Солнечная батарея на крыше дома: расчет, плюсы и минусы

Солнечная батарея на крыше дома: расчет, плюсы и минусы Энергетика

Солнечные батареи на крыше — это отличная возможность получить электрическую энергию с крыши собственного дома и популярность этого способа получения бесплатной солнечной энергии с годами только растет. И именно те, кто не побоится инвестировать деньги в инновационные технологии (установку солнечных батарей на крышу дома), всегда будет только в выигрыше.

На крышах домов в немецких городах можно увидеть множество солнечных батарей. И это не случайно, ведь немцы — народ экономный и расчетливый, а значит, окупаемость подобных проектов настолько высока, что инвестиции в оснащение крыш домов солнечными батареями оказываются весьма выгодными.
Солнечное оборудование на крыше позволяет получать тепло, электроэнергию и. . . дополнительный доход. Специалисты объясняют это следующими соображениями. Расходы на монтаж солнечной батареи на крыше в расчете на производительность 1 кВт/пик (единица фотогальванической мощности) в настоящее время составляют примерно 4000 евро. При условии, что крыша дома обращена на южную сторону и ее уклон подходит для размещения на ней фотогальванического модуля (солнечной батареи), потребитель может получать ежегодно около 1000 кВт/ч электроэнергии.

Каждый 1 кВт*ч, выработанный домашней электростанцией на солнечных батареях для последующей передачи в общественную электросеть, в 2009 году оценивался в 43 цента.

К тому же установка солнечных батарей на крыше — это гарантированный доход на ближайшие 20 лет.

Таким образом, вложив капитал в объеме 4000 евро, можно получать ежегодную прибыль (при регулярном солнечном излучении) 430 евро. А это в два раза больше, чем выручка, к примеру от ценных бумаг.

Дополнительный интерес к инвестированию в солнечные батареи подкреплен и разумной системой налогообложения для данного вида устройств. Когда домовладелец передает излишки произведенной электроэнергии в сеть ее поставщика, он действует как частный предприниматель. Застройщик обязан уплатить налоги с возмещения, получаемого им за передачу электроэнергии. Одновременно домовладелец освобождается от налогов на приобретение, обслуживание и ремонт фотогальванической установки, кроме того, он пользуется льготами при выплате кредита.

Чтобы детально представлять ситуацию, потенциальные инвесторы в сфере инновационной энергетики должны произвести все расчеты и составить смету заранее вместе с консультантом по налогообложению. При этом надо учитывать и преференции индивидуального налогообложения.

Еще один существенный плюс солнечной батареи на крыше дома или дачи — ее экологическая безопасность, что дает правительству возможность экономить на расходах, связанных с защитой окружающей среды. Более того, используя энергию, получаемую от многочисленных частных солнечных установок, государство становится все более независимым от импорта энергоресурсов.

Над созданием дешевых, основанных на наноматериалах солнечных батарей, которые можно печатать, как газеты, или подобно водно дисперсионной краске наносить на стены дома, трудились в течение нескольких лет инженер-химик Brian Korgel и его команда: химик AI Bard и биохимик Paul Barbara, а также специалист по электронике Ananth Dodabalapur (Университет Техаса). Ученые надеются сократить расходы на производство солнечных батарей до одной десятой их текущей цены, так как батареи будут выпускать в виде чернил, состоящих из наночастиц. В 2002 году Korgel придумал чернила на основе кремния. На сей раз он использовал CIGS — полупроводниковый материал, составленный из селена, меди, галлия, иридия, более дешевых и экологичных. Опытные образцы солнечной батареи имеют КПД 1%, однако в дальнейшем КПД планируют увеличить до 10%.

Чтобы солнечная батарея на крыше дома обеспечивала высокую доходность, нужны долговечные фотогальванические модули, вырабатывающие достаточное количество электричества. Эффективность зависит не только от качества отдельных компонентов системы, но и от того, насколько хорошо они согласованы между собой.

Возьмем, к примеру, инвертор. Он преобразует постоянный ток от солнечных батарей в переменный, который затем поступает в общественную электросеть. В небольших установках чаще всего работает специальный инвертор, связывающий с помощью кабеля все подключенные в линию солнечные модули. При этом не каждый инвертор можно комбинировать с разными фотогальваническими модулями, так как все приборы рассчитаны на определенное напряжение. Преобразователь выбирают исходя из размеров установки и высоты входного напряжения. Инвертор, обеспечивающий хороший КПД при небольшой входной мощности (в пасмурные дни, на рассвете), в итоге даже превосходит агрегат, высокая эффективность которого оптимизирована для пиковых областей.

По соображениям безопасности к стандартному оснащению солнечных установок относят и так называемые независимые выключатели постоянного тока. Их монтируют между солнечным генератором (и таким образом соединенными вместе фото-гальваническими модулями) и преобразователем, чтобы иметь возможность его отключения. Это требуется при проведении сервисных или ремонтных работ инвертора.

В больших установках предусмотрена также клеммная коробка генератора. Ее задача заключается в том, чтобы собрать в пучок отдельные линии солнечного генератора и подвести к преобразователю в одном кабеле.

Данное устройство также обеспечивает защиту от скачков напряжения. Оно защищает все электрические и электронные компоненты от высокого электрического напряжения, например, от разрядов молнии вблизи установки. Солнечная установка комплектуется также электросчетчиком и стренгами кабелей, с помощью которых соединяются различные элементы. И хотя фото-гальванические модули, как правило, оснащены кабелями, их часто не хватает при монтаже. Приобретая кабель, следует обращать особое внимание на его качество (класс защиты II, двойная изоляция от ультрафиолетовых лучей), чтобы падение напряжения на всем протяжении кабеля не превышало 1%.

Специальный солярный кадастр Германии — это карта, которая помогает домовладельцам оценить, насколько поверхность их крыши подходит для размещения солнечной батареи. В создании кадастра приняли участие различные организации, заинтересованные в расширении применения данного оборудования. В настоящее время такой документ имеют несколько городов. Например, солярный кадастр административного центра земли Висбаден позволяет домовладельцам, сделав лишь несколько кликов мышкой, узнать, пригодна ли их крыша дома для монтажа солнечного коллектора или солнечной батареи. На карте представлены значения энергетического потенциала крыш. Цветом указана степень пригодности той или иной из них.

Для каждой крыши рассчитывается количество электроэнергии или тепловой солнечной энергии, которое можно получить с 1 квадратного метра, а также объемы сокращения выбросов С02 в атмосферу.

Андрей Королев

Постоянный автор научно-популярного журнала «Техник». Сотрудник НИИ Точных Приборов. Технический эксперт.

Оцените автора

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: