Популярно о том, как работают солнечные электростанции. Мой первый пост. — ПИПМАЙ: Лучшее со всей сети

Популярно о том, как работают солнечные электростанции. Мой первый пост.

Ну что же. Посмотрел я как тут на Пипке дела, и решил запилить познавательный пост. А то искусства тут навалом, приятно посмотреть, развлекалово тоже есть, а вот с познавательной частью думаю надо помочь.

Долго думал, колебался, сомневался, будет ли это вообще кому-то интересно, но всё-таки в итоге решил написать – а вдруг кому-то понравится?

Итак, мой первый (вообще где-либо) пост – про солнечные батареи и с чем их едят.

Думаю, саму физику процесса выработки электроэнергии из света я пропущу: информации в сети навалом, кто интересовался – узнают, остальные не поймут. В общем, хочу я сегодня написать о более приземленных вещах – о том, как примерно работают домашние и коммерческие системы.

Так вот. Как вы уже догадались, любая солнечная электростанция начинается с панели. Вот такой.

 

Ну и что? - спросите вы. И куда её подключать чтобы вскипятить чайник? А об этом и о многом другом вы узнаете из моего телеграмм-канала. Так, что-то я отвлекся. Ах, да, мы же не на пикабу, поэтому поехали!

Короче, каждая такая панелька умеет вырабатывать немножко постоянного тока (DC). Так где-то в зависимости от модели вольт 30-60 (это в основном, а бывают и меньше, и больше – за сотку даже) и до 17-18-19 ампер – при ярком прямом свете, но большинство сейчас делают до 15. Мощность у средней современной панели будет где-то так ватт 400-500. То есть имеем две-три панели, и можно кипятить тот самый чайник!

А если задаться вопросом, сколько электричества можно получить с какой-то определенной площади?

Тут всё просто: В идеале яркое солнце дает нам киловатт на квадратный метр. Эффективность панелей сегодня что-то порядка 20-25%. То есть в итоге с кв. метра имеем 200-250 Ватт.

Но тут, конечно, есть проблемка. Все эти цифры, которые производители указывают на своих устройствах, правдивы только для Стандартных Тестовых Условий. Этот киловатт на квадратный метр, это тоже оттуда же. Там еще есть про 25 градусов Цельсия и прочая нереалистичная херня.

Вы знаете, я этих СТУ в жизни вживую не смог поймать, хотя и живу в весьма солнечном месте. У меня всё как-то выходило 750-800 Вт/м2, а уж что будет где-нибудь в средней полосе России и представить страшно. Нет, в Австралии, конечно, там и 1100 Ватт может быть, и больше, но таких мест в мире немного. А если еще учесть пасмурные дни, то там вообще караул. В общем, если вы еще не решили, сколько вам на дачу нужно панелей, сразу говорю – ставьте побольше.

Ладно, с самими панелями разобрались. И что дальше?

А дальше мы эти панели берем, и соединяем последовательно вот в такую гирлянду. Вот так.

 

Кто-то может даже вспомнит, что при последовательном соединении складывается что? – правильно, напряжение. Вот тут нужно аккуратнее – в большинстве мест в мире строгие ограничения на то, сколько вольт может быть в такой цепочке. В США это 600 вольт для жилых домов и 1000 для коммерческих строений, в Европе – 1000В для домов и 1500 для остального, а в Азии – как получится. У кого скопировали стандарт, у того так и будет.

Тут вы может подумали, что 1000 вольт — это как-то сильно много, и что с ними вообще делать, когда у вас в розетке 220? Ага, правильно подумали. А еще в розетке переменный ток (AC), а тут, я уже говорил, постоянка (DC). AC, DC … вам это ничего не напоминает? Thunder!..Thunder!..

В общем, по всему выходит, что там должно быть еще какое-то устройство, правильно ведь? А то и напряжение больше чем надо, и эта проблема с AC/DC (боюсь я сегодня уже не выкину эту песню из головы), в общем, нам нужен… внимание… инвертер! Вот, например такой:

 

Или такой, если у вас коммерческая система и панелей столько, что все наши гирлянды из панелей пришлось подключать друг к другу параллельно.

 

Инвертер делает в основном две вещи: конвертирует постоянное напряжение от панелей в переменку, которую можно использовать в быту, и постоянно следит, чтобы нагрузка была ровно такой, чтобы панели всегда работали на максимальной мощности.

А как вы думали – солнце за облака может прятаться и обратно выходить по 20 раз в минуту, и это задача инвертера – следить за этим в реальном времени, и регулировать рабочий режим так, чтобы выход был как можно больше.

Ну что же, с инвертером вроде тоже разобрались, а куда он-то подключается? А вот тут сюрприз: в самой популярной архитектуре в мире, инвертер подключается к городской сети. Да-да, не к батареям (хотя это в последнее время набирает популярность), а именно к сети.

Во многих странах работает такая схема – инвертер пихает энергию в сеть, счетчик (условно) крутится в обратную сторону, а вечером/ночью мы тратим энергию, за которую уже не платим.

Тут, конечно, куча нюансов («но есть, Петька, нюанс»), и всё зависит от страны, субсидий (ага) и т.п. Где-то платят за произведенную энергию, где-то дают баллы, которые через год сгорают, а где-то просто дают по шее ничего.

Аккумуляторные батареи, конечно, тоже никто не мешает поставить, но цены на них сейчас все еще такие, что единственная польза от них – это то, что есть электричество при аварии в сети. Кстати, немного не очевидный факт, но если вы поставили себе систему без аккумуляторов, то если весь район без света, то никакого электричества у вас не будет, даже в яркий солнечный день.

У этого есть многие причины, но основная – это чтобы электриков, которые через два дома от вас работают над проводкой, не убило током. Потому что они вроде все отключили, а ваша крыша продолжает, старается, пихает ток в сеть. Так вот, чтобы такого не было, обычные инвертеры просто отключаются.

 

И на этом я закончу.

Конечно, хотелось бы написать больше – и про разбалансировку системы тенью (и методы решения), и про устройства для аварийного отключения, и много еще чего. Только я не хочу это чтиво превращать в долгую нудятину. Другими словами – на сегодня хватит.

Если есть вопросы – отвечу в комментариях. Если будет интерес – может напишу продолжение. Вообще, буду благодарен за любые отзывы.

 

Добра всем.

 


Раскрыть
Admin
21 день назад

О, годнота! 

Изображение

+3
redactor666
21 день назад

Вот, что мы имеем:

1. Покупаешь панельки.

2. Покупаешь инвертор.

3. Платишь за установку, разрешения и прочую лабуду.

4. На выходе: платишь за электричество чуть меньше (не факт).

Так что ли получается? Не могу понять, где здесь хоть какой-то профит, и каков срок окупаемости.

+1
2 Нырнуть
21 день назад

Всё просто: в России электричество дешевое, и смысла в такой системе вообще нет. В Калифорнии оно по 45 центов за кВт/ч, поэтому профит появляется сразу.

К тому же если это электричество использовать для кондиционирования помещения (опять же не для всего мира тема) это прямо выгодно получается — чем больше солнца которое греет квартиру, тем больше его для производства электричества.

Рано или поздно батареи станут намного дешевле, может в этом появится смысл и в России. А пока что это пост для интереса. Ну или для тех, кто на дачу думает поставить.

+4
3 Нырнуть
hemul1983
21 день назад

Я за экологию

Изображение

+4
SmeshnoiUbludok
21 день назад

В РФ есть в них смысл, но в некоторых местах — отдалённых, например зимники на крайнем севере и прочие труднодоступные места

+2
4 Нырнуть
ValentX
21 день назад

Не, проще ветровики.
Солнце в сутках на зимниках иногда светит пару минут, тупо из-за короткого светового дня и обязательно когда ты панель от снега не очистил, т.к. в сортире от медведя прячешься. Что уж там про угол падения и прочую ненужную умную поебень думать.
А турбинки, от обледенения только успевай обрабатывать. И, как и солнечные, на том же али продаются, с теми же нюансами по КПД )

+2
5 Нырнуть
21 день назад

Лучше всего и те и другие одновременно. Ветровики еще смазывать надо, двигающиеся части опять же — на морозе — там свои проблемы.

С другой стороны, засыпанные снегом панели — это суровая реальность любого места, где зимой идет снег. Лет 15 назад был стартап (не помню как назывался), у них была идея подавать ток в панели, чтобы те грелись и снег таял. Кончилось всё печально: электричества на это уходило больше чем панели потом могли произвести, и стартап закрыли (хотя возможно кто-то там между делом и поимел профит).

В общем и панели, и ветряки, и еще и дизель-генератор до кучи, всё вместе будет хорошо

+2
6 Нырнуть
ValentX
21 день назад

Там не «та» смазка проблема, основная проблема — гидроподшипник, если взять климатически не адаптированную турбину, то можно знатно охуеть уже от 0 градусов (а это абсолютно все турбины на али), но если руки не из жопы, то жидкость можно заменить за «ёб твою мать» и ящик бухла для нач. цеха какого-нить НИИПП и поставлять китайскую хуйню даже на какой-нить Восток, где благополучно скажут «а нахуя, у нас же соляра есть» )))

+1
gEmOkPaT
21 день назад

В Калифорнии оно по 45 центов за кВт/ч, поэтому профит появляется сразу.

Это не делает понятней, дорого это в Калифорнии или нет, сравнение цен напрямую с российскими, да ещё через курсобакс, это не правильно.

+2
4 Нырнуть
21 день назад

Почему не правильно? Я имел в виду, что само оборудование стоит одинаково во всем мире, это же не что-то, зависящее от дохода. Только в месте №1 это оборудование экономит нам Х денег в месяц, а в месте №2 оно экономит нам в несколько раз больше, то есть окупается быстрее.

Это то, что я имел в виду когда писал про 45 центов. Но в реале конечно не всё так черно-бело, поэтому давай расскажу как это работает в Калифорнии с финансовой стороны.

Извини, сейчас будет полотно текста, но раз тебе интересно буду объяснять как умею.

Начну с общей информации:

Стоимость системы — это панели, крепежная система, проводка, трубки чтобы эти провода пускать, инвертер, и (для США, раз мы о Калифорнии) устройства аварийного выключения. Кроме того, для подавляющего большинства людей актуальна стоимость установки (рукастых лицензированных электриков в расчет брать не буду).

Для популярного калифорнийского дома в примерно 120 м2 нужна система на 7,5 кВт. Китайский инвертер за 1000 долл, немецкий или австрийский от 2.5 тыс. 18 панелей по 400 ватт за 150 долларов каждая. Примерно 1000 крепеж и мелочевка. Устройства аварийного выключения в районе 500. Получается 5-7 тысяч.

С установкой цена возрастает до 10-25 тысяч, в зависимости от (это жопа) района проживания. Эти уроды прекрасно понимают, что в богатом районе им могут заплатить больше, и просят больше. Долгое время эта индустрия была золотой жилой для вчерашних сантехников, но вроде наконец-то этот рынок насытился предложением, поэтому надеюсь что в скором такого пиздеца будет поменьше.

Тем не менее, давай брать то что есть сейчас. Скажем, 15 тысяч.

Есть 3 основных метода это оплатить: сразу, кредит, или аренда системы у компании. Думаю что со сразу и кредитом всё понятно, а с арендой работает так: компания А ставит тебе на крышу систему абсолютно бесплатно. Ты платишь за им электричество, дешевле чем платил бы обычной электрической компании. То есть, вместо 45 центов за кВт/ч платишь, скажем, 25 (точную цифру не помню, но они примерно такого порядка). Риска никакого — если что-то сломалось, в худшем случае заплатишь электрической компании по 45.

С точки зрения компании А — это стоит им 5-7 тысяч (они покупают оборудование оптом и дешевле, наемным мексиканцам платят немного), то есть для них все окупится за 28000 кВт/ч. Вот этот документ (https://www.eia.gov/consumption/residential/reports/2009/state_briefs/pdf/ca.pdf) говорит, что в год средний калифорнийский дом использует 6000+ кВт/ч, то есть для компании всё окупается за 4,5 года. После этого чистый профит.

В кредит: используется тот же подход, только как дополнительная вкусняшка это то, что месячный платеж никогда не вырастет, когда цены на электричество могут. До ковида ставка была примерно 3%, соответственно месячный платеж был примерно 140 долларов за систему за 15000, если кредит на 10 лет. Разницу — в карман, а после 10 лет вообще халява.

Ну и наконец, сразу. При потреблении 6000 кВт/ч в год окупится за 5-6 лет.

Надеюсь не сильно загрузил? Я именно поэтому не хотел вдаваться в подробности, слишком их много. Если что-то непонятно или не сходится в цифрах — пиши.

З.Ы. цены действительны для компании PG&E (которая их повысила с 1-го января) для района залива Сан Франциско.

+2
ValentX
21 день назад

Охуенный профит, на самом деле — живешь в доме, напокупал камер и светильников на солнечной тяге — юзаешь нахаляву. Окупаемость моментальная, т.к. и светильники и камеры тебе нужны вот прямо сейчас, а тут еще и энергия халявная. Только стандартные сборки не канают, надо камера + панель, а не камера со встройкой и дополнительные 18650 не жалеть.
В иных случаях — только для походов, но тоже хорошо, мобилку на рыбалке подзарядить и прочее.
Если есть дача и халявные панели — опять же годнота, но на акки надо потратиться — за неделю хватит на выхи даже в летней сибири насобирать. А в турляндии мне даже зимой перепадало на вечер (без готовки) но сколько там хозяин вбухал — для меня тайна.

+2
ValentX
21 день назад

Берем КП А, который замерялся в ёбуче-дремучие 19 века на северном полюсе параллельной галактики в идеальных условиях полярной ночи, когда змееносец в раке с лирой — вот он указан во всяких там региональных справочниках. К этому добавляем деление его на ноль, т.к. урбанизация и прочие выхлопы пердячих газов и золей — получаем, что даже идеально прозрачное небо в каком-нить Крыму, на самом деле имеет прозрачность около 30%, с коэффом преломления под сотку, даже в ебучее 50 градусное пекло, которое создано больше парниковым эффектом, чем прямым солнечным излучением.
ДалЕЕ берем ебучий пескоструй, который превращает, на микроскопичном уровне, любую прозрачную поверхность в прозрачную поверхность с царапинами. Которые добавляют к преломлению оставшиеся 146% и получаем всеобъемлющий КПД в целых нихуя процентов. Но на старте, если всё смонтированно быстро волшебными гастарбайтерами — даже цЫфрЫ оптимистичные. А в солнечном КрЫмНаШ пескоструй местами как у столетней бабки...
Не верите? А посветите на трезвом глазу зялёнэм ласером тёмной ночкой на свою стеклоавоську, да за лупой сходите, что бы разглядеть получше — там таккая светомузыка от преломления, что ослепнуть можно.
В итоге получаем на бумаге стописот киловат на метр, а на деле муравьиный член.
Зато зеленый.
Главное о утилизации не думать и что бы инвестиции были халявные и безвозвратные.

+4
2 Нырнуть
21 день назад

На самом деле в местах рядом с морем главные проблемы панелей — не пескоструй, а чайки. Никакой пескоструй и близко не стоял.

Совсем если на берегу — соль на них налипает так, что хрен отмоешь.

А в остальном, на удивление, они работают. За 20 лет службы теряют где-то треть производительности, в особо запущенных случаях и половину (это как раз про пескоструй), но работают. В некоторых диоды сгорают за это время, и еще треть панели отрубается, но всё равно — 20 лет — это реально, как ни удивительно.

Насчет инвестиций — да, эта индустрия только на них и развилась вначале. Но все эти штуки постепенно сходят на нет, потому что электричество дорожает, а панельки дешевеют. Так что всё не так плохо. Хотя, по честному, с инвестициями тоже было зашибись.

С утилизацией кстати нормально в последние годы, научились вроде. И это при том, что 99% систем еще пока что живы-здоровы (рост числа установок начался 15-17 лет назад, то есть еще лет 5-7 они поработают)

+3
3 Нырнуть
ValentX
21 день назад

Да не, то что работают — факт. Про выход из строя я даже не писал, вроде все всё понимают. Я даже упоминание средств по уходу пропустил спецом и то, что для реальной промышленной генерации нужны трепетные и нежные ручки арбайтов для этого, желательно трезвых и дешевых.
Про всякие поколения и кремний я вообще не буду вдаваться, а то до сих пор их только по цвету меряют некоторые.
Работают — факт.
Я больше про разницу между проектной документацией первых проектов и реальным выхлопом на несколько знаков по запятой ))

 
+1
4 Нырнуть
21 день назад

100%, я до сих пор удивляюсь, есть люди (инженеры!), которым приходится объяснять, что если система на 50 киловатт, то ежедневный выход системы не равен (50*24) кВт/ч. Я сейчас не вру, у меня реально был такой случай.

Но если иметь реалистичный взгляд на это, то всё не так плохо

+1
PblBlya
21 день назад

Хороший пост, спасибо. Я как то так себе и представляла

+1
2 Нырнуть
21 день назад

Спасибо, Рыбка (ничего, что я так фамильярно?), мне очень приятно такое услышать.

ИзображениеЩИЙ   -ЩАЯ

@admin, почему нет такого стикера для дам?

+1
3 Нырнуть

вот почему:

Изображение

+1
4 Нырнуть
21 день назад

Пипмай не разочаровывает  Изображение

Стоп, тут еще и смайлики из аськи?!

Это нечто

+2
5 Нырнуть
Admin
21 день назад

Изображение

+1
PblBlya
20 дней назад

ИзображениеТы тоже потрясающий, пости ещё! 

+1

Новые комментарии

Аксиома №1

ALF✨
23 минуты назад