Гибридные системы

Общее описание гибридных ветро-солнечных систем зеленой энергии

Прогресс не стоит на месте и начало 21 века ознаменовалось настоящим прорывом в технологиях альтернативных источников энергии. Снизилась цена, повысилась эффективность, на порядок улучшилась доступность. Теперь каждый может приобрести и установить для себя систему экологичной энергии, которая будет без перебоев, вредных выбросов и шума давать свет и тепло. Теперь стало совсем легко обрести независимость от центральных коммуникаций. Можно установить собственное снабжение электричеством и свое отопление, навсегда избавившись от оплаты коммунальных услуг.
Особенностью всех систем зеленой энергии является, то, что расходы довольно велики вначале при установке, но зато потом получаемые свет и тепло обходятся почти бесплатно. Окупаемость почти всех систем альтернативной энергии составляет несколько лет в зависимости от местных  условий. При этом очень большие преимущества имеет Приморский край. Очень протяженная линия побережья с сильными ветрами предоставляет огромные возможности по установке ветряных турбин для получения электричества. А южное расположение края на одной широте с Японией, Кавказом, Болгарией обеспечивает самое большое в России число солнечных дней и огромный потенциал использования солнечной энергии для отопления, получения горячей воды и электричества.
Есть в этой сфере и свои подводные камни. Людей отпугивают незнакомые технологии. Неразвитость отечественного производства обрекает россиян на использование импортной продукции, достаточно дорогой из-за ввозных налогов и пошлин. При этом совершенно непонятно как ориентироваться в новых товарах. На какие параметры обращать внимание и как получить качественный товар? Иначе вместо ожидаемого блага можно получить большую порцию разочарования. Такие примеры уже есть в крае.
Вот поэтому нами и разработан настоящий каталог, где любой может найти ответы на многие свои вопросы. Здесь представлены наиболее подходящие для использования в Приморье образцы зеленой энергетики. Все приведенные здесь модели проверены и действительно работают в соответствии с заявленными характеристиками. Поскольку приобретение автономной энергетической системы является покупкой не на год, не на два, то в любом случае следует посоветоваться со специалистами, которые оценят ваши потребности, возможности для размещения оборудования и порекомендуют оптимальный вариант.

Сравнение ветряных, солнечных и дизельных систем автономной электроэнергии

Сравнение столь разных систем является довольно неоднозначным. У каждого источника электроэнергии есть свои недостатки и преимущества, понимание которых позволяет потребителю выбрать оптимальный вариант для себя. У ветряной турбины, солнечной панели и дизельного генератора есть одна главная общая черта – они могут вырабатывать электричество для автономного децентрализованного использования. А вот дальше идут сплошные различия. Мы не будем здесь подробно рассматривать дизельные (бензиновые) системы, поскольку они уже довольно распространены и их схема работы большинству потребителей известна. А вот с ветрогенераторами и солнечными системами большинство людей практически незнакомы.

Ветрогенератор (ветряк)

В настоящее время это основной вариант обеспечения электроэнергией автономного объекта там, где есть устойчивые сильные ветра. Ветряки стали невероятно популярны во всем мире и в частном потреблении и в промышленности. И на это есть серьезные причины. По сравнению с дизельной системой ветрогенератор имеет ряд очень существенных преимуществ.

1. Не требует топлива. Хотя изначальные затраты достаточны велики, содержание ветряка является очень дешевым. Используется практически бесконечная энергия ветра, а содержание сводится в основном к периодическому осмотру. Если для дизеля приходится постоянно хранить, возить и подливать дорогостоящее топливо, то с ветряной системой у вас нет этих затрат и хлопот.
2. Работает постоянно. В отличие от дизельной системы, которую приходится постоянно включать и выключать, ветряная система годами работает сама по себе. Регулирование осуществляется автоматически контроллером заряда. Бытует мнение, что ветряная система не обеспечивает подачу электроэнергии в штиль, но в действительности потребитель использует энергию не напрямую с ветрогенератора, а с накопителей – аккумуляторов. Поэтому в отличие от дизеля электроэнергия в доме есть всегда, даже тогда, когда сам ветрогенератор не крутится.
3. Бесшумность. Людей часто пугают высоким уровнем шума, вибрациями и инфразвуком, якобы производимых ветряками. Но таких проблем уже давно не существует. В современных моделях ветрогенераторов частота вращения регулируется таким образом, что они производят минимум шума и вибрации. В маловетреную погоду ветряк практически неслышно. В штатном режиме лопасти будут максимум негромко «шелестеть». Шум ветра всегда будет заглушать шум самого ветряка. К тому же если ветер выше установленного порога, то будет срабатывать механизм автоматической остановки. Таким образом, ветрогенератор имеет большое преимущество перед тарахтящим дизелем.

Несмотря на ряд очевидных преимуществ у ветрогенераторов есть и определенные условия эксплуатации.

1. Необходимость устойчивых ветров. Ветрогенератор работает и выдает штатную мощность производства электроэнергии при условии устойчивых ветров со средней скоростью ок. 5 м/с. Производительность растет или падает с увеличением или уменьшением скорости ветра. Обычно на участках вблизи деревьев или лесопарковых зон скорость ветра значительно ниже летом и выше зимой. Поэтому перед установкой нужно проводить оценку силы и скорости ветра.

2. Установка на мачте. Для установки ветрогенератора требуется мачта, которая представляет собой трубу на растяжках или столб с более широкой нижней частью. Установка мачты и ветрогенератора требуют проведения земляных и строительных работ, в том числе с участием спецтехники. Установка, как правило, проводится в теплое время года и занимает одну рабочую неделю.

3. Профилактическое обслуживание. Первый раз профилактический осмотр следует провести через три месяца после установки, в дальнейшем разборку и осмотр рекомендуется проводить раз в год. Раз в три года следует обновлять смазку. Нормальным сроком службы ветрогенераторов считается 15 лет, но при правильной эксплуатации и своевременном обслуживании этот срок можно увеличить в два раза.

Солнечная панель (фотовольтаический элемент, солнечная батарея)

Вследствие большей технологичности в изготовлении солнечные элементы стоят примерно в два раза дороже ветрогенераторов аналогичной мощности. Но с другой стороны это компенсируется два раза большим сроком службы и целым рядом других преимуществ. А по сравнению с дизельной системой у солнечных панелей таких преимуществ еще больше.

1. Не требует топлива. Использование энергии солнца как и в случае с ветряной системой требует затрат только на установку. В дальнейшем потребитель получает уже бесплатную энергию и никаких головных болей по поводу обеспечения топливом. Солнце встает каждый день. Практически никаких специальных профилактических работ для солнечных панелей не требуется. Их можно разве что протирать от пыли.
2. Работает постоянно. Солнечная система, как и ветряная, регулируется автоматически. Ее не нужно постоянно включать и выключать как дизель. Нужно просто пользоваться получаемой электроэнергией, которая запасается, как и у ветряных систем, на специальных аккумуляторах. Поэтому энергия доступна для использования и днем и ночью.
3. Бесшумность. Поскольку электричество производится путем прямого преобразования энергии света, то нет абсолютно никаких шумов. Если дизель своим гулом может мешать вам и вашим соседям, то с солнечной системой таких проблем нет.
4. Длительный срок безаварийной службы. Качественные солнечные панели рассчитаны на работу в течение не менее 25 лет. За это время происходит постепенное небольшое снижение мощности. Следующие 20 лет система будет вырабатывать примерно 80% энергии от изначальной мощности. Таким образом, общий срок службы составляет 45 лет и выше. Для сравнения ветряная система обычно рассчитана на 15-20 лет, а дизель на 5-10 лет. При этом, поскольку в солнечных панелях нет движущихся частей, то практически исключены износ и поломка. Про механизмы двигателя дизель-генератора и ветряной турбины этого сказать нельзя.
5. Надежность. Солнечная система гарантированно вырабатывает электроэнергию каждый день от восхода до заката. Производительность снижается в пасмурную погоду, но все же солнечные панели дают электроэнергию и в этом случае. В этом смысле солнечные панели надежнее ветряных турбин, поскольку ветер значительно менее постоянен, чем дневной свет. В сравнении же с жидкотопливными системами можно предположить, что дизель более прогнозируем и надежен в плане обеспечения электроэнергии. Однако, следует помнить, что дизель может не завестись, поломаться, а также зависит от наличия топлива. С учетом этих факторов солнечные панели могут оказаться и надежнее.
6. Общедоступность. Солнечный свет есть практически везде и это в некоторых случаях критическое преимущество солнечных панелей перед ветряными и дизельными системами. Особенности рельефа, застройки, метеорологических особенностей, размера участка, могут не позволить разместить ветряк, а вот для солнечных систем ограничений гораздо меньше. Для солнечных панелей требуется лишь не затененная поверхность, желательно обращенная на южную сторону. Это обеспечить гораздо легче. При этом по сравнению с ветряком, не требуется установка мачты, ведь панели можно просто разместить на крыше. Преимущества у солнечных панелей по доступности установки есть и по сравнению с дизелем. Ведь далеко не везде есть возможность стабильной доставки топлива. А иногда такая доставка сопряжена со значительными затратами и трудностями. Солнце же есть везде.
7. Возможность любой мощности. У дизелей и ветряных систем мощность фиксированная. А вот у солнечных систем это величина произвольная. Можно установить маленькую мощность и использовать. Это обойдется дешевле. А если не хватает, то можно всегда нарастить, доставив больше панелей нужного размера.

У солнечной панели как кажется есть только преимущества. Но есть один недостаток. Как известно зимой световой день значительно короче чем летом. Поэтому солнечные панели зимой позволяют запасать меньше энергии. Сокращение дневной энергии в зимнее время особенно заметно в высоких широтах. Например, во Владивостоке количество энергии в июне больше чем в декабре в два с половиной раза. В Якутске эта разница составляет почти сорок раз. В этом отношении солнечные панели являются хорошим дополнение к ветрогенераторам, поскольку зимой они производят больше энергии чем летом из-за повышения скорости ветра.

Гибридные системы

У всех источников энергии есть свои недостатки. У жидкотопливных дороговизна содержания, у солнечных дороговизна установки, у ветряных непостоянство ветра. Поэтому для автономного и полностью надежного обеспечения энергией рекомендуется использовать объединенную, так называемую гибридную систему из трех компонентов. Таким образом, используются все преимущества и нивелируются недостатки. В гибридной системе основной источник энергии – это ветряной двигатель. Он как минимум в два раза дешевле солнечной панели, поэтому его установить целесообразнее, если позволяют местные условия. Вспомогательным источником энергии является набор из солнечных фотовольтаических панелей. Они помогают ветряному двигателю в производстве электричества и спасают в периоды длительной безветренной погоды. Иногда такие системы дополнительно снабжают еще и дизель-генератором. Это дает еще большую гарантию надежности. Иногда дизель-генератор ставят вместо солнечных панелей в качестве резервного источника питания. Это дешевле. Но на малых системах (до 20 кВт) все же использование солнечных элементов предпочтительней. Ведь солнечные панели работают каждый день и тем самым снижают разрядку дорогостоящих аккумуляторов, значительно продлевая срок их службы.

Солнечные и гибридные системы автономного обеспечения энергией

«Дачный»

Минимальная автономная система солнечной энергии для небольшого потребления. Хорошо подойдет для использования на даче. Солнечная мощность – 195 Вт. – вполне достаточна, чтобы полностью зарядить один аккумулятор за неделю. Этой энергии хватит для освещения нескольких комнат на выходных. Аккумулятор при полном заряде позволит продержать включенными более десятка энергосберегающих лампочек всю ночь. Можно также заряжать телефон, включать магнитофон и другие небольшие электроприборы. При этом для освещения надо использовать только энергосберегающие лампочки (люминесцентные или светодиодные).
Система состоит из солнечной панели 195 Вт, контроллера заряда, инвертера и аккумулятора. В принципе такую систему можно привозить и увозить с собой или можно устанавливать на дачный сезон и демонтировать для хранения на зиму. Срок службы солнечной панели – не менее 35 лет, аккумулятора и контроллера с инвертером – 12 лет.

• Солнечная панель HM-200 – 20 тыс. руб.
• Контроллер заряда – 3 тыс. руб.
• Инвертер (500 Вт) – 2 тыс. руб.
• Аккумулятор (12В 200Ач) – 17 тыс. руб.

Цена основной комплектации – 42 тыс. руб.

«Дачный-2» - 400 Вт

Такая система солнечной энергии дает в два раза больше электроэнергии. Также подходит для использования на даче или в доме постоянного проживания с очень небольшим потреблением энергии. Солнечная мощность – 390 Вт. Этого достаточно, чтобы зарядить два аккумулятора за неделю. Этой энергии хватит не только для освещения, но и работы различных бытовых приборов – компьютера, телевизора, холодильника, магнитофона и т. д. Ограничения есть только для наиболее энергоемкой техники – обогревателя, плиты, электрочайника. Для освещения желательно использовать энергосберегающие лампочки. Возможно использование системы солнечной энергии для создания «эффекта присутствия» на даче – одна или две лампочки будут автоматически включаться при наступлении темноты. Мощность системы может быть по желанию увеличена.
Система состоит из двух солнечных панелей, контроллера заряда, инвертера и двух аккумуляторов. Такую систему также можно устанавливать на дачный сезон и демонтировать для хранения на зиму. Срок службы солнечных панелей – не менее 35 лет, аккумуляторов и контроллера с инвертером – 12 лет.

• Солнечная панель HM-200 (2 шт.) – 40 тыс. руб.
• Контроллер заряда – 4 тыс. руб.
• Инвертер (1000 Вт) – 4 тыс. руб.
• Аккумулятор (12В 200Ач - 2 шт.) – 32 тыс. руб.

Цена основной комплектации – 80 тыс. руб.

«Малый гибридный» 2,6 кВт

Малая ветро-солнечная система повышенной надежности автономного энергообеспечения состоит из ветрогенератора мощностью 2кВт и 600 Вт солнечных панелей. Такая гибридная система подобно ветряной аналогичной мощности предназначена для освещения, использования бытовых приборов, ЖК телевизора, ноутбука, зарядных устройств, телефонов, чайника и прочих потребляющих приборов средней мощности. Один из самых надежных выгодных вариантов по соотношению цена/производительность. Такая система за месяц вырабатывает около 600 кВтч электричества. Этого достаточно для обеспечения нужд "энергоэффективной" семьи.
Основной источник энергии – ветряной генератор – может один - два раза в месяц не справляться с нагрузкой в случае длительной безветренной погоды. Проблему снимают параллельно работающие солнечные панели, которые дают электричество каждый день, независимо от ветра. При этом уменьшается глубина разрядки аккумуляторов, что способствует продлению их срока службы. В комплект входят: ветрогенератор, солнечные панели, гибридный контроллер заряда, инвертер, мачта с растяжками и 8 аккумуляторов. Рекомендуемая пиковая мощность инвертера - не менее 3000 Вт, что позволяет включать практически любые бытовые электроприборы.

• Солнечная панель HM-200 (3 шт.) – 60 тыс. руб.
• Комплект ветрогенератора HFWH-2 с гибридным контроллером – 80 тыс. руб.
• Инвертер (3000 Вт) – 16 тыс. руб.
• Аккумуляторы (12В 200Ач по 8 шт.) – 136 тыс. руб.

Цена основной комплектации – 292 тыс. руб.

«Стандартный гибридный» 5+1,5 кВт

Стандартная ветро-солнечная система повышенной надежности автономного энергообеспечения состоит из ветрогенератора мощностью 5кВт и солнечных панелей общей мощностью 1,5 кВт. Подобная система позволяет надежно обеспечить потребности в электричестве большинства владельцев частных домов и коттеджей. В месяц эта система вырабатывает не менее 1500 кВтч, что достаточно для работы любых электроприборов в нормальном режиме использования. В комплекте с солнечными коллекторами такой системы будет достаточно даже для обеспечения горячей воды и отопления для коттеджа площадью до 150 кв. м.

• Солнечная панель HM-250 (5 шт.) – 120 тыс. руб.
• Комплект ветрогенератора HFWH-5 с гибридным контроллером – 260 тыс. руб.
• Аккумуляторы (12В 200Ач по 20 шт.) – 320 тыс. руб.

Цена основной комплектации – 700 тыс. руб.

«Большой гибридный» 10+3 кВт

Большая ветро-солнечная система повышенной надежности автономного энергообеспечения состоит из ветрогенератора мощностью 10 кВт и солнечных панелей общей мощностью 3 кВт. Подобная система позволяет обеспечить потребности в электричестве практически любого коттеджа. Эта система может хорошо подойти для нескольких потребителей или для небольшой производственной зоны. В месяц эта система вырабатывает не менее 3000 кВтч, что достаточно для обеспечения электричеством 5 средних семей. В комплекте с солнечными коллекторами такой системы будет достаточно для обеспечения горячей воды и отопления большого коттеджа.

• Солнечная панель HM-250 (12 шт.) – 300 тыс. руб.
• Комплект ветрогенератора HFWH-10 с гибридным контроллером – 600 тыс. руб.
• Аккумуляторы (12В 200Ач по 32 шт.) – 540 тыс. руб.

Цена основной комплектации (с установкой) – 1440 тыс. руб.

«Большой гибридный-2» 20+6кВт

Большая ветро-солнечная система повышенной надежности автономного энергообеспечения состоит из ветрогенератора мощностью 20 кВт и солнечных панелей общей мощностью 6 кВт. Подобная система позволяет надежно обеспечить потребности в электричестве практически любого коттеджа. Эта система может хорошо подойти для группы потребителей или для небольшой производственной зоны. В месяц эта система вырабатывает не менее 6000 кВтч, что достаточно для обеспечения электричеством 10 средних семей. В комплекте с солнечными коллекторами (см. раздел 5) такой системы будет достаточно для обеспечения горячей воды и отопления большого коттеджа.

• Солнечная панель HM-250 (12 шт.) – 600 тыс. руб.
• Комплект ветрогенератора HFWH-20 с гибридным контроллером – 1100 тыс. руб.
• Аккумуляторы (12В 200Ач по 32 шт.) – 1056 тыс. руб.

Цена основной комплектации (с установкой) – 2756 тыс. руб.

Наш фонд оказывает информационную поддержку проектам возобновимой энергии на Дальнем Востоке и Восточной Сибири. Вы можете проконсультироваться о возможности установки ветряной системы для себя или своей организации у наших сотрудников:

Леонид Ким - исполнительный директор Дальневосточного фонда экологического здоровья kim@dvfond.ru
тел. сот.: +7-914-696-1995 тел./факс: 8(42337)35229