Перекласти на сонячну енергію будинок в Калінінграді - досвід генерального директора «1С-Бітрікс»

1. Ідея жити на сонячній енергії
2. вибір обладнання
3. Перший досвід
4. Підключення до міської електромережі
5. оптимальна конфігурація
6. економічна рентабельність
7. на завершення

Наши партнеры ArtmMisto

Сьогодні виповнюється рік, як я зробив сонячну електростанцію, навчився забезпечувати себе електроенергією і навіть віддавати надлишки в міську електромережу і офіційно крутити лічильник у зворотний бік. Кажуть, у мене перший в країні приватний будинок, який ділиться надлишками енергії з сусідами.

Одного разу в Facebook в коментарях під цікавою статтею Олександра Чачави про його досвід роботи з Tesla я згадав про сонячну електростанцію. Виявилося, що це багатьом цікаво, і мене попросили поділитися досвідом - ділюся. Мені здавалося, що писати буде особливо нема про що і стаття вийде короткою. Але вийшло багато букв, картинок і посилань.

Ідея жити на сонячній енергії

Я вирішив зробити в своєму будинку сонячну електростанцію і навчитися повністю забезпечувати себе електроенергією. Плану заощадити або заробити, як це роблять німці, я собі не ставив. Мені просто сподобалася ідея жити на сонячній енергії, ну і проект видався цікавим.

Мій будинок знаходиться в місті. Перебоїв з електрикою не стається, ну або вкрай рідко, необхідності в резервному генераторі немає. Але ж цікаво спробувати: чи може будинок жити повністю автономно на сонячній енергії в нашій смузі. Почав збирати інформацію. Дружина, здається, ще не вірила до кінця, що я це все серйозно починаю. Та й я не знав, що з цього може вийти толк.

Перші пошуки не дали багато відомостей. Живих проектів в Росії дуже мало. Хтось щось робить, але це тільки додаткові джерела живлення і на кількох панелях. Сонячні електростанції створюють в основному компанії або держструктури - приватних проектів в країні дуже мало. Багато проектів в Україні, але це набагато південніше і сонячніше.

У поїздках по Німеччині я бачив багато будинків з сонячними панелями на дахах. Сестра моєї дружини, Юлія, одружена з німцем і живе в Берліні. Її чоловік, Крістоф, - підприємець, він займається альтернативною енергетикою. У Крістофа я докладно дізнався, як це все влаштовано в Німеччині. Виявилося, що німці найчастіше роблять сонячні електростанції для вигоди: вони просто заробляють на державі, яка сплачує особливий високий тариф за вироблення сонячної електрики. У банках навіть були кредитні лінії під такі проекти. Я зробив для себе головний висновок: на широті Калінінграда можна забезпечувати себе сонячною енергією - і почав підбирати обладнання.

вибір обладнання

Для реалізації проекту в Калінінграді я вибрав компанію « АЕС-Центр ». Їх сайт виявився на «Бітрікс» - я давно вже помітив, що це хороший індикатор адекватності керівництва. До речі, зовсім не помилився: хлопці виявилися професійними і чесними, а, коли євро в кінці минулого року пішов в гору, вони самі запропонували зафіксувати низький курс для завершення проекту. Спасибі Віктору Фетисову, директору компанії «АЕС-Центр», за терпіння в роботі зі мною.

Звичайна схема підключення сонячної електростанції виглядає так: пластина + інвертор = електрику.

Але ця схема не забезпечує повної автономії: у нічний час електрику споживається з міської мережі, а вдень надлишок електрики скидається в міську мережу. Немає акумуляторів для безперебійної роботи тільки на сонячній енергії. Але я ще повернуся в своїй розповіді до цієї схеми як до однієї з найбільш вигідних і простих в реалізації.

Так як я хотів перевести будинок повністю на сонячну енергію, до схеми додалися акумулятори та контролер.

В процесі проектування обговорювалося багато різних схем включення електростанції в домашню мережу. Деяких з них мені здалися зовсім незручними для урбанізованої людини. Я вибирав варіант підключення, який був би зовсім непомітний для сім'ї, щоб вони взагалі не повинні були замислюватися, звідки в розетці електрику і чи є зараз сонце.

Сонячні батареї підключаються до инвертору, який з постійної напруги робить змінні 220В. Інвертор підключається до контролера, який виконує ключову розподільну роль: до нього підключається інвертор від сонячних батарей, акумуляторні батареї та міський електричний кабель. І саме контролер видає в будинок 220В для використання. Загалом, підключаємо всі запчастини до контролера, і нехай вже він думає, де брати електрику.

Логіка роботи така. Якщо є достатня сонце, контролер використовує сонце; якщо сонця немає або недостатньо, він добирає електрику з акумуляторів; якщо вони порожні - підключає міської джерело електрики. Якщо сонця більше, ніж потрібно дому, контролер направляє електрику на зарядку акумуляторів. Якщо вони заряджені, він направляє надлишки електрики в місто. В місто? Це питання я на той момент відклав. Фетисов сказав мені: «Підключитися до міста нереально, так що будемо викидати надлишки, які не парся».

Так вийшла схема підключення. Далі потрібно було визначитися з потужністю сонячної електростанції і числом сонячних батарей. Скільки брати пластин?

Будинок в середньому споживає 8-10 кВт⋅ч в день - ця цифра обчислена діленням середнього рахунку за кілька місяців на 30. Не дуже точний метод, але його досить, щоб прикинути, що стільки енергії сонячна батарея повинна б видавати за світлий час доби.

Фетисов запропонував мені обмежитися 10 пластинами з розрахунку, що ми будемо видавати 2,5 кВт⋅ч в сонячний день і заряджатися 4-5 годин. Але тут я засумнівався. Очевидно, що вироблення сонячної енергії безпосередньо залежить від погоди, від кута нахилу пластин до сонця і від ККД самих батарей. Повертати пластини я не зможу, просто прикріплений їх до даху на південному схилі. Сонце протягом року теж гуляє по висоті і нахилу, погода частенько похмура ... Загалом, я не придумав нічого кращого, як збільшити число пластин до 20 з запасом в два рази від розрахункового. І це, як показав потім досвід, було правильне рішення.

Отже, я вибрав 20 пластин. Розмістити вийшло 8 на південному схилі, 2 на південному сході і 10 на східному схилі. Можна було на західному, але я вибрав схід - вирішив, що вранці більше сонця і якщо акумулятори за ніч розрядилися, то зарядка почнеться швидше.

Потім почав вибирати виробника сонячних батарей. Сонячні батареї бувають двох типів: монокристали і полікристали. Вони також відрізняються якістю виробництва. Кращий - Grade A. Монокристали краще працюють в похмуру погоду. Лідер ринку - китайська компанія Yingli, вони виробляють найбільше пластин в світі.

Я чесно намагався знайти російські пластини: я ж бачив, що на космічних станціях стоять наші, виробництва НВП «Квант». Але їх сайт на той момент був жахливим, інформацію я отримати не зміг, знайти постачальників - теж. Також я відкинув всі польські та німецькі варіанти: вони виявилися з китайського кремнію або недостатньо ефективними. А крім кремнію, в пластинах нічого розумного немає.

Після вивчення купи оглядів я вибрав Yingli YL270C-30b монокристали Grade A з ККД 17,2%. Збільшення числа пластин привело до збільшення інвертора. З ним я довго не вибирав - за порадою Крістофа і Віктора вибрав лідера німецького ринку, компанію SMA, і пристрій Sunny Boy 5000TL.

Наступний крок - контролер, штука велика і складна. По суті, всі програмування логіки роботи вдома на сонце знаходиться в ній. З виробником я вже визначився - це компанія SMA. Першим варіантом, який мені запропонували, була модель SUNNY ISLAND 6.0H. 6 кВт - це пікове навантаження, яку пристрій може тримати, здається, хвилин 30. А нормальна навантаження для неї - близько 4 кВт. Як зрозуміти, достатньо цього для будинку чи ні?

Почав рахувати пікове споживання в будинку. Я давно перевів весь будинок на діодні лампи, тобто освітлення споживає дуже мало: якщо всюди включити світло - буде максимум 500 Вт. Далі великі споживачі: електричний чайник 2 кВт, електроплита 2 кВт, пральна машина і сушарка - по 1 кВт.

Я хотів, щоб сім'я не замислювалася про споживання і жила як на міському електічества. Як не крути, виходило, що вранці ми можемо поставити нову прання, то, що достіралось за ніч, закинути в сушарку, і одночасно готувати сніданок і кип'ятити воду для кави. Це не дуже частий сценарій, але цілком можливий. Буде не дуже добре, якщо будинок в цей момент аварійно відключиться. Я знову підстрахувався і взяв модель SUNNY ISLAND 8.0H на 8 кВт в піке і 6 кВт в робочому режимі. Поки що будинок ні разу не виключився аварійно через пікового споживання.

З акумуляторами була та ще головоломка. Я знову вивчив кілька оглядів, графіки живучості та списки виробників. Допомогли мої консультанти - вибрав гелеві акумулятори фірми MHB модель MNG200-12 .

Моє споживання - 8-10 кВт⋅ч в день. Я вирішив взяти акумулятори з розрахунку на два дні без вироблення сонця. Зізнатися, я тоді упустив один дуже важливий показник. Довговічність акумулятора безпосередньо залежить від глибини розрядки: якщо розряджати його не більше ніж на 30%, то проживуть вони 1800 циклів, це приблизно п'ять років. Але якщо розряджати на 100%, вони проживуть всього 350 циклів - вважай, рік, - а це зовсім небагато.

Підключив вісім акумуляторів, і вони накопичують приблизно 20 кВт⋅ч. Уже після запуску всього проекту у мене перегорів запобіжник перед будинком, і ми дізналися про це тільки через два дні. Так що розрахунок на автономне живлення на два дні виправдався. А ось накопичення при 30% зарядці забезпечує всього 5-6 кВт⋅ч, що потім явно виявиться недостатнім для ефективної роботи в повністю автономному режимі.

Потрібно відзначити, що проблема накопичення сонячної енергії взагалі зараз одна з найскладніших і дорогих в рішенні. Багато хто чув про проект Елона Маска з акумуляторами - якщо його акумулятори реально будуть жити десять років при 100% перезарядку, це буде прекрасно, мені б вистачило трьох таких. Але я поки не знайшов ніякої інформації про число циклів.

У серпні схема підключення була готова і обладнання вибрано. До збірки станції «АЕС-Центр» приступив в жовтні, робота йшла майже місяць. Приїхали хлопці з альпіністським обладнанням, забралися на дах і почали монтаж.

Всередині будинку я виділив місце на горищі - там встановили контролер, інвертор і протипожежний шафа для акумуляторів. Я попросив поставити автоматичну систему пожежогасіння і систему примусової вентиляції з датчиком. Також у мене є рубильник, з яким я можу махом переключити весь будинок на міську лінію і повністю знеструмити сонячну електростанцію. Підстрахувався.

Коли все було змонтовано, в один день ми переключили рубильник, і будинок відключився від міської електромережі і підключився до сонячної електричної станції.

Перший досвід

Отже, більшу частину року я забезпечую себе сонячною енергією з великим запасом. Ось травень 2015 року. За місяць я виробив 745 кВт⋅ч, спожив 300 кВт⋅ч. Більше 0,5 мегавата в плюс.

Як бачите, в сонячний день станція видає приблизно 30-35 кВт⋅ч, а споживаю я не більше 10 кВт⋅ч. Тобто влітку я виробляю 300% необхідної мені енергії. Так виглядає графік сонячного днів 6 червня 2015 року. Станція починає давати енергію вже о сьомій ранку. Пікова вироблення 4+ кВт⋅ч, і до 19-ї години вечора працює генерація.

Я пишу цю статтю 29 листопада. Сьогодні був похмурий день, низькі хмари. Вироблення склала всього 4 кВт⋅ч - приблизно 50% від необхідної мені енергії.

А ось весь листопад цього року. Я зміг забезпечити себе сонячною енергією всього на 40%.

Весь рік виглядає ось так. В даних за серпень помилка: у мене барахлить інтернет, поки ми були у відпустці, і дані не зарахувалися. Але вироблення була краще липня.

Як бачите, я забезпечую себе на 100% весь рік, крім чотирьох місяців - з листопада по лютий. В цей час забезпечення становить 30-70%.

Підключення до міської електромережі

Основна вироблення сонячної енергії припадає на середину дня, а основне споживання - на ранок і вечір. Протягом року максимум генерації припадає на літо, взимку генерація мінімальна.

Накопичувати сонячну енергію складно і дорого. Навіть протягом дня надлишок енергії нікуди накопичувати - не кажу вже про те, щоб накопичити на зиму.

Спочатку ми запрограмували контролер таким чином, щоб він для будинку брав енергію або від сонця або від акумуляторів при розрядці не більше ніж 40%. У зимовий період такий режим роботи виявився вкрай неефективним, та й влітку він був не найбільш оптимальним. Я втрачав електроенергію днем, ганяв батареї зайвими циклами.

І в цей момент я якось фізично усвідомив, наскільки важлива проблема з накопиченням енергії. Але поки вона не була вирішена, я вирішив, що потрібно спробувати підключитися до міської мережі і навчитися крутити лічильник в обидві сторони.

Підключення до міської мережі дозволяє використовувати місто як необмежений акумулятор. Будь-який надлишок в будь-який час скидати в нього і при необхідності забирати назад.

Я опублікував у своєму Facebook прохання познайомити мене з ким-небудь з електрозв'язку - і, о диво, мені дали контакти директора філії «Янтарьенерго», Леоніда Олександровича Михайлова. Я пішов до нього з проханням підключити мою сонячну електростанцію до міської електромережі і дозволити крутити лічильник в зворотному напрямку, коли я віддаю енергію місту.

Леонід Олександрович - прекрасна людина і професіонал. Уважно вислухав мене, зрозумів, з чим я прийшов, здивувався проекту - і захотів мені допомогти! Причому відразу пояснив, що буде складно, структура велика, завдання нова, але варто спробувати. Я написав заяву на підключення і став чекати. Леонід Олександрович неодноразово дзвонив мені, пояснював, на якій стадії зараз знаходиться питання. Таке уважне ставлення рідко зустрінеш з боку комерційних структур, а для великої держкорпорації це взагалі дивно. Коли справа дійшла до енергозбуту, я познайомився з ще одним прекрасним людиною, Олексієм Капиловим. Він теж доклав усіх зусиль, щоб підключити мене до міської мережі.

Всього п'ять місяців пішло на вироблення технічних умов по підключенню, і ось в серпні на порозі мого будинку з'явилася ціла бригада «Янтарьенерго». Вони зняли старий лічильник і підключили крутитися в обидві сторони новий, сертифікований.

Як з'ясувалося, перетік в міську мережу виконується дуже просто. У міській мережі напруга 220В. Мій контролер віддає надлишки енергії в мережу з напругою більше 220 В (237В, здається), і електрончікі перетікають з моєї мережі в міську, як вода в сполучених посудинах. Виявилося, що не потрібно міняти обладнання на підстанціях або взагалі в міській мережі (місто може приймати енергію!). Просто поставили новий лічильник і розмикач - захист на випадок аварійних відключень.

Уявіть собі сцену: вісім мужиків стояли перед будинком і чекали - і взялися голосно радіти і шуміти, коли після підключення до міста лічильник закрутився в зворотну сторону.

Мені сказали, що у мене перший будинок в Росії, який офіційно скидає електроенергію в міські мережі. Дивно, звичайно, якщо це так - але і радісно. Сподіваюся, що мої технічні умови стануть в нагоді і дозволять підключати інших значно простіше.

Поки що немає затверджених тарифів на покупку енергії у таких, як я, до того ж все це монополії, тому затверджувати тарифи складно. Але я і не чекаю, що мені хтось заплатить. Найголовніше для мене сталося: лічильник крутиться в обидві сторони, і місто стало моїм другим акумулятором. Ще раз хочу сказати спасибі Михайлову Леоніду Олександровичу. Прямо ось дуже круто, що ви є.

З поточних проблем з підключенням до міської мережі поки залишився тільки курйозний момент: я не можу занести в облікову систему енергозбуту актуального значення лічильника. В акті на підключення в кінці серпня у мене було зазначено число 14011. Через пару місяців вже було 13350, що говорить про те, що я генерував енергії більше, ніж споживала. Але обліковий софт не розуміє зменшення, і мені доводиться поки вводити початкове значення лічильника, щоб отримувати нульові рахунки за електрику. Ну і рахунки ще не приходять з нулем, якась автоматика виставляє про запас. Тут є, над чим працювати.

оптимальна конфігурація

Можливість підключення до міської мережі принципово змінює стратегію проектування сонячної електростанції.

Після підключення до міської мережі ми перепрограмували контролер. Тепер я не використовую акумулятори для накопичення сонячної енергії - надлишок сонця відразу скидається в міську мережу. Коли сонця не вистачає, енергія береться з міської мережі. Акумулятори використовуються тільки на випадок аварійних відключень електроенергії. У такому режимі очікування вони спокійно пропрацюють 20 років і не зажадають заміни.

Оптимальна конфігурація при наявності технічних умов Підключення до міської мережі буде включать в себе Всього два компоненти: сонячні панелі и Інвертор. Цього, в прінціпі, достаточно, щоб сделать Сонячна електростанцію и жити на сонячній ЕНЕРГІЇ. Інвертор сам вміє влаштовуваті перетікання в Міську ятір. Весь проект вийде на 50-60% дешевше, відповідно, окупність проекту значно прискориться. У такого підключення буде тільки один недолік - він не буде забезпечувати будинок безперебійним і резервним енергопостачанням. Але в міській мережі це, можливо, не так важливо.

економічна рентабельність

Мене неодноразово запитували, окупиться коли-небудь мій проект чи ні. Думаю, саме мій проект повністю не окупиться ніколи: він був зроблений не для економії, до того ж я місцями сильно перестрахувався від браку досвіду. Хоча за старим курсом покупки і в умовах підключення до міста у нього є шанс окупитися за десять років.

Сонячні батареї розраховані на десятиліття. Втрата ефективності з віком незначна, треба тільки не забувати їх протирати - я роблю це раз на рік. Гарантія на все обладнання - теж років десять. Акумулятори я навчився використовувати економно завдяки підключенню до міста.

Упевнений, що можна організувати економічно рентабельне підключення, особливо якщо скидати енергію в місто. Панелі та інвертор - ось і все, що потрібно. П'ять-сім років - цілком досяжний цикл окупності.

Можливо, в майбутньому з'являться більш ефективні сонячні пластини або більш надійні акумулятори. Я також впевнений, що з'являться готові набори для перекладу будинку на сонячну енергетику і можна буде здійснити такий проект значно дешевше і швидше.

на завершення

У мене тепер є нова звичка: у відрядженнях я відкриваю мобільний додаток, щоб дізнатися, чи був день в Калінінграді сонячним. З вироблення сонячної енергії і графіку я вже уявляю, чи було небо безхмарним, з рідкісними хмарами або йшов дощ. У момент публікації цієї статті на вулиці сонячно і будинок працює в плюс на 1,8 кВт. Мінус в даному випадку означає плюс.

Спасибі моїй коханій дружині за терпіння - я відчував його неодноразово. Особливо круто було взимку після підключення: я був у відрядженні, перегорів запобіжник на вулиці, і будинок, пропрацювавши два дні на акумуляторах, вимкнувся о другій годині ночі при -20 градусах морозу.

Мені подобається, що мій будинок працює на сонці і я більше віддаю енергії, ніж споживаю. Можливо, це взагалі головний принцип, яким потрібно керуватися по життю.

Якщо вам сподобалася стаття, створіть свій « Бітрікс24 ».