально …

Эти жизненные фокусы мне знакомы. Блеснёт мысль, а начинаешь в подробности вникать – столько проблем появляется. Не всё так просто, как вначале кажется. Расскажу о солнечных электростанциях, которые можно купить в Одессе. Их оказалось так много, что глаза разбежались. Имею в виду, много разновидностей: башенные, тарельчатые, фотобатарейные, параболические, комбинированные, аэростатные, солнечно-вакуумные.

Какие выбрать для себя? Это первый вопрос, на который я попытался ответить. Ведь 120 квадратных метров моего дома зимой обогреть не просто.

Начну по порядку. Башенные солнечные электростанции имеют вышку (башню), на которой размещён бак с водой чёрного цвета для лучшего поглощения солнечного света. Внутри расположен насос для доставки пара к генератору. Вокруг башни на небольшом расстоянии зеркала, направляющие лучи на резервуар с водой (фото 1).

Фото 1. Солнечная электростанция башенного типа

В безоблачный день температура в баке доходит до 700 градусов. КПД таких станций довольно высокий – около 20% Такая солнечная установка для меня не подходит. Слишком громоздкая и мощная. Мне бы что-то поменьше и подешевле. О цене поговорим позднее.

Продолжаю изучать типы солнечных электростанций дальше. Тарельчатая (фото 2).

Фото 2. Тарельчатая солнечная электростанция

Похожа по принципу работы на башенную, но имеет некоторое конструктивное отличие – отражатели солнечных лучей состоят из отдельных самостоятельных модулей. Для дома не подходит: большую площадь требуют.

Фотобатарейные электростанции состоят из самостоятельных модулей и мощность такой станции можно регулировать их количеством. Могут применяться как на малых, так и на крупных объектах. Фотобатареи (модули) можно установить на крыше дома, гаража, подсобных помещений – везде, где душе угодно. Главное, можно рассчитать требуемую для дома мощность и купить столько модулей, сколько надо. Не больше и не меньше. Такая станция подходит.

Теперь задача – рассчитать, сколько же надо купить батарей (модулей), чтобы установка могла «потянуть» отопление дома. То есть, в каком комплекте должна быть моя солнечная электростанция.

Конечно же, лучше всего положиться на профессионалов. Любая фирма делает расчёт комплектации бесплатно. Однако, нелишне, хотя бы поверхностно, самому разбираться на уровне дилетанта. Воспользовался рекомендациями на этом сайте.

Перво-наперво, надо знать количество суточного потребления энергии. Выписываю суточные показания своего электросчётчика в течение недели и узнаю среднее количество потребляемой энергии за сутки. У меня получилось 12 квт.

Второе: определяю, какова сила солнечных лучей в данной местности. Для чего захожу в интернете «поиск города по названию». Инсоляция солнца в разных точках планеты различна.

Захожу, чтобы узнать, каков ежемесячный результат солнечного облучения на квадратный метр в день в Одесской области. От 3 до почти 6-ти квт/час приходится на 7 месяцев – с марта по сентябрь включительно. Остальные пять месяцев, когда особенно понадобится тепло, особо на солнце Одессы рассчитывать не приходится.

Слишком туманные деньки, в полном смысле этого определения, стоят над солнечной пальмирой в это промозглое время. Редкие просветы радуют ослепительным зимним солнышком, затем снова наступают хмурые дождливые сутки. Такова южная причерноморская зима. Порой без снега, но сырые ветры с моря до костей пронизывают насквозь.

Например, самым серьёзным месяцем, судя по таблице гелиообстановки в Одессе, считается декабрь. Чуть больше одного киловатта приходится солнечных лучей на квадратный метр в день. Исходя из этого считаю, сколько же надо в это время установить модулей, чтобы получить требуемые для моего дома 12 квт/час энергии за сутки в это время года?

Беру из таблицы цифру солнечной радиации за данный месяц и делю его на 1000. Получается число пикочасов — условного времени, за которое светило выдаёт 1000 Вт на квадратный метр. Теперь смотрю описание модуля, который хочу приобрести, где обязательно указана его мощность, как отдельной единицы в солнечной установке.

Выбранный мной модуль имеет мощность 100 ватт. Остаётся поставить полученные цифры в готовую формулу и получим требуемый результат. Формула задана расчётами учёных, по ней рассчитывается энергия, которую можно получить от выбранного модуля: W = k * Pw * E / 1000, где k – постоянное число — 0,5 летом и 0,7 зимой. Pw – мощность выбранного модуля (в моём случае – 100 ватт), E – инсоляция из таблицы – 1,04 и полученный результат делим на тысячу. Получаем 0,07 квт/час.

Таким образом, чтобы получить требуемые 12 квт/час в сутки, надо иметь в зимнее время 100-ваттовых модулей 171 штуку. Стоимость одной примерно 4.5 тысячи рублей. Умножаем на 171 и получаем кругленькую сумму, приведшую меня в ступор – почти 770 тысяч рублей, или по украинским меркам 248 тысяч гривен. Сумма, которая у меня отродясь в кошельке не водилась.

И какой же вывод делаю?

По причине того, что Россия и бывшие союзные республики находятся намного ближе к северу, нежели к экватору, то получение энергии от солнца в течение года довольно непостоянно. В весенне-летний период энергии по той же Одесской области получаем в пять раз больше, чем осенью-зимой. После чего, как житель юга Украины, делаю для себя два вывода.

Вывод 1. Необходимую для дома и подъёмную по цене солнечную электростанцию есть возможность установить только для весенне-летнего сезона. Только за эти полгода солнечных дней энергия солнца может принести ощутимую пользу. И существует гарантия почти 100-процентных солнечных дней в этот период.

Вывод 2. Если развить аппетит и начать устанавливать солнечную электростанцию для круглогодичного пользования, то она, во-первых, выльется в кругленькую сумму, да плюс ко всему никто не даст гарантии для полноценного получения требуемой энергии. Ни один профессионал не будет гарантировать вам солнцепёк все 365 дней в году.

В связи с этими выводами принял такое решение: начать установку солнечной электростанции с малого. Сначала купить один-два модуля, через несколько месяцев, по мере накопления денег, приобрести ещё два-три и таким образом довести количество модулей до требуемой мощности. А чтобы не оставаться в накладе, решил установить на весенне-летний период ещё и бачок на 200 литров для нагрева воды. Установлю несколько обыкновенных настенных зеркал, направленных на бачок с таким расчётом, чтобы в разное время дня какое-то из зеркал отражало лучи солнца на бачок.

Из собственной практики устройства летнего душа знаю, что даже без зеркал вода в плоском резервуаре ёмкостью 200 литров нагревается выше 30 градусов. Таким образом, солнце надо использовать разносторонне, разнопланово, исходя из собственных финансовых ресурсов. В любом случае, экономия и помощь небесного светила будет огромна для семейного бюджета. А если сюда подключить ещё энергию ветра!

Позднее убедился в правильности своего решения. Ведь фактически я решил установить комбинированную солнечную электростанцию, которую практикуют во всём мире специализированные фирмы. Они совмещают два-три типа станций. К примеру, на одной территории устанавливаются станции тарельчатого типа, параболические и простые солнечные, какие я выбрал для своего дома.

Таким же образом в комбинированных устройствах могут присутствовать простые аппараты для нагрева воды, типа моего летнего душа. Именно в этих технических комбинациях и заключается вся суть сборных конструкций солнечных установок. Да плюс энергия ветрогенераторов…

Приступаю к комплектованию установки

Прежде чем комплектовать, надо уточнить, из чего должна состоять солнечная станция. Для отдельного загородного дома, к примеру. Перечисляю:

  1. Батарея или фотоэлектрический модуль (как вам нравится – так и называйте);
  2. Аккумулятор для длительной работы потребителей, который может давать ток продолжительное время без подзарядки;
  3. Зарядно-разрядный контроллер для аккумулятора;
  4. Аппарат для бесперебойного питания (иначе – инвертор);
  5. Нелишне иметь резервный источник питания (обыкновенный бензиновый генератор);
  6. Подзаряжающее устройство для аккумулятора;
  7. Индикатор, кабель, заземление.

Стоимость самого простейшего оборудования для освещения территории участка в 10 соток четырьмя лампами мощностью в 10 ватт обойдётся около 17 тысяч рублей.

За монтаж берут в зависимости от расположенности объекта и степени сложности. Обычно цена монтажа определяется двадцатью процентами от стоимости оборудования. Монтаж солнечных батарей, как правило, составляет 20-30% от их цены.

Как видим, расходы на установку системы зависят от многих обстоятельств и рассчитывать их надо конкретно в каждом отдельном случае.

Итак, выбор сделан – поставлю гибридную или ветросолнечную электростанцию, которая даёт больше гарантии подачи электроэнергии в отсутствии солнца. Нет солнца – есть ветер.

Но поскольку я сам не очень силён в технике, то постарался убедить своего соседа-электрика вместе со мной начать установку солнечной электростанции. С ним я не пропаду.

Чем ещё мне понравилась такая установка. Её можно постепенно наращивать до той мощности, которая требуется для моего дома. То есть, планомерно увеличивать количество модулей, аккумуляторов. По финансовой возможности можно покупать по одному модулю и последовательно подсоединять их к остальным солнечным батареям.

Очень важную функцию играет аккумулятор (или несколько). Чем больше их суммарная ёмкость, тем продолжительнее можно пользоваться накопленной за солнечный день электроэнергией. Чем больше поставим модулей, тем быстрее заряжаются аккумуляторы. Такова простейшая зависимость оборудования.

Самый простецкий аккумулятор для индивидуального солнечного электроснабжения – это свинцово-кислотный. Но я склонен покупать более дорогой и энергоёмкий аккумулятор, например, никелево-кадмиевый. Первый стоит примерно около 4 тысяч рублей, цена второго доходит до 10 тысяч. Но он того стоит.

Что касается солнечной батареи, то мой выбор пал на модуль мощностью 80 ватт. Стоит он около 5.5 тысячи рублей. Появятся деньги – буду постепенно приобретать ещё и хочу довести общее количество до шести. Этого вполне будет достаточно, чтобы я мог работать дрелью, включать телевизор на несколько часов, работать за компьютером, освещать комнаты и задействовать холодильник.

Таков мой план на ближайшее будущее. Это первый шаг отказа от централизованной подачи электроэнергии и переход на бесплатную солнечную энергию. По моим подсчётам, установка окупится за 7-8 лет, после чего я буду пользоваться электричеством, подаренным мне самой матушкой-природой.

В.Васильев

Не все приходят к таким печальным выводам. В следующем видео показана 15-ти кВт-ная станция, установленная в частном доме. Использованы солнечные панели, аккумуляторные батареи и солнечный коллектор для нагрева воды.

Наверх