Které generátory jsou lepší pro letní sídlo: solární nebo větrné?

Větrné generátory nebo solární panely, co je lepší vybrat?

Přepětí v síti a přerušení dodávek elektřiny může majitelům odlehlých venkovských domů způsobit spoustu problémů nebo dokonce ochromit práci farmy na okraji. Nákup samostatných UPS pro oběhové čerpadlo, počítač, bojler, klimatizaci a chladničku může vyřešit problém, pokud je napájení zapnuto na hodinu. Nedostatek napětí v síti během dne hrozí na lokální úrovni globální katastrofou. Majitelé domů nevyhnutelně přemýšlejí o pořízení autonomního zdroje energie. S dieselovým nebo benzinovým generátorem by se nemělo ani uvažovat kvůli vysoké ceně paliva, nutnosti neustálého doplňování a extrémnímu nebezpečí požáru. Nezbývá než si vybrat mezi větrnou a solární elektrárnou. Po prostudování požadavků na instalaci, vlastností instalace a údržby, možných problémů a řešení a porovnání s vašimi potřebami a místními podmínkami můžete učinit konečné rozhodnutí o vhodnosti použití větrné nebo solární energie v každém konkrétním případě.

Náklady na vybavení

K instalaci autonomní domácí elektrárny budete kromě solárních panelů a generátoru s lopatkami potřebovat následující:

• střídač;
• ovladač
• nabíjecí baterie.

Náklady na nákup a instalaci celé sady zařízení s instalovaným výkonem 20 kW budou přibližně stejné. Cena větrné turbíny bude nižší, ale její instalace bude dražší než instalace solárních panelů. Možností dostavby solárních a větrných elektráren pro domácí použití jsou stovky. Můžeme však bezpečně říci, že za 2 miliony rublů si můžete objednat moderní elektrárnu na klíč využívající větrnou nebo solární energii. Je nesprávné mluvit o nákladech na 1 kW v autonomním systému, protože jde o přítomnost nebo nepřítomnost elektřiny.

Životnost solárních panelů je přibližně o 10 let delší. Výpočet návratnosti projektu bude snazší, pokud máte pozemek pro domácnost vytvářející příjem, který by bez elektřiny v zásadě nebylo možné založit.

Předběžný průzkum a konzultace

Sousedé musí souhlasit s instalací větrné turbíny. Tento požadavek může zastavit práci hned na začátku. Obvykle se majitelé domů, kteří žijí na okraji obydlených oblastí a mají pozemky o rozloze větší než 1 hektar, rozhodnou nainstalovat větrné turbíny, což jim umožňuje neptat se na názor svých spoluobčanů. V každém případě se nelze vyhnout posouzení vlivu na životní prostředí, protože lopatky generátoru jsou potenciálně nebezpečné pro ptáky hnízdící ve vaší oblasti.

Nejlepší je instalovat zařízení na vrcholu kopce, i když je v určité vzdálenosti od domu a hospodářských budov. Pro studium potenciálu větru je nutné nejprve získat data ze zamýšleného místa instalace zařízení. Vzhledem k tomu, že lopatky větrné turbíny musí být ve výšce 25-35 metrů, je nutné postavit ocelový stožár. Po obdržení návrhu základů od specialistů můžete začít vrtat otvory. Výztužné klece jsou připraveny na povrchu a spuštěny před zalitím betonem. Výpočet množství malty je velmi důležitý, protože celá monolitická vrstva musí být položena současně. Takové přísné požadavky jsou způsobeny skutečností, že nadace ponese značné zatížení. Stožár je namontován šroubovými spoji. Na jeho horní straně je instalován volně otočný anemometr, podobný korouhvičce. Od okamžiku, kdy je stanice pro pozorování větru připojena k počítači, musí uplynout 1 rok, aby se dospělo k závěru o ekonomické proveditelnosti instalace větrné turbíny. V případě negativních nálezů lze stožár demontovat a prodat a na základu postavit hospodářskou místnost.

Pro instalaci solárních panelů je nutné přidělit pozemek o rozloze asi tři akry, což vám umožní umístit rám orientovaný přísně na jih. Nemá smysl montovat baterie na střechu, když je na dvoře volné místo. To bude dražší a přinese další potíže při řešení problému otáčení panelů podle měnící se trajektorie slunce po obloze. Je třeba poznamenat, že nesprávný úhel sklonu pracovní plochy snižuje účinnost baterie o 30 %.

Instalace zařízení

Instalace větrné elektrárny se provádí na již zkonstruovaný stožár pomocí jeřábu s teleskopickým výložníkem, jehož délka je 40 metrů. Veškeré práce musí provádět specializovaná organizace, které prodejce udělil povolení k instalaci svého zařízení. Kromě lopatek a generátoru budou na vrcholu stožáru instalovány snímače směru větru a elektromechanický pohon, který je určen k otáčení pracovní části v požadovaném směru.

Instalace solárních panelů začíná litím sloupcového základu. K zapuštěným kovovým částem je přivařen kanál o výšce asi 2,5 metru. Pomocí laserové vodováhy se označí upevňovací bod otočného rámu. Instalace automatického otočného mechanismu bude znamenat zvýšení nákladů na projekt o 30-40 procent. U nízkonákladových domácích elektráren se úhel sklonu nastavuje ručně nastavením opěrné páky do jedné ze čtyř poloh v závislosti na ročním období. Solární panely jsou zavěšeny na kovovém rámu a zajištěny šrouby a maticemi. Při instalaci konstrukce je nutné zajistit nouzovou polohu, ve které je zajištěna v případě varování před bouřkou. Obrovský vítr solárních panelů je vážným problémem, takže všechny práce musí být prováděny plně v souladu s projektem. Podél řady pilířů musíte vykopat příkop, kde bude položen napájecí kabel vedoucí ke střídači.

Princip činnosti a údržba

Díky svým aerodynamickým vlastnostem lopatky větrných turbín maximálně využívají sílu větru k otáčení. Uvnitř turbíny převádí elektromagnetický systém tyto rotační pohyby na elektřinu. Otáčením lopatky se pohybuje centrální osa, která je spojena s rotorem uvnitř generátoru. Magnety připevněné kolem kruhu vytvářejí pohybující se magnetické pole. V souladu s fyzikálními zákony se elektrony ve startovacích cívkách také začnou pohybovat. Vyskytuje se střídavý proud.

Údržba generátoru se provádí v průměru jednou ročně. Zahrnuje testování všech systémů a kontrolu opotřebení mechanických částí. Je nutné pravidelně měnit ložiska a mazat třecí části.

Čím silnější vítr, tím rychleji se lopatky otáčejí a tím více energie se vyrábí. Když však rychlost proudění vzduchu překročí 40 metrů za sekundu, větrná turbína musí přestat vyrábět elektřinu. Nože se automaticky přepnou do nouzového režimu. Nákup řídicí jednotky a pohonného systému v případě hurikánu prodraží odhad, ale nevyplatí se riskovat, i když jsou tornáda ve vaší oblasti extrémně vzácná.

Fotovoltaické panely nemají žádné mechanické části, které se třou. Sluneční světlo, pronikající přes první „děrovou“ vrstvu křemíku nebo perovskitu, „odtrhává“ elektrony uvnitř druhé vrstvy materiálu. Vzniká elektrické napětí.

Vzhledem k výše uvedenému by se veškerá údržba měla omezit na pravidelné čištění vnějšího povrchu od prachu a nečistot. Protože je rám instalován na zemi, nebude to obtížné. Je lepší provádět manipulace alespoň jednou týdně. Vzhledem k ploše panelů nepřesáhne doba čištění 1 hodinu.

Jedním z hlavních problémů provozu solárních panelů je pokles jejich účinnosti při přehřívání pracovní plochy. Každý stupeň zahřátí fotobuňky snižuje její výkon o 1-2%. V poslední době je na trhu poměrně velká poptávka po fóliích, které do panelu propouštějí pouze fotony světla a zabraňují tak infračervenému záření ohřívat křemík. Vysoká cena těchto moderních nátěrů však zpochybňuje ekonomickou proveditelnost jejich použití.

Poté, co jste se seznámili s vlastnostmi instalace, provozu a údržby větrných a solárních elektráren, musíte odpovědět na 4 otázky:

• Je na vašem webu místo, které splňuje popsané požadavky?
• Jste ochotni se smířit s hlukem, který produkují rotující nože?
• Kolik bude stát roční údržba zařízení ve vaší oblasti?
• Která elektrárna nejlépe vyhovuje klimatickým podmínkám této oblasti?

Instalací autonomní elektrárny v blízkosti sídliště již nebudete závislí na výpadcích centralizovaného napájení a zajistíte nepřetržité napájení kotle, oběhového čerpadla a všech systémů podpory života.

Větrný generátor nebo solární baterie: co je výnosnější a lepší?

Zásobování soukromých domů energií z alternativních zdrojů se stává stále výnosnější investicí. Zbývá jen správně si vybrat mezi solárními a větrnými elektrárnami, protože účinnost každé z nich závisí na řadě vlastností místa instalace. Zkusme s přihlédnutím ke všem faktorům ovlivňujícím toto rozhodnutí přijít na to, kdy dát přednost koupi solární elektrárny a kdy pořídit větrnou elektrárnu.

Základní kritéria výběru

Jsou dvě hlavní.

1. Geografická poloha stanice a klimatické vlastnosti regionu.

Optimální místa pro instalaci solárních elektráren jakéhokoli typu jsou oblasti s vysokou úrovní slunečního záření. Jeho nominální hodnoty pro severní Německo a jižní Španělsko se liší téměř 2,5krát, takže tento ukazatel hraje obrovskou roli.

Na druhou stranu průměrná rychlost větru na pobřeží severních moří je asi 10 m/s, někdy dosahuje 20-25 m/s. V takových případech se ukazuje, že produktivita větrných turbín je mnohem vyšší než u solárních elektráren a je výhodnější koupit větrnou farmu.

Pro regiony ve středním pásmu se středním slunečním zářením asi 1200 W/m2 a průměrnou roční rychlostí větru asi 7 m/s bude účinnost solárních a větrných elektráren přibližně stejná. Majitelé domácností často vidí jako optimální řešení kombinaci první a druhé technologie, instalaci fotovoltaických modulů na střechu domu a několik větrných turbín na místě. Pořízení takového duálního systému bude dražší, ale jeho univerzálnost a nepřetržitý provoz investice mnohonásobně vrátí.

2. Typ a celková kapacita zařízení.

V oblastech vzdálených od civilizace, kde je připojení k centrální elektrické síti nemožné nebo extrémně drahé, budete muset nainstalovat zcela autonomní stanici. Pro pravidelné návštěvy malé chaty během teplého období může stačit 2-3 kW SES. Venkovská chata, kde rodina žije celoročně, vyžaduje stanici o výkonu 10 kW nebo více.

Komplex hybridního typu, který využívá energii ze dvou zdrojů – centrální sítě a slunce/vítru – si vystačí s nižší produktivitou. V tomto případě budou fotovoltaické moduly nebo větrné turbíny využity jako alternativní napájecí systém, který dokáže zásobovat dům energií na dobu několika hodin až dne.

Síťové stanice, určené především k prodeji výroby za výkupní ceny, vyžadují instalaci maximálního možného výkonu. To bude možné pouze tehdy, bude-li existovat dostatečně velká oblast na souši (SES) nebo pás mořského pobřeží (WES).

Důležité! Při objednávání instalace solárních panelů nebo větrných turbín na klíč byste se měli zaměřit na celkové náklady. V současnosti se pohybuje od 800 do 1000 1 USD za každý 1,0 kW výkonu stanice, což odpovídá 1,4 – XNUMX MW*hodinám produktivity za rok.

Solární

Pokud vás povětrnostní podmínky místa instalace a některé další faktory donutily upřednostnit SES, měli byste zvolit správný typ fotovoltaických panelů.

1. Monokrystalický Mono-Si.

Je vhodnější použít tam, kde je sluneční záření vysoké a samotné moduly mohou být instalovány ve směru striktně na slunci – například na jižních svazích střechy. Důvodem je, že monokrystaly produkují maximální výkon pouze za ideálních podmínek. Při sebemenší odchylce od nich – neoptimální úhel sklonu, zatažené počasí, teplota vzduchu nad +30°C – se výrazně zhoršuje jejich účinnost 22-24%.

2. Polykrystalický Poli-Si.

Používá se pro instalaci ve střední zóně s méně než 270-300 slunečnými dny za rok. Ukazuje se, že jsou účinnější i při nižší nominální účinnosti 18-19% na východních a západních sklonech střech a v systémech, které neumožňují sezónní změny náklonu/rotace baterií.

3. Tenký film Cd-Te.

Mnohem všestrannější typ fotovoltaických fólií nové generace. Konstrukční vlastnosti a nízká citlivost na všechny typy neoptimálních podmínek umožňují používat fólie na bázi teluridu kadmia nejen na budovách, ale také na sklenících, farmách a dokonce i v autech a vyrábět o 15-20 % více elektřiny ročně v mírném zeměpisných šířkách.

4. Tenký film na bázi drahých kovů vzácných zemin a organických látek.

V tuto chvíli jsou první z nich příliš drahé a druhé nemají dostatečný výkon. Proto je jejich použití v domácích SES stále neproduktivní.

Větrné turbíny

Náklady na měrný výkon každého kilowattu energie z větrných generátorů jsou srovnatelné s cenami ekvivalentních solárních modulů. Hlavním faktorem, který vede k rozhodnutí koupit místo solární elektrárny větrnou elektrárnu, je tedy větrná růžice v místech navrhované instalace.

Účinnost větrných turbín dosahuje 40 %, což vyžaduje rychlost větru 10-12 m/s. Při rychlosti 7 m/s klesá produktivita téměř o polovinu a je srovnatelná se solárními elektrárnami. Pokles na 3 m/s vede ke snížení účinnosti na 8 % a v regionech s takovou průměrnou roční rychlostí větru je nákup a instalace větrných elektráren neproduktivní.

Výběr celkového výkonu závisí na účelech, pro které se plánuje použití větrného generátoru. Platí zde stejné zásady týkající se úrovně spotřeby jako u autonomních, hybridních a síťových solárních stanic.

Základní pravidla pro instalaci solárních elektráren a větrných elektráren

Uvádíme ty nejdůležitější z nich.

1. U většiny fotovoltaických panelů na bázi křemíku je rozhodující směr ke slunci. V ideálním případě by pracovní plocha měla být kdykoli přesně kolmá k dopadajícím paprskům. Na velkých solárních farmách je toho dosaženo instalací modulů na rotační sledovače. U malých stanic stačí poskytnout směr na jih a úhel sklonu rovný zeměpisné šířce oblasti.

2. V zimním období by měly být pracovní plochy nakloněny níže k horizontu. Na léto – zvedněte to výš. Ve vysokých zeměpisných šířkách je princip stejný, ale rotace se neprovádí podél osy sever-jih, ale ve směru východ-západ.

3. Při instalaci na střechu musí instalace zajistit snadný přístup k modulům. To je nezbytné pro postup jejich pravidelné kontroly a údržby.

4. Účinnost větrného generátoru přímo závisí na výšce zástavby vrtulí, protože každých 10 metrů nad zemí se síla větru zvýší asi o 30 %. Z tohoto důvodu je lepší na vysokých a odolných stožárech nešetřit.

5. Při instalaci na střechy nejsou takové výkonné podpěry potřeba, ale pouze pokud jsou použity středně silné generátory energie a tlumicí podložky. Je lepší instalovat produktivnější modely v určité vzdálenosti od domu. Jejich vrtule vydávají ve větrných podmínkách velký hluk.

6. Ideální umístění pro ně je v oblastech s průměrnou roční silou větru větší než 7 m/s. V jiných regionech je lepší dát přednost solárním panelům.

Volitelná výbava

Kromě hlavního výrobního zařízení – fotovoltaických panelů a větrných generátorů – budete potřebovat také pomocné periferie.

Pro SES:

• Měnič. Slouží k přeměně stejnosměrného proudu na střídavý, dodávaný do sítě k napájení elektrických spotřebičů.
• Nabíjecí baterie. Hrají roli akumulátorů přebytečné generace pro její následné uvolnění ve tmě.
• Řadiče. Speciální zařízení, která řídí rozvod elektřiny a zabraňují úplnému vybití baterie.
• Spojovací prvky. Jeho prvky jsou nezbytné pro spolehlivé upevnění modulů na střechách nebo hliněných plochách.
• Obvod. Kabely, řídicí elektronika a další zařízení zajišťující chod systému jako celku.

Nákup panelů sám o sobě nestačí, bez uvedené sady pomocných zařízení jsou k ničemu. V průměru jeho náklady činí asi 35-40% celkových nákladů na stanici.

Pro větrné elektrárny:

• Podpora fanoušků. Čím vyšší a silnější je, tím vyšší je jeho cena.
• Periferní kabely a elektronika. Jsou levnější než solární elektrárny, ale údržba větrných turbín obecně je poměrně drahá, zatímco fotovoltaika tuto nevýhodu nemá.

Zanechat komentář Zrušit odpověď na komentář

Chcete -li přidat komentář, musíte být přihlášeni.