Охота за светом

Популярные во всем мире накрышные солнечные батареи постепенно приживаются и в нашей стране. Их все чаще устанавливают рачительные владельцы частных отелей, крупных офисных центров, загородных ресторанов. "ДС" подсчитала, сколько реально можно сэкономить на использовании энергии cолнца и как долго будут окупаться инвестиции в солнечные модули.

Вся надежда на светило

Продавцы солнечных батарей, предназначенных для установки на крышах зданий, заявляют о невиданном спросе на свой товар. По данным специализированных компаний, продажи оборудования в прошлом году выросли на 50%. Генеральный директор инжиниринговой компании "Альтернативная энергетика" Виктор Довгань рассказывает, что минувшим летом их фирма распродавала солнечные модули буквально с колес, а в отдельные месяцы наблюдался даже дефицит продукции. Поставщики оказались не готовыми к подобному ажиотажу, поэтому не сформировали нужные складские запасы.

Столь резкий всплеск спроса спровоцировали в первую очередь мелкие и средние предприниматели, в частности, владельцы гостиниц, ресторанов, магазинов, офисных центров. По мере того, как растут тарифы на электроэнергию и газ, им приходится платить за свет все больше, что заставляет задуматься об альтернативных источниках энергии.

И хотя солнечные батареи — удовольствие не из дешевых (за каждый киловатт мощности с установкой придется заплатить в среднем 15 тыс. грн.), бизнесменов раззадоривают заманчивые обещания продавцов, которые утверждают, что окупить эти затраты можно за шесть-семь лет. В дальнейшем же солнце будет работать на клиента абсолютно бесплатно.

Но есть и минусы. Дело в том, что эффективность работы оборудования напрямую зависит от интенсивности солнечного освещения, а оно варьируется в зависимости от региона и времени года. По этому показателю эксперты разделили карту Украины на четыре условные зоны. К первой относится Крым, получающий от светила больше всего энергии (1350 кВт•ч на кв. км в год).

Во вторую (1250 кВт•ч на кв. км в год) входят большинство южных и восточных областей (Николаевская, Запорожская, Днепропетровская, Луганская, Донецкая). Пик активности солнца в этих зонах приходится на период с апреля по октябрь. В третью (1150 кВт•ч на кв. км в год) — западный регион (Львовская, Черновицкая, Ивано-Франковская, Закарпатская, Тернопольская обл.).

Меньше всего солнечного света (1 тыс. кВт•ч на кв. км в год) получает Центральная и Северная Украина, в том числе Киев. Впрочем, даже в не самых солнечных областях эффективно использовать батареи вполне возможно. Для этого предназначены новые, более эффективные установки с поворотными механизмами. Они регулируют угол наклона фотоэлементов, что позволяет им улавливать максимальное количество солнечных лучей.

Ловушка для лучей

Классические солнечные батареи состоят из набора фотоэлементов, улавливающих свет, генератора постоянного тока, устройства контроля заряда и инвертора, который преобразует постоянный ток в переменный. Главная составляющая, которая больше всего влияет на стоимость оборудования и его производительность, — фотоэлементы.

Большинство отечественных продавцов предлагают системы с монокристаллическими, поликристаллическими элементами, тонкопленочными фотовольтажными модулями и батареями из аморфного кремния. Последние — самые малопроизводительные (их КПД едва дотягивает до 10%), но и самые дешевые (от 5 тыс. грн./1 кВт мощности). Поликристаллические гарантируют КПД уже в 16%, но за каждый киловатт мощности батареи придется заплатить не менее 10 тыс. грн.

Как правило, их устанавливают в теплицах, офисах, жилых домах и пр. В монокристаллических фотоэлементах коэффициент полезного действия достигает 20% (благодаря особой структуре материала электроны можно заставить двигаться быстрее). Кроме того, монокристаллические фотоэлементы, как правило, снабжены противоударным антибликовым стеклом, что не только делает их крепче, но и позволяет сократить потери солнечной энергии. Такие батареи просты в установке и считаются одними из самых надежных и долговечных. Средняя стоимость монокристаллического блока за 1 кВт мощности также оценивается в 10 тыс. грн.

В тонкопленочных фотовольтажных модулях коэффициент полезного действия достигает 25%, и они способны генерировать энергию в больших объемах, что важно для крупных туристических комплексов и офисных центров. Кроме того, они могут вырабатывать энергию даже при рассеянном солнечном свете и в пасмурную погоду, что проблематично для остальных фотоэлементов. Еще одно достоинство этого оборудования — оно достаточно недорогое (порядка 8 тыс. грн. за 1 кВт мощности).

Как и в любой другой технике, надежность и эффективность гелиосистем во многом зависит от имени производителя. На сегодняшний день отечественные специализированные компании предлагают продукцию самых разных брэндов. В эконом-сегменте (до $100 за блок) представлен преимущественно китайский товар.

Крупнейшими производителями в Поднебесной считаются компании Suntech Power Holdings Co, Trina Solar, JA Solar Holdings, Yingli Green Energy и пр., но с каждым годом появляется все больше мелких фирм, чему способствуют государственные льготы для этого бизнеса. Но низкие цены на китайские батареи объясняются не только субсидиями.

Очень часто фотоэлементы, даже заявленные по паспорту как монокристаллические (некоторые производители, чтобы запутать покупателей используют схожий термин — мультикристаллические), изготавливаются из аморфного кремния не самого высокого качества, что сказывается на их КПД. Вместо ожидаемых пользователем 20% на практике такая батарея выдаст не более 10–14%.

Эксперименты с материалами снижают и срок эксплуатации китайских систем. Если для монокристаллов от именитых марок он составляет 25 лет и более, то "китайцы" прослужат вдвое меньше. Дело в том, что многие заводы максимально утончают батареи, что при значительных ветровых нагрузках, которыми, к примеру, отличаются восточные области Украины, приводит к их растрескиванию. Отремонтировать же испорченные системы зачастую попросту невозможно.

В списке наиболее крупных отечественных производителей солнечных установок и комплектующих столичные компании "Квазар", "Пиллар", "Пролог Семикор", севастопольская "Афрос", запорожская "Синтек", днепропетровская "Атис-Групп". Средняя стоимость одного блока украинского производства в зависимости от мощности варьируется от $110 до $270. Но в последние годы в стране появилось множество "гаражных" производителей, собирающих батареи из тех же китайских комплектующих с соответствующим качеством.

Пожалуй, одним из наиболее неприятных сюрпризов со стороны недорогих блоков является постепенная потеря их мощности. К примеру, если в первый год эксплуатации система работает строго по паспортным параметрам, то уже на второй этот показатель может снизиться до 90%, а через четыре-пять лет — до 60%. Это не только заметно увеличивает срок окупаемости оборудования, но и чревато перебоями с электричеством, что заставляет собственника либо докупать новые блоки, либо задействовать другие источники электроэнергии (попросту говоря, возвращаться в общую сеть).

Самыми надежными на сегодняшний день считаются батареи европейского и японского производства (Schott Perform, Sharp, Sanyo и пр.). Хотя они сравнительно дорогие (от $300– 400 за блок), но позволяют рассчитывать на длительный срок эксплуатации и соответствие заявленным в паспорте техническим параметрам. К примеру, Schott Perform декларирует на свои модели гарантийный срок эксплуатации 25 лет, при этом максимально возможное снижение производительности, как утверждает производитель, не превысит 1%.

Модели также сертифицированы на высокие ветровые и снеговые нагрузки. Sharp делает ставку на технологичность, к примеру, многие его модели оборудованы "обходными" диодами, которые минимизируют потери энергии, когда происходит затенение поверхности фотоэлемента. Для увеличения поглощения света используется специальное антибликовое покрытие, а для увеличения производства электроэнергии — текстурированная поверхность элементов.

Точка отсчета

Солнечные системы могут обеспечить бесперебойную работу лишь в том случае, если их мощность подобрана правильно. В противном случае энергии может не хватать или же она, наоборот, будет производиться впустую. Поэтому перед покупкой оборудования эксперты советуют провести энергоаудит объекта (он обойдется в $400–500, но некоторые фирмы проводят его бесплатно при условии последующего приобретения у них систем).

Если солнечные батареи планируется использовать круглогодично, расчет потенциального производства энергии производят по месяцам с наименьшей солнечной активностью (декабрь и январь). А для использования оборудования только в летний сезон расчеты ведутся по самым "пасмурным" месяцам теплого времени года — апрелю и сентябрю. Следует также учитывать, что реальный КПД большинства систем немного ниже заявленного производителями (как правило, на 1–2%), так как часть лучей отражается от поверхности стекла, закрывающего фотоэлементы.

Количество элементов, которые необходимо установить, определяется в зависимости от потребности в энергии. Если свободного пространства мало, лучше выбирать более мощные батареи. Эффективность солнечных батарей можно увеличить, корректируя угол наклона в разное время суток в зависимости от сезона. К примеру, если поворачивать фотоэлементы вслед за солнцем на протяжении дня (это делает специальный контроллер, отслеживающий так называемую "точку наибольшей мощности"), производство электроэнергии реально нарастить на 30–50%.

Солнечный калькулятор

Пожалуй, главный вопрос, интересующий потенциальных пользователей, — за какое время может окупиться солнечная батарея. Здесь все напрямую зависит от ее класса и солнечной активности в регионе, где она будет установлена. В южных областях Украины вполне реально добиться получения 1,3 тыс. кВт электроэнергии в год с батареи номинальной мощностью 1 кВт, тогда как в Киеве, например, этот показатель может едва достигать 1 тыс. кВт даже при использовании самых современных видов модулей.

И с учетом минимальной стоимости одного киловатта солнечной батареи с установкой всего необходимого оборудования (порядка 12 тыс. грн.), даже если ориентироваться на цену 1 кВт на уровне 1,1 грн. для промышленных потребителей, окупаемость может затянуться более чем на восемь лет.

Впрочем, установка такого оборудования все равно выгодна, если объект находится вдалеке от линии электропередач и для его подключения необходимы затраты, измеряемые миллионами гривень. Это может быть частный особняк, удаленный от цивилизации, либо небольшое предприятие, построенное "в чистом поле" Кроме того, у бизнесменов есть реальные способы существенно сэкономить на покупке солнечного оборудования, а то и вовсе получить его бесплатно.

Подобные проекты финансируют некоторые западные фонды. К примеру, Германское энергетическое агентство недавно установило за свой счет солнечную батарею в Запорожском выставочном центре. А германские компании оплатили оборудование (на 500 тыс. грн.) Харьковскому национальном университету им. Каразина. Правда, на деньги инвесторов могут рассчитывать в основном социально значимые объекты, но шансы получить средства есть, к примеру, у тех же туристических комплексов.

Помимо этого, с 2014 г. предприниматели получат возможность подзаработать, продавая лишнюю солнечную энергию государству по "зеленому" тарифу, который может достигать 4,6 грн./кВт. До недавнего времени мелких и средних предпринимателей сдерживала необходимость получать для этих целей специальную лицензию на производство электричества.

Но последние правки к Закону "Об электроэнергетике" отменили эту норму. Более того, он обязывает энергоснабжающие компании выкупать у частных домохозяйств по "зеленому" тарифу всю избыточную энергию, произведенную накрышными солнечными электростанциями мощностью до 10 кВт и введенными в эксплуатацию с апреля 2013 г.

МНЕНИЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ. Валерий Чалый, собственник отеля "Ковчег" (Черновицкая обл.):

Мы установили солнечные батареи два года назад. Альтернативы, по сути, не было, так как гостиница расположена высоко в горах (г. Мегура, 1313 м). Ближайшая линия электропередач находится от нас на расстоянии 1 км. Чтобы подключиться к ней, нужно было устанавливать трансформаторы и прокладывать 900 м кабеля. Учитывая, что затем все это требовалось передать на баланс местной РЭС, я посчитал, что дешевле и надежнее использовать энергию природных источников.

На сегодняшний день наше энергетическое хозяйство состоит из шести солнечных батарей общей мощностью 1,5 кВт (их покупка и установка обошлись нам в порядка $4 тыс.) и нескольких ветряков. Последние решили поставить, чтобы исключить перебои с элек-троэнергией, ведь солнце есть не всегда. Для дополнительной страховки установлен также дизель-генератор.

Обойтись одними солнечными батареями можно было бы, однако для этого их количество нужно увеличить впятеро, что очень дорого. Сейчас подумываю над установкой еще 10 панелей, обязательно с элевацией (поворотом вслед за солнцем). На это понадобится около $10 тыс., но позволит увеличить производство электроэнергии и разгрузить ветряки, на которые сильный горный ветер зачастую влияет не лучшим образом (они выходят из строя). Солнечные же батареи боятся разве что сильного града.