Что лучше солнечные батареи или ветрогенераторы

Ветрогенератор или солнечные батареи — что выбрать?

Экология потребления. Усадьба: Для балансировки поступления энергии от альтернативных источников часто возникает желание совместить солнечные батареи и ветрогенератор в одной системе.

Для балансировки поступления энергии от альтернативных источников часто возникает желание совместить солнечные батареи и ветрогенератор в одной системе.

В каких случаях стоит это делать и какой источник альтернативной энергии выбрать, можно понять, рассмотрев плюсы и минусы ветряков и солнечных панелей.

Плюсы солнечных панелей:

• Надежность — качественные панели от известного мирового производителя проработают 25 лет и более, поскольку они не имеют подвижных частей и какой-либо электроники в своем составе, а закаленное стекло, прочная алюминиевая рама и надежная герметизация элементов обеспечивает беспроблемную эксплуатацию панелей в любых погодных условиях при любой температуре.
• Простота установки — при помощи стандартных крепежных комплектов можно легко закрепить панели на крыше или на стене дома.
• Отсутствие необходимости технического обслуживания — единственное, что рекомендуется для увеличения выработки энергии, это раз в год вымыть поверхность солнечных панелей моющим средством для стекла, но и это не обязательно.

Минусы солнечных панелей:

• Низкая среднесуточная выработка электроэнергии в зимнее время — в 5-10 раз меньше, чем летом для средней полосы России, в 2-3 раза меньше — для южных регионов и полное отсутствие выработки зимой в северных регионах за полярным кругом. Для компенсации недостатка электроэнергии необходимо использовать дизель-генератор, бензогенератор или ветрогенератор.
• Сильная зависимость выработки электроэнергии от погоды. В облачную погоду выработка снижается до 5-20% по сравнению с безоблачной солнечной погодой. Однако, устранить эту зависимость в автономной солнечной электростанции можно применив аккумуляторы повышенной емкости, обеспечивающие запас электроэнергии на 5-7 дней.

Плюсы ветрогенераторов:

• Выработка электроэнергии не зависит от времени суток и времени года, если есть ветер.
• В местности, где часто дуют ветры (в горах, в степях, на берегах рек и морей), ветряк может выработать значительное количество электроэнергии. Однако общая площадь таких мест, населенных людьми, в Российской Федерации составляет менее 1% от всех населенных мест.

Минусы ветрогенераторов:

• Необходимость монтажа на мачте высотой более 25 метров на 99% местности Российской Федерации, поскольку жилая застройка и леса сильно снижают скорость ветра близко к земле — стоимость монтажа ветрогенератора во много раз превысит стоимость самого ветрогенератора.
• При средней скорости ветра в России, равной 3-4 метра в секунду, ветрогенератор будет вырабатывать около 1-3% процентов от своей номинальной мощности. Номинальная мощность ветрогенератора указана для ветра скоростью 10-12 м/сек.
• Отсутствие надежности в сегменте маломощных ветряков мощностью до 10 кВт — большинство дешевых маломощных ветряков не проработает больше 2-х лет без поломок, хотя есть случаи работы ветряков и по 8 лет.
• Необходимость ежегодного технического обслуживания для поддержания ветрогенератора в рабочем состоянии.
• Замерзание смазки при отрицательных температурах приводит к невозможности старта ветряка зимой.
• Свист маломощных ветряков, работающих на высоких оборотах при большой скорости ветра — не доставит удовольствия ни Вам, ни Вашим соседям.
• Низкочастотный инфразвук мощных ветрогенераторов при любой скорости ветра и маломощных при небольшой скорости ветра — как известно, инфразвук оказывает отрицательное влияние на здоровье человека и всего живого. Именно по этой причине промышленные ветроэлектростанции расположены на значительном удалении от жилых массивов.

Подведём итог:

Использование ветрогенератора, как дополнительного источника энергии для солнечной электростанции имеет экономический смысл только в местности, где часто дуют ветры, при условии, что есть возможность его установки вдали от жилья. При этом необходимо устанавливать надежные мощные модели с мощностью от 10 кВт и обязательно проводить их ежегодное техобслуживание. опубликовано econet.ru

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

Что лучше: солнечные батареи или ветрогенератор

Желание перейти на альтернативную энергию часто приводит к размышлениям о том, откуда её получать: солнце или ветер, и если копнуть глубже, то появляется ряд интересных нюансов. Что ж мы с радостью поможем, выбрать один из вариантов: солнечные батареи или ветрогенератор.

Как всё работает

• Солнечные панели состоят из кремниевых элементов, которые преобразуют солнечный свет в электрическую энергию. Обычно один солнечный модуль — это прямоугольная пластина размером около 2000×1000 мм.
• Ветряные генераторы используют ветер для выработки электроэнергии. В основном ветер раскручивает лопасти турбины, вращая вал. Этот вал соединяется с генератором, который преобразует энергию в электричество.

Сравнение солнечной энергии и ветряной

Эффективность

Солнечным панелям требуется максимум солнечного света для выработки наибольшего количества энергии. Точно так же ветряные турбины должны находиться в ветреном месте, чтобы производить много электроэнергии.

Если вы находитесь в регионе, где много солнца без сильных ветров, которые могут поднимать пыль и мусор, вам подойдет солнечная энергия, особенно если есть просторная незатенённая крыша. Если вы проживаете в ветренной местности ветряная турбина может быть более эффективной для вас.

Пригодность для жилых домов

Солнечные панели можно установить практически в любом месте, при условии достаточного количества солнечного света. Однако ветряные турбины не так практичны. Им нужно открытое пространство с минимальной застройкой. Работать они могут только при достаточно сильном ветре, который можно поймать на высоте от 20м.

Ещё один момент против ветряков — это их возможный шум и тени от лопастей. Многих ваших соседей могут раздражать мерцающие тени, падающие на их дома.

Обслуживание

Небольшие ветряные турбины для жилых домов не нуждаются в регулярном обслуживании, так как у них мало движущихся частей. С другой стороны, солнечные панели требуют регулярной чистки, чтобы поддерживать их максимальную эффективность. С панелей необходимо удалять снег, грязь, пыль, листья, птичий помет и другой мусор.

Так что же лучше использовать: солнечные батареи или ветрогенератор?

Из нашей статьи напрашивается вывод, что предпочтение лучше отдавать солнечным панелям. Но всё же главный фактор — это география, климат и условия под домашнюю электростанцию. Местность с регулярными ветрами хорошо подойдёт для эффективного использования ветрогенератора, а в южных регионах с высокой инсоляцией стоит присматриваться к солнечным модулям. Хотя некоторые домовладельцы грамотно комбинируют оба варианта.

Ветрогенераторы или солнечные батареи, что лучше выбрать?

Скачки напряжения в сети и перебои с поставкой электроэнергии способны доставить много хлопот владельцам отдаленных загородных домов или даже парализовать работу фермерского хозяйства, находящегося на отшибе. Покупка отдельных ИБП для циркуляционного насоса, компьютера, котла, кондиционера и холодильника может решить проблему, если электричество включат в течение часа. Отсутствие напряжения в сети в течение суток грозит глобальной катастрофой на местном уровне. Домовладельцы поневоле задумываются о приобретении автономного источника энергии. Дизельный или бензиновый генератор не стоит даже рассматривать ввиду дороговизны топлива, необходимости постоянного пополнения запасов и чрезвычайной опасности пожара. Остается сделать выбор между ветряной и солнечной электростанцией. Изучив требования к установке, особенности монтажа и обслуживания, возможные проблемы и пути их решения и сопоставив с вашими запросами и местными условиями, можно принимать окончательное решение о целесообразности использования силы ветра или энергии солнца в каждом конкретном случае.

Стоимость оборудования

Для монтажа автономной бытовой электростанции, кроме солнечных панелей и генератора с лопастями понадобится следующее:

• инвертор;
• контроллер;
• аккумуляторные батареи.

Стоимость приобретения и монтажа всего комплекса оборудования при установленной мощности в 20 кВт приблизительно будет равна. Цена ВЭУ будет меньше, однако ее установка обойдется дороже, чем инсталляция солнечных батарей. Существуют сотни вариантов комплектации солнечной и ветряной электростанции для бытового пользования. Однако можно смело сказать, что за 2 миллиона рублей можно заказать «под ключ» современную электростанцию, использующую силу ветра или энергию солнца. Говорить о стоимости 1 кВт в автономной системе некорректно, так как вопрос стоит о наличии или отсутствии электричества.

Срок эксплуатации солнечных панелей больше приблизительно на 10 лет. Окупаемость проекта рассчитать будет проще, если вы имеете приносящее доход приусадебное хозяйство, наладить которое было бы в принципе невозможно без электричества.

Предварительные изыскания и консультации

На установку ветряка должны дать согласие соседи. Данное требование может остановить работы еще в самом начале. Обычно на монтаж ВЭУ решаются домовладельцы, живущие на окраине населенных пунктов и имеющие земельные участки более 1 га, что позволяет не спрашивать мнение односельчан. В любом случае не получиться избежать проведения экологической экспертизы, так как лопасти генератора потенциально опасны для гнездящихся в вашем районе птиц.

Лучше всего устанавливать оборудование на вершине холма, даже если он находится в некотором отдалении от дома и хозяйственных построек. Для изучения ветрового потенциала необходимо предварительно получить данные с предполагаемого места монтажа оборудования. Так как лопасти ВЭУ должны находиться на высоте 25-35 метров, необходимо построить стальную мачту. После получения от специалистов проекта фундамента, можно начинать бурить отверстия. Арматурные каркасы готовятся на поверхности и опускаются перед заливкой бетона. Расчет количества раствора очень важен, потому что весь монолитный слой должен укладываться единовременно. Столь строгие требования связаны с тем, фундамент будет нести значительные нагрузки. Мачта монтируется на болтовых соединениях. На ее вершине устанавливается свободно вертящийся по принципу флюгера анемометр. С момента подключения к компьютеру станции наблюдения за ветром должен пройти 1 год, чтобы получить заключение об экономической целесообразности монтажа ВЭУ. В случае негативных выводов, мачту можно разобрать и продать, а на фундаменте построить подсобное помещение.

Для установки солнечных панелей необходимо выделить участок земли площадью около трех соток, позволяющий расположить каркас, ориентированный строго на юг. Крепить батареи на крыше, располагая свободным пространством во дворе, не имеет смысла. Это обойдется дороже и внесет дополнительные сложности в решение проблемы разворота панелей вслед за изменяющейся траекторией движения солнца по небосклону. Следует заметить, что неправильный угол наклона рабочей поверхности снижает эффективность работы батарей на 30%.

Монтаж оборудования

Установка ветровой электрической установки осуществляется на построенную ранее мачту при помощи крана с телескопической стрелой, длина которой 40 метров. Все работы должны проводиться специализированной организацией, которой дилер дал разрешение устанавливать свое оборудование. Кроме лопастей и генератора на вершине мачты будут установлены датчики направления ветра и электромеханический привод, который предназначен для разворота рабочей части в нужном направлении.

Монтаж солнечных панелей начинается с заливки столбчатого фундамента. К закладным металлическим деталям приваривается швеллер высотой около 2,5 метров. При помощи лазерного уровня размечается точка крепления поворотного каркаса. Монтаж автоматического поворотного механизма будет означать для вас удорожание проекта на 30-40 процентов. В бюджетных бытовых электростанциях угол наклона регулируют вручную, выставляя опорный рычаг на одно из четырех положений в зависимости от времени года. На металлический каркас навешиваются солнечные панели и закрепляются при помощи болтов и гаек. При монтаже конструкции необходимо предусмотреть аварийное положение, в котором она закрепляется в случае объявления штормового предупреждения. Огромная парусность солнечных панелей является серьезной проблемой, поэтому все работы должны осуществляться в полном соответствии с проектом. Вдоль ряда столбов нужно выкопать траншею, куда будет уложен силовой кабель, ведущий к инвертору.

Принцип действия и обслуживание

Благодаря своим аэродинамическим особенностям лопасти ветряной турбины максимально используют силу ветра для вращения. Внутри турбины электромагнитная система преобразует эти вращательные движения в электричество. Поворот лопасти приводит в движение центральную ось, которая соединена с ротором внутри генератора. Магниты, закрепленные по окружности, создают движущееся магнитное поле. Подчиняясь законам физики, электроны в катушках стартера также приходят в движение. Возникает переменный ток.

Техническое обслуживание генератора осуществляется в среднем один раз в год. Оно включает в себя тестирование всех систем и проверку износа механических деталей. Необходимо периодически менять подшипники и смазывать трущиеся части.

Чем сильнее ветер, тем быстрее вращаются лопасти, и больше вырабатывается энергии. Однако при скорости воздушных потоков, превышающей 40 метров в секунду, ВЭУ должна прекратить выработку электроэнергии. Лопасти автоматически переводятся в аварийный режим. Покупка блока управления и системы приводов на случай урагана увеличат сумму сметы, однако рисковать не стоит, даже если в вашей местности смерчи — крайне редкое явление.

Фотоэлектрические панели не имеют трущихся механических частей. Солнечный свет, проникая через первый «дырочный» слой кремния или перовскита, «отрывает» электроны внутри второго слоя материала. Возникает электрическое напряжение.

Учитывая вышеизложенное, все обслуживание должно сводиться к регулярной очистке внешней поверхности от пыли и грязи. Так как каркас установлен на земле, сделать это будет несложно. Манипуляции лучше проводить не реже одного раза в неделю. Учитывая площадь панелей, время уборки не будет превышать 1 час.

Одной из главных проблем эксплуатации солнечных батарей является снижение их эффективности при перегреве рабочей поверхности. Каждый градус нагрева фотоэлемента снижает его отдачу на 1-2%. В последнее время достаточно востребованы на рынке пленки, которые пропускают внутрь панели только фотоны света, не позволяя инфракрасному излучению нагревать кремний. Однако высокая стоимость этих современных покрытий ставит под вопрос экономическую целесообразность их применения.

Познакомившись с особенностями монтажа, эксплуатации и обслуживания ветровой и солнечной электростанции, вы должны ответить на 4 вопроса:

• Есть ли на вашем участке место, соответствующее описанным требованиям?
• Готовы ли вы мириться с шумом, производимым вращающимися лопастями?
• Сколько будет стоить ежегодное сервисное обслуживание оборудования в вашем районе?
• Какая электростанция больше соответствует климатическим особенностям данной местности?

Установив рядом с усадьбой автономную электростанцию, вы перестанете зависеть от перебоев в централизованном энергоснабжении и обеспечите бесперебойное питание для котла, циркуляционного насоса и всех систем жизнеобеспечения.

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.

– 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. – 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.