10

Экономика солнечной энергетики

Тут один интересный товарищ [p1024](http://pikabu.ru/profile/p1024) сделал расчеты рациональности установки солнечных батарей для выработки энергии взамен потребления от энергосетей.
[первый расчет](http://pikabu.ru/story/poprobuem_poschitat_alternativnoe_yel...)
[второй расчет франкенштейн](http://pikabu.ru/story/poprobuem_poschitat_alternativnoe_yel...)
Спорим с ним и спорим - а выводы делать вам господа:

Что дано:

Нашли и можем купить много модулей фотопреобразования для самостоятельной сборки за 13-18 рублей за ватт расчетной мощности.
Существуют уже готовые панели Российского производства по 6300 рублей за 125 ватт. 50 рублей за ватт мощности. (Перспективно будут сильно дешеветь, производство конкурентное и новое).

Определили потребление в месяц - 200 кВт·ч (ежесуточно 6,67 кВт·ч)
Я выбрал город Уфа и планирую собрать тестовую систему к концу лета - цены на энергию со второго полугодия 2016 - 1,92 руб./кВт·ч - удорожание энергии 44% за 5 лет
p1024 выбрал город Дербент (раза 3 сослался на него) 1,86 руб./кВт·ч удорожание 8,25% в год
Расчеты велись по данным солнечной радиации из госнорм климатологии и онлайн [калькулятора](http://www.helios-house.ru/on-line-kalkulyator.html)

р1024 получил свои затраты на материалы 139 630 рублей, для франкенштейна для разных городов. Считали при выработке на самый темный зимний месяц - при уже учтенном падении генерации зимой. 
подкорректирую его расчет - панелей нужно на минимум 2760 Вт мощность, но мы учтем падения на преобразования в сумме 16% - 3200 Вт = 54400 рублей (и при 17руб./вт мощности).
стоимость стекла 140 рублей на 24 метра = 3360 рублей
подложка ОСП-3 9 мм 140 на 24 метра = 3360 рублей
алюминиевые уголки для сборки - 600 пог. м по 35 р = 21000 рублей
(лучше и дешевле дерево с покраской, но это пропустим - должно быть красиво!)
аккумуляторы AGM 60А*ч *4 штуки = 17800 рублей (разряд до максимум 45% во время всего цикла при суммарно 6 часах потребления утром и вечером) 
+ еще и запас аккумуляторов на замену через 10 лет = +17800 р.
[Аккумулятор](http://www.autoakb.ru/catalogitem/4306/) АГМ ( [Аккумулятор в 2 раза дешевле](http://www.autoakb.ru/catalogitem/4898/#2) как вариант для сверхэкономистов)
контроллер заряда 50А 48В = 9000 руб
[Контроллер](http://ru.aliexpress.com/store/product/50A-MPPT-Solar-Charge...)
покупной недорогой инвертор 48 вольт чистый синус на 1500 Вт(3000 пик) = 13300 руб
[Инвертор](https://al-energy.ru/magazin/folder/invertory-48v-220v)
коммутация, диоды, провода = 5000 руб.


И считаем увеличение стоимость энергии для Дербента: начальный год за 1,00 (1,86 руб./кВт·ч)

1 год 1,0825

2 год 1,1718

3 год 1,2684

4 год 1,3731

5 год 1,4864

6 год 1,6090

7 год 1,7417

8 год 1,8854

9 год 2,0410

10 год 2,2094

11 год  2,3917

12 год 2,589

13 год 2,8026

14 год 3,0338

15 год 3,2841

16 год 3,555

17 год 3,8483

18 год 4,1658

19 год 4,5095

то есть к концу периода стоимость энергии вырастет в 4,51 раза при текущей инфляции

8,39 руб./кВт·ч
А средняя стоимость за все время 2,35*1,86 = 4,37 руб./кВт·ч


Тогда затраты на солнечное оборудование 54400+3360+3360+21000+17800+17800+9000+13300+5000 = 145020 рублей


Затраты на энергию из розетки при средней стоимости:

1,86*2,35*200*12*20 = 209 808 рублей за эти 20 лет.

Ваша экономия 64788 рубль за 20 лет. Из воздуха солнца.


Система отбивает себя за 16 лет. В городе Дербент. При очень скромном расходе в 200 кВт*ч/месяц.

Расчет для Башкортостана с теми же объемами - там для тех же данных нужно панелей 30,5 м² - 4200 Вт номинальной мощности. (запас на преобразования 10%, общая мощность больше, кпд выше)
затраты на модули и корпуса для них 115 т.р. 
Итоговая стоимость системы 177 900 рублей
Затраты на энергию при заниженном подорожании на 4% в полугодие (8,16%, а фактически у нас 6,8% в последние полгода вышло).
[мой расчёт](#comment_64256069)
1,92*2,29*200*12*20= 211046 рублей.
Экономия 33146 рублей за 20 лет.

Немного, конечно, Но:
Расход скромный - у меня под 350 кВт·ч/месяц выходит. И за счет нюансов - чем мощнее система - тем выгоднее.
Амортизация панелей и оборудования 20 лет, аккумуляторов - 10 лет (с учтенным падением емкости и готовой заменой сухими, через 10 лет)
И подчеркиваю - это нереальные данные - солнечная система будет жива хотя бы на 50% в любом случае, но примем эту коррекцию на скептицизм и катаклизмы, у меня лежит рабочий советский модуль возрастом старше меня - 80-х годов выпуска, разломан механически, но работает).

Без учета возможного введения выкупа энергии электросетями.
Без учета хитростей по повышению эффективности панелей (слежения за солнцем).

Без учета расходов избытка летней энергии например на кондиционирование, подогрев воды и прочие прелести цивилизации. У нас актуально - климат континентальный.
Без учета стоимости подключения к электросетям и затраты на счетчик, столбы, провода СИП и прочее.


Где я неправ в своих расчетах? Инфляция меньше будет? Хочу отметить что стоимость энергии растет вне зависимости от инфляции. Есть определенные тенденции в развитии государства привязанные к цене энергии. Будет расти, и причем быстрее, чем инфляция.

Данные по солнечной радиации проверялись по Своду Правил 131.13330.2012 - Строительная Климатология - там есть данные для всех широт, погрешность выходит не более 2-3%.


И, кстати, получается что для Заводов и производств мы получаем чистый профит уже лет через 10! Цена энергии для них в 2-3 раза выше.
И это без оптимизации к солнечной энергетике.

p.s. если покупать готовую уже собранную систему с монтажом - то это пока не выгодно без дотаций государства или выкупа избытков энергии. Но вот технарям/инженерам/электронщикам - это приятное, и, как ни странно, прибыльное хобби.
p.p.s. Первый мой пост!

Вы смотрите срез комментариев. Показать все
3
Автор поста оценил этот комментарий

Классно все. Но. 

Если Вы рассчитывали свою систему для работы с гелевыми аккумуляторами, то необходимо учитывать, что расчет ресурса идет по двум показателям - гарантированного времени (до 10 лет) и количеству циклов заряд - разряд, тут есть зависимость от технологии  изготовления, например AGM - 400 циклов,   GEL - 800. То есть, при постоянном использовании системы с ежесуточным разрядом батарей, временной ресурс их будет явно отличаться от заявленного Вами.

ЗЫ С гелевыми батареями работаю давно, и по собственному опыту знаю, что батареи, работающие циклами, порой выдерживают 2 - 4 года, те же, которые стоят в буфере и подключены к гарантированным источникам электроснабжения, могут за 10 лет эксплуатации потерять всего 15-25% емкости.

раскрыть ветку (8)
2
Автор поста оценил этот комментарий

Это номинальные параметры. А число циклов считается для полного разряда до 11,5В и заряда. На то и "цикл". Автомобильные имеют запас по прочности и надежности - вибрации, тряска, температура.
У нас же стабильная температура, упрощенное обслуживание и цикл не полный - разряд до 45%, добавив еще комплект (+17800) - удвоим емкость, и разряд будет только до ~75%. В итоге это полубуферный режим 70-95%. Оптимальный для большинства батарей даже без изысков. Я заложил дополнительный полный комплект батарей в полную стоимость системы. А после конца службы у них есть остаточная емкость думается хотя бы в 30-40%.
Варианты и детали:
1 - удваиваем число батарей;
2 - проводим восстановление емкости;
3 - сдаем со скидкой на новые. 

Или можно купить 4 комплекта самых дешевых аккумуляторов, и гонять их на 90% емкости.

Плюс существуют специальные виды свинцовых батарей из моно ячеек (2В) большой емкости, с панцирными электродами в оплетке. Распространены в Индии. Циклирование много выше.

раскрыть ветку (7)
2
Автор поста оценил этот комментарий

ну... По опыту, разряд на 45% будет сказываться на ресурс так же, как и полный разряд - на своей памяти я могу припомнить только десяток случаев разряда на 100% - до срабатывания защиты УЭПСа, но тем не менее, из 8 батарей на моем участке, 5 не живут дольше 4 лет, меняем после потери емкости на 50%. При этом, режим разряда применяется далеко не каждые сутки, бывает и в неделю - один раз. А бывает в сутки несколько раз переход на АКБ происходит, но, как правило, очень кратковременно и разряд батареи, максимум, процентов на 10 суммарно. Кроме этого, попадается ещё и брак. Нечасто, конечно, но всё же...

Если же Вы сразу приобретете 2 комплекта аккумуляторов, то второй, через 10 лет простоя, превратится в хлам, потому что холостой простой считается по простенькой формуле - ежегодно минус 10% емкости.

Если же Вы думаете, что резервный комплект можно использовать для замены вышедших из строя аккумуляторов - то вынужден разочаровать, один замененный элемент только ускорит смерть всей батареи из за разницы внутреннего сопротивления. Более того, для достижения долголетия батарей, аккумуляторы надо брать одной партии.

Вообще, советую Вам провести простенький эксперимент. Возьмите простой ИБП с новой батареей, лампочку на 100 Вт, рассчитайте время до достижения планируемой степени разряда, и убедитесь, если батарею разряжать 2 раза в сутки (только лишь для сокращения времени эксперимента!!) даже до 50% емкости, через 400 циклов она умрет.


Ваши варианты безусловно хороши, но удвоение ничего не даст, кроме прироста максимальной отдаваемой мощности, но, тогда и необходимости увеличения мощности солнечных элементов, инвертора, контроллера, а значит удорожания всей системы.

Второй вариант с гелевыми батареями не прокатывает, проверено.

третий вариант - идеален, если не считать. что он сильно скажется на сбестоимость энергии.

Про моноячейки - почему именно в Индии? В России на ЖД они достаточно распространены, но... "благодаря" пониженной плотности электролита, имеют не только бОльшее количество циклов, но и существенный недостаток - худшее соотношения "емкость/масса", "емкость/объем" и более низкий максимальный ток. Впрочем, они для Ваших целей подойдут больше.


И ещё... вопрос, в Вашей местности существует только один тариф на электроэнергию, или делится на дневной/ночной? и какова цена ночного киловатта?

И ещё один вопрос, а почему Вы считаете, что солнечная батарея будет Вам отдавать максимальную мощность  каждый световой день? Даже в случает работы с системой слежения за солнцем, средняя получаемая мощность будет порядка половины от максимальной...

раскрыть ветку (6)
1
Автор поста оценил этот комментарий

в обратном порядке:
заложена и просчитана работа в режиме зимнем. ЗИМНИЙ РЕЖИМ самого темного месяца в году! При учете нижней границы яркости и длительности солнечного света! С ЗАПАСОМ на этот режим! Если у нас и будут проблемы при таком (!) расчете, то это решается более точной установкой оборудования самих панелей. Или любым методом повышения эффективности. (Тем более перегрев панелей не страшен). Летом у нас избыток. Я считал по инженерно-строительному - не учел ни одного положительного фактора в свою пользу и заложил запас по мощности.

Двойной Ночной/дневной тариф для меня лично выгоднее лишь на 35-40 рублей в месяц - 5% от общей стоимости. Это при фактическом его использовании. И при том что у меня сильно совиный образ жизни. Солнечная энергетика - днем тоже больше дает, чем ночью, так эти два фактора взаимно друг-друга компенсируют.
Летом расход на кондиционирование больше - перегрузки станций именно летом бывают (там правда за счет перегрева трансформаторов). И в дневное время.

В индии их применяют именно для солнечной энергетики, а в ЖД - они все-таки тяговые?
В общем тяжелые и массивные - не проблема, главное дешевые и работоспособны для этих условий. Спасибо за подсказку, проработаю этот вариант.

Поверьте, я тщательно изучал вопрос свинцово-кислотных батарей, плюс теорию в плане их проектирования. И умрет она от повышенной изначально сверх нормы концентрации электролита (практика в батареях ИБП), плохого контроллера заряда (древние зарядные схемы, больших чем нужно токов в "простых" ИБП и постепенного выкипания электролита от перенапряжения в конце заряда и не отключения напряжения от заряженной батареи. Кстати, когда батареи циклируются в ИБП (не все время работают в буферном режиме), они живут дольше.
400 циклов - 200 дней по два в день. Долго, лучше уж в системе испытаю.
Недавно, кстати, циклировал старую автобатарею хорошим зарядным в двух режимах зарядки (в зависимости от степени заряда) - у неё после после этого емкость повысилась. до этого она больше года на улице разряженная валялась (после убивания в авто у знакомого). Как думаете - зря теорию изучал? ;-)
Хочу вообще контроллер заряда на ардуино с реле сообразить для своей солнечной. С множеством датчиков и "умной" программой заряда. Но это далекий план.

Циклирование (до 45%) идет только зимой, конкретно - 2 месяца. Когда разряд максимален. А заряд минимален. Летом же длинный световой день. Два месяца - 60 дней - 60 циклов. 400 циклов/60 = 6,7 лет. 800 циклов для гелевых - 13,3 года.
Емкость 240А*ч фактическая. 140 требуемая в максимальном использовании. А до такого нет планов доводить. Запас на запасе. Можно дойти до 60% остаточной емкости.
А число циклов если не ошибаюсь дают до потери 20% емкости.

Это при последовательном подключении старых и новых - тогда старые кипят и разрушаются, при параллельном нужно чтобы тип и зарядно/разрядные напряжения элементов совпадали. А напряжение в параллели не повысится пока наиболее емкий не заберет заряд. Плюс балансир можно как в Li-ion многобаночных. (Да и поэтому в расчет беру 2 комплекта сразу, а не один, чтобы можно было пошаманить с одной партией)

раскрыть ветку (5)
3
Автор поста оценил этот комментарий
Двойной Ночной/дневной тариф для меня лично выгоднее лишь на 35-40 рублей в месяц

Я почему спросил... Мой коллега при одноставочном тарифе в 2р36к. оплачивает всю полученную энергию по ночному тарифу 88 копеек. Схема проста - трофейный ИБП  Powerware Eaton 9125 (списан из за неисправности батарейного блока)))))  и батарея в 240 вольт из трофейных же аккумуляторов, как раз из тех, которые мы меняем раз в 4 года. Ночью заряжается, днем - питает всю нагрузку. остатка емкости батареи хватает на день, мощности ИБП в 4200 ватт - за глаза хватает на всю бытовую нагрузку.

Схема работает пару лет, при том же количестве потребленной энергии, сумма меньше почти в 3 раза, при начальных затратах, близких к нулевым.


Параллельное же включение лучше все таки не применять - возрастают токи саморазряда за счет перетекания из одной батареи в другую из за разницы в сопротивлении.


На ЖД эти батареи применяются как  источник резервного электроснабжения в системах автоблокировки и связи, причем связь от них активно избавляется, а вот СЦБ (автоблокировка) их применяет в довольно больших объемах. То есть, если есть знакомые в этих конторах, узнавайте, вполне могут поменять на сопоставимое количество свинцового лома.


Вообще, конечно, очень импонирует Ваше стремление к независимости от всяческих спекулянтов от энергетики... но пока экономический эффект, всё таки мизерный.  Система сложная и многокомпонентная, что само по себе её не удешевляет, и кроме этого - требует постоянного обслуживания...

Если дойдет до воплощения - пишите независимо от результата - думаю, многие интересуются подобными решениями.

раскрыть ветку (4)
0
Автор поста оценил этот комментарий

2,74 - для производств - ошибся.
но остальное верно.
А такой блок сам по себе нечто от 100000 рублей + батареи. В общем мощное вложение.
Кстати, это и путь в будущем для солнечников если будут введены закупки энергии.
ставишь большой батарейный блок и гоняй электроны туда-обратно.

раскрыть ветку (1)
0
Автор поста оценил этот комментарий

Я же говорю - трофейный. К слову, у меня подобный Итон лежит, только для 120-вольтовой батареи. Просто на нашем предприятии их предпочитают списывать после выхода батареи из строя. Батарейный блок сам по себе стоит вполне подъемно, порядка 40 тысяч, но экономисты считают, что лучше купить за сотку новый ИБП. И, кстати, вполне сносный инвертор сделать своими руками - невеликая сложность. Если руки, конечно, из нужного места)))

А можно и купить за вменяемые деньги: https://www.avito.ru/moskva/orgtehnika_i_rashodniki/on-line_...

Чем хороша эта машинка, так тем, что очень бережно относится к батареям.

А тариф - Амурская область, город Благовещенск)

0
Автор поста оценил этот комментарий

ну он оплачивает не по 88, там еще коэффициент преобразования и КПД цикла заряд/разряд надо учесть.
и с чего такая большая разница между тарифами? У нас 2,04/1,24... И эти редиски ночной тариф подняли аж на 12,68% за полугодие!!! С июля будет 2,21/1,42... http://energo-24.ru/tariffs/electro/2016/10946.html
2,74 рубля для сельской местности и газе с июля. Короче, мои батареи лично для меня становятся всё актуальнее!

В плане будет серия постов-описаний. Но я человек медленный, и дела-дела..

раскрыть ветку (1)
0
Автор поста оценил этот комментарий
В плане будет серия постов-описаний. Но я человек медленный, и дела-дела..

так и я не спешу никуда)))

Вы смотрите срез комментариев. Чтобы написать комментарий, перейдите к общему списку

Темы

Политика

Теги

Популярные авторы

Сообщества

18+

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Игры

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Юмор

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Отношения

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Здоровье

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Путешествия

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Спорт

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Хобби

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Сервис

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Природа

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Бизнес

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Транспорт

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Общение

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Юриспруденция

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Наука

Теги

Популярные авторы

Сообщества

IT

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Животные

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Кино и сериалы

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Экономика

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Кулинария

Теги

Популярные авторы

Сообщества

История

Теги

Популярные авторы

Сообщества