7 мифов о солнечной энергетике

Поделиться ссылкой на статью

Обновлено 9 января, 2022

Главные 7 мифов о солнечных батареях

По разным причинам в интернете есть много неправильной информации о недостатках или проблемах солнечных батарей. Некоторые заявления о солнечной энергетике приносят вред делу борьбы с изменением климата и за уменьшение токсичных выбросов. Большая часть этой дезинформации и непонимания имеет корни в прошлом веке, когда наземная солнечная энергетика была в самом начале развития. Тогда некоторые из этих утверждения были правдой. Но на сегодня солнечные технологии сильно развились, стоимость солнечных батарей очень сильно снизилась, КПД вырос в несколько раз, а надежность повысилась. Последние события на современном энергетическом рынке  снова привели к дебатам о достоинствах и недостатках возобновляемой энергетики вообще, и солнечной в частности. Поэтому мы постараемся развеять несколько популярных мифов о солнечной энергетике. 

Solar Array Kinglake s.jpg

Миф 1. Солнечные панели никогда не окупаются

Этот миф имеет глубокие корни. Основные причины такого мифа следующие:

  1. изменение цены солнечных панелей
    изменение цены солнечных панелей 1976-2020
    Солнечные панели когда-то были действительно очень дороги и позволить себе могли их разве что только космонавты. Однако в последние десятилетия их стоимость стремительно снизилась со 100 долларов за ватт в 1990 году до 0,2 долларов за ватт в 2020 году. Впечатляющее снижение цены в 2000 раз!
  2. Стоимость энергии от автономной солнечной электростанции с аккумуляторами сравнивают со стоимость электроэнергии от местных электросетей. Это неправильно, сравнивать нужно сопоставимые варианты — то есть, если мы сравниваем цену электроэнергии от солнечных батарей с тарифом на электроэнергию местных электросетей, то нужно считать цену для безаккумуляторных установок. Ведь если будет авария в электросетях, вы останетесь без электричества, и если вы этого не хотите — вы ставите резервный генератор или аккумуляторы.
    Поэтому если сравнение со стоимостью тарифа на электроэнергию — то только для безаккумуляторной сетевой солнечной электростанции. Именно для них приведены сроки окупаемости ниже (3-7 лет). Если вы вдруг захотите посчитать «окупаемость» для аккумуляторной системы в сравнении с розничным тарифом на электроэнергию — то никогда не выйдете «в плюс». 
  3. Окупаемость автономной солнечной электростанции нужно считать в сравнении с альтернативным вариантом — электроснабжением от генератора (это практически единственная альтернатива, периодическую транспортировку аккумуляторов к станциям зарядки мы рассматривать не будем). В том случае срок окупаемости может быть от нескольких месяцев до 2-3 лет, в зависимости от стоимости топлива, стоимости его доставки на объект и стоимости регулярных капитальных ремонтов жидкотопливных генераторов.    

Если вы спросите какого-нибудь владельца солнечных батарей о том, как работают его солнечные батареи, очень высока вероятность того, что у него счета за электроэнергию сильно уменьшились. Более того, те, кто заметил большую экономию, скорее всего точно знает сколько и на что уходит потребления электроэнергии, и в какое время это происходит. Если они не используют электросети как бесплатный аккумулятор в рамках Закона о микрогенерации, то, скорее всего, такие владельцы солнечных батарей стараются совместить максимум потребления энергии с максимумом генерации от солнечных батарей. Например, можно запускать стиральную машину, посудомойку или нагрев воды в пиковые часы генерации около полудня. Все это повышает долю «самопотребления» и улучшает экономические показатели солнечной электростанции. 

Срок окупаемости солнечной электростанции для большинства домохозяйств составляет 5-7 лет. Для предприятий и организаций, которые потребляют электроэнергию в дневное время, срок окупаемости может сократиться до 3-4 лет.  В обоих случаях, с учетом срока службы солнечной электростанции в 30 лет, сроки окупаемости очень привлекательные. Именно поэтому все больше и больше людей и владельцев организаций устанавливают себе на крышах солнечные батареи. Более подробно про цены на солнечные электростанции читайте тут.

Неправильно установленные солнечные батареи подпитывают этот миф

Часто можно видеть солнечные батареи на крышах, которые затеняются дымоходами, вентиляционными шахтами, ветками деревьев или просто архитектурными элементами. Часто люди делают себе сложные крыши с ломаными поверхностями  — может они для кого-то и смотрятся красивыми, но для солнечных батарей такие сложные поверхности только вредят. Дело в том, что в большинстве случаев солнечные панели соединяются в цепочки по 3-20 штук. Затенение одной из панелей ведет к падению мощности всей цепочки. Если панели направлены в разные стороны и под разными углами к Солнцу — это тоже плохо.

Shaded solar panel reduce efficiency окупаемость солнечных батарей,солнечные батареи для дома,утилизация
Пример частичного затенения солнечной батареи

В таких случаях существенного снижения расходов на электроэнергию вы можете не увидеть. Конечно, можно попытаться исправить ситуацию за счет применения микроинверторов, DC оптимайзеров на уровне каждой панели — но это дополнительные расходы, которые не улучшают экономические параметры вашей солнечной электростанции. 

Большие домохозяйства могут потреблять много электроэнергии (30-50 кВт*ч в день) для обогрева помещений, бассейна или получения горячей воды. В таких случаях солнечная электростнация типичной мощностью в 3-5 кВт будет недостаточна, и экономия в счете за электроэнергию будет незначительной. В таких случаях нужно устанавливать гораздо более мощные солнечные батареи. При этом нужно не забывать, что в России Закон о микрогенерации допускает подключение к сетям возобновляемого генератора мощностью не более 15 кВт (обычно 3 фазы по 5 кВт).

Все выше перечисленное — еще один аргумент обращаться к профессиональной компании, которая правильно спроектирует вам солнечную электростанцию и правильно расположит солнечные панели на вашей крыше. Часто продавцы, которым нужно просто продать вам оборудование, не беспокоятся о таких «сложностях» и то, как у вас будет работать система их не волнует — они вам просто пообещают «нулевые счета за электроэнергию». Экономия при обращении к таким неквалифицированным или недобросовестным продавцам выйдет вам боком. Выбирайте поставщиков с опытом и твердой репутацией.


Миф 2. Солнечные батареи увеличивают цену на электроэнергию для тех, у кого их нет

Это распространенное заблуждение, и часто оно нивелирует многочисленные преимущества от установки солнечной электростанции на крыше вашего дома. В России становится все больше и больше солнечных батарей на крышах домов и на малых предприятиях, но далеко не все могут себе их позволить. Это привело к тому, что возникло поверье, что солнечные электростанции ведут к увеличению стоимости электроэнергии для тех, у кого их нет.  На самом деле ситуация как раз противоположная.  

Солнечная генерация снижает пиковую  нагрузку на электросети — как известно, пик потребления обычно приходится на дневное время, потому что в этом время работают предприятия — основные потребители электроэнергии. Снижаются потери на передачу энергии и расходы на ее распределение, которые составляют зачастую более 50% от тарифа. Если в районе будет много солнечных электростанций, это приведет к снижению потерь в линиях электропередачи и трансформаторных подстанциях, и в следующем периоде поставщик электроэнергии обязан будет пересчитать тарифы в сторону уменьшения для всех потребителей. 

Более того, известно, что потребление энергии людьми постоянно увеличивается. Большее потребление требует строительства более мощных линий электропередачи и дополнительных трансформаторных подстанций. В регионах, где пик потребление приходится на летние месяцы (например, в южных районах, с пиком потребления на кондционирование), массовая установка солнечных батарей может устранить необходимость строительства новой инфраструктуры для распределения энергии, что также может предотвратить повышение тарифов на электроэнергию для всех.


Миф 3. Солнечные панели не работают при высоких температурах

На самом деле эффективность солнечных панелей снижается при высоких температурах, но не очень сильно. КПД солнечных панелей хоть и снижается, но они не перестают работать даже при высоких температурах. Номинальная мощность солнечных панелей приводится при 25°C. В реальности панели на солнце нагреваются примерно на 20 градусов выше температуры окружающего воздуха. То есть при 25°C панели нагреются до примерно 45°C (зависит от ветра и способа установки солнечных панелей. Это снизит КПД солнечных элементов на 8-10% от номинала. В очень жаркий день с температурой 40°C и выше солнечная панель может потерять до 12% — 18% номинальной мощности.

Thermal Infrared image solar panel temperature 2.jpg

Потери мощности определяются термическим коэффициентом мощности. Типичное значение этого коэффициента -0,35…-0,4% на 1 °C (то есть мощность будет уменьшаться при температурах выше 25°C и увеличиваться при температурах ниже 25°C). Монокристаллические панели имеют коэффициент меньше и работают лучше при высоких температурах, чем поликристаллические. Самые лучше в этом отношении — современные IBC и HCT солнечные элементы


Миф 4. Солнечные панели работают только на ярком солнце и не работают в облачную погоду

Солнечные панели не прекращают генерацию при облачной погоде. Влияние облачности на выработку солнечных батарей подробно рассмотрено в нашей статье «Облачность и препятствия«. 

Solar cloudy weather problem.jpg

Облака иногда даже повышают выработку электроэнергии солнечными батареями за счет отражения солнечного света. Этот эффект можно наблюдать ранним утром или вечером, когда солнечные лучи не попадают напрямую на поверхность панелей, но отраженные от облаков попадают.  Такой эффект может наблюдаться и в дневное время.


Миф 5. Сетевые солнечные электростанции будут работать при авариях в электросетях

Работать будут солнечные электростанции с аккумуляторными батареями. Но безаккумуляторные СЭС при пропадании сетевого напряжения тоже не будут работать, потому что для их работы нужно опорное напряжение. Все сетевые солнечные инверторы имеют функцию отключения генерации при пропадатии этого опорного напряжения. Это сделано для целей безопасности, чтобы солнечне электростанции не представляли опасности для работников электросетей, которые ведут ремонтные работы на линиях электропередачи.

Мы предлагаем решения как безаккумуляторные, так и с аккумуляторами. Подробно особенности работы каждой из систем описаны в статье «Собственная солнечная электростанция» и «Методы построения гибридных систем«.

Если у вас перебои в сетях редкие и кратковременные, нет смысла устанавливать аккумуляторные солнечные электростанции. Достаточно небольшой инверторно-аккумуляторной системы для резервного электроснабжения, а солнечную электростанцию сделать безаккумуляторной сетевой. Сетевые системы окупаются за то время, которое мы указали при рассмотрении Мифа 1. Аккумуляторные системы окупаются только если они автономные, то есть там, где сети нет вообще, и сравнение стоимости производится с генераторами или прокладкой новой линии электропередачи.

Примеры различных комплектов есть в нашем Интернет-магазине — как с аккумуляторами, так и без аккумуляторов.


Миф 6. При производстве солнечных панелей потребляется больше энергии, чем они могут сгенерировать за свой срок службы

При своей работе солнечные панели не производят вредных выбросов и парниковых газов, но при их изготовлении используются различные материалы — такие как стекло, алюминий, кремний, пластик и т.п., при производстве которых были затрачены определенные ресурсы энергии и сырья. Энергию, затраченную на извлечение, очистку, транспортировку и переработку сырья в конечный продукт, называют «производственными энергозатратами». Типичная солнечная панель компенсирует «производственные энергозатраты» в течение 3-4 лет, но этот срок постоянно сокращается вместе с увеличением КПД солнечных элементов и считается, что для новых солнечных панелей он уже составляет менее 2 лет. 

Close up of common silicon crystalline solar cells made mostly from high purity silica sand.

Эти расчеты подтверждаются многими исследованиями (см. список литературы в спойлере ниже).  Учитывая, что срок службы солнечных батарей составляет более 30 лет, можно сделать вывод, что солнечные панели за свой срок службы вырабатывают в 10-20 раз больше энергии, чем было затрачено на их производство, и позволяют сократить выбросы многих тонн вредных и парниковых газов.  


Миф 7. Солнечные панели нельзя утилизировать и они токсичны

Это утверждение было верным для уже практически исчезнувших с рынка тонкопленочных «аморфных» солнечных панелей. Эти панели, продававшиеся в начале двухтысячных годов, быстро устарели и были вытеснены с рынка намного более эффективными панелями из кристаллического кремния. 

Эти старые солнечные панели содержали остаточные следы кадмия. Более того, если их не разбивать на мелкие кусочки, утечка кадмия из них мизерная. Вообще, гораздо больше отравляющих и вредных веществ содержится в любой бытовой электронике (включая телевизоры, компьютеры и смартфоны), которая выбрасывается на свалки в гораздо больших количествах, чем солнечные панели.

Common solar panel construction using typical silicon crystalline solar cells made using silica sand.

Около 96% всех солнечных панелей, установленных в мире, сделаны из кристаллического кремния, энкапсулированного между полимерным материалом и защищенным стеклом и алюминиевой рамой. Это не токсичные материалы (за исключением мизерных количеств свинца, используемого при пайке элементов — да и то, последние технологии позволяют обойтись вообще без пайки элементов). 

Большинство солнечных электростанций продолжают работать, потому что установлены менее 20-30 лет назад. Однако в ближайшие 10-20 лет вопрос утилизации и повторной переработки старых солнечных панелей возникнет, потому что тысячи СЭС будут требовать замены солнечных панелей на новые.

Переработка отработавших свой срок солнечных панелей — это новая, зарождающаяся индустрия. Легко отделяются алюминиевые рамы — их перерабатывают вместе с алюминиевыми монтажными конструкциями. Остальные части извлечь труднее, но технологии переработки постоянно развиваются. Многие крупные производители солнечных панелей объединились в некоммерческую организацию по утилизации солнечных панелей PV Cycle organisation.

По утилизации солнечных панелей читайте наш статью «Как умирают солнечные панели?»

Примеры компаний, занимающихся утилизацией солнечных панелей:

  • В Австралии ReclaimPV. http://reclaimpv.com/

  • В Европе компания по переработке отходов Veolia открыла специализированную фабрику для утилизации солнечных панелей на юге Франции, где утилизируются 95% материалов

Эта статья прочитана 4028 раз(а)!

Продолжить чтение

  • 80
    Основы фотоэнергетики (Содержание)Что такое солнечные элементы, модули, инверторы, контроллеры, электростанции? Солнечная энергетика становится мейнстримом современной энергетики, и с каждым годом вызывает все больший интерес. Фотоэлектрическая энергетика - новая отрасль, которая стремительно развивается и уже сейчас современный мир невозможно представить без солнечных фотоэлектрических…
  • 74
    Утилизация солнечных панелейЕсть ли вторая жизнь у солнечных панелей? В последние годы наблюдается активное развитие солнечной энергетики во всем мире. Этот тренд сопровождается реальным желанием использовать природные возобновляемые источники энергии с выгодой для населения стран, но без нанесения урона для окружающей среды. В…
  • 74
    Фотоэлектрические модулиФотоэлектрические модули (солнечные панели) Солнечные панели состоят из солнечных элементов. Так как один солнечный элемент не производит достаточного количества электроэнергии для большинства применений, солнечные элементы собираются в солнечных модулях для того, чтобы производить больше электричества. Модули производятся из псевдоквадратных или…
  • 72
    Cast Mono солнечные панелиСолнечные панели из литого монокристалла - что это? Статья дополняет нашу основную статью - "Выбор солнечных панелей: моно или поли?". Вы, наверное, слышали про монокристаллические и поликристаллические солнечные панели. Сейчас появился третий тип ‘cast-mono’ (литой монокристалл). Что же это за…
  • 65
    Тонкопленочные модули из аморфного кремнияТонкопленочные фотоэлектрические модули из аморфного кремния Тонкопленочные технологии часто рассматривают как будущее фотоэлектрической энергетики, несмотря на то, что в настоящее время более 90% всех производимых в мире солнечных модулей - кристаллические. Тем не менее, технологии тонкопленочных модулей развиваются очень быстро,…
  • 62
    Срок службы солнечных батарейСколько лет работают солнечные батареи? Солнечные батареи были испытаны в полевых условиях на многих установках. Практика показала, что срок службы солнечных батарей превышает 30 лет. Фотоэлектрические станции, работающие в Европе и США около 25 лет, показали снижение мощности модулей примерно…
Реклама

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *