Влияют ли на их работу пыль, тучи и можно ли заряжать ими электромобили?
На днях мы открыли сбор на установку солнечных панелей в национальном парке «Угра» в Калужской области. Так мы поможем парку увеличить долю зелёной электроэнергии и сократить углеродных след. А ещё панели станут примером для школьников, студентов и туристов нацпарка, как возобновляемая энергетика может помочь в охране природы.
Вокруг солнечных панелей существует много мифов, и ещё больше — вопросов. Вместе со специалистами по возобновляемой энергетике мы решили ответить на некоторые из них.
Можно ли поставить солнечную электростанцию на крышу или фасад многоквартирного дома?
Да, можно, законодательство и технологии это позволяют. В России есть примеры таких крышных и фасадных солнечных станций, но для этого нужно пройти довольно сложные бюрократические процедуры: согласовать установку у муниципальных властей или получить разрешение от жильцов многоквартирного дома в ходе специальной процедуры голосования.
Как вариант, солнечная электростанция (СЭС) может монтироваться в ходе работ по капитальному ремонту дома, как, например, фасадная электростанция в Калининграде.
«К сожалению, пока по закону “О микрогенерации” многоквартирные дома не могут отдавать энергию в сеть, в отличие от физических и юридических лиц. Электроэнергия от СЭС, установленных на многоквартирных домах, идёт на покрытие общедомовых нужд, например, освещение подъездов, работу насосов. Экономический эффект при установке СЭС мощностью 10 кВт для МКД может составлять десятки тысяч рублей в год», — поясняет на своём опыте Алексей Терешин технический директор ООО “Радком”. С 2019 года компания представляет завод “Хевел” в Северо-Западном федеральном округе, который выпускает российские солнечные модули.
Возможна ли работа солнечных станций на Севере?
Несмотря на специфические условия инсоляции (облучения поверхности солнечным светом), солнечные станции могут работать и работают на Севере. Зимой в высоких широтах СЭС менее эффективны с точки зрения инсоляции. Однако они очень эффективны для так называемых изолированных энергосистем, не присоединенных к Единой энергетической системе, где электроснабжение традиционно обеспечивают генераторы на привозном и поэтому очень дорогом дизельном топливе. Среди успешных примеров развития солнечной энергетики в северных широтах — электростанции в Якутии, на Чукотке, где гибридные электростанции — солнечная станция плюс дизельный генератор — позволяют сократить использование ископаемого топлива.
Можно ли заряжать электромобили солнечной энергией?
Растущий рынок электромобилей и дорожного транспорта на электротяге требует дополнительных мощностей для зарядки аккумуляторов. «Запитать зарядную станцию от солнечной станции возможно. Более того, на сегодня это распространённая технология, — делится своим опытом Александр Говорин, эксперт в области ВИЭ и электротранспорта. — В энергодефицитных районах, например, в Южном федеральном округе, это может стать одним из выходов из ситуации, при которой солнечные станции смогут взять на себя растущее потребление энергии и мощности».
Запылённость солнечных панелей снижает выработку электроэнергии?
«Действительно, когда поверхность солнечных панелей покрыта пылью, эффективность выработки электроэнергии снижается на несколько процентов вследствие снижения количества солнечной радиации, достигающей полупроводников, — говорит Алексей Терешин. — Насколько снизится эффективность солнечной панели, зависит от толщины слоя пыли, и в российских условиях проблема пыли не актуальна в связи с достаточным количеством осадков и большим углом наклона панелей, который зависит от широты».
«Технологии очистки могут быть разными. Это могут системы автоматического полива, ручная очистка с использованием воды, — делится своим опытом Дмитрий Коняев, директор по развитию ООО “Умная Энергия”, занимающейся созданием систем возобновляемой энергетики в ЮФО и по всей России. — Но, как правило, на коммерческих крупных объектах такой очистки не делают, так как естественной очистки за счёт дождей достаточно. Исключением являются объекты, которые расположены вблизи источников сильного загрязнения, например, цементные заводы, объекты переработки зерновых культур и т. д».
Как влияет тень на генерацию СЭС?
На выработку электроэнергии также влияет затененность части панелей от рядом стоящих зданий или, например, опавших на поверхность СЭС листьев. Это ведёт к появлению нагревающихся участков на панели или так называемых хот-спотов — горячих точек или участков, где энергия от соседних панелей, подключённых последовательно к затенённой панели, уходит на нагрев этого затененного участка.
«Полностью исключить эту проблему нельзя. Но есть несколько подходов, которые уменьшат влияние этих факторов на работу СЭС», — делится опытом Дмитрий Коняев.
Что можно сделать:
- Оптимизировать расположение панелей для максимального увеличения воздействия солнца и минимизировать затенение от близлежащих построек или растительности. Это поможет значительно снизить риск возникновения горячих точек. Тщательный учёт ориентации панели и углов наклона ещё на этапе проектирования имеет решающее значение для оптимизации выработки энергии и предотвращения перегрева.
- Выбрать правильных производителей, которые поставляют панели без заводских дефектов — ведь именно на них, как и на затенениях, теряется выработка СЭС.
- Выбрать панели с обязательным наличием обводных диодов, которые будут автоматически отключать затененную панель из последовательной цепочки.
- Для сложных участков правильным выбором будут панели с ячейками HALF-CELL (технология изготовления ячеек солнечных панелей для повышения эффективности — прим. ред.), которые ощутимо уменьшают влияние затенений.
- Регулярно обслуживать и проверять системы, не реже одного раза в год.
«Для выявления хот-спотов можно использовать тепловизор, — делится опытом Алексей Терешин. — На правильно спроектированных и смонтированных станциях с максимальным исключением тени, хот-споты — крайне редкое явление. Тепловизор также может помочь выявить неисправные элементы или панели, вызывающие потери в выработке энергии и являвшиеся причиной пожароопасности».
Что касается туч. Если пасмурная погода застала солнечные панели в светлое время суток, то они они продолжают выработку электроэнергии, хотя и с меньшей эффективностью.
Горят ли солнечные панели?
Солнечные панели, как правило, изготавливаются из материалов, которые не являются легковоспламеняемыми, и, следовательно, не склонны к возгоранию. Тем не менее, возгорание возможно, как и на любом электрооборудовании, из-за воспламенения проводки или другого оборудования, находящегося рядом с панелям, например, разъёмов.
Статистика ситуаций с опасным перегревом оборудования солнечных электростанций показывает, что это крайне маловероятное событие.
«По опыту нашей работы, а это семь лет, было два случая, когда расплавился один из контактов и контактная коробка на самом солнечном модуле, — говорит Дмитрий Коняев. — Опять же, при установке хорошего оборудования, а именно — инвертора, который постоянно сканирует цепочки модулей, анализирует работу станции в целом и посылает отчёты об ошибках, а при необходимости и вовсе останавливает работу СЭС, можно избежать пожарной ситуации».
«Для снижения риска разогрева элементов системы необходимо использовать качественное оборудование, например, специализированные разъёмы, которые при этом также должны быть правильно “обжаты” специнструментом, — говорит Алексей Терешин. — Также важно соблюдать правила при монтаже, например, обеспечивать необходимое расстояние между кровлей и панелями, соединения должны быть защищены от проникновения влаги».
Перерабатываются ли солнечные панели?
Во-первых, нужно отметить, что отходы от отработавших солнечных панелей и другого оборудования СЭС относятся к электронному мусору (отходы электронного и электрического оборудования), куда входит, например, отработавшая бытовая техника. Существует миф, что панели — это токсичные отходы. Действительно, в некоторых панелях присутствует токсичный металл — кадмий. Но переработка электронного мусора, содержащего кадмий — кадмиевые аккумуляторы — не является чем-то новым. И, главное, современные панели не содержат кадмий, и сделаны из самого распространённого на планете элемента — кремния.
Во-вторых, в солнечных панелях много материалов, которые можно использовать повторно: стекло, алюминий, медь, полупроводники. Важный плюс — это то, что для основной переработки солнечных модулей их части нужно просто физически отделить друг от друга, а не применять какие-то химические технологии.
«В мире уже активно развивается бизнес по переработке солнечных панелей, — отмечает Александр Емельянов, эксперт проекта “Земля касается каждого”. — Более того, в ЕС, где с 2012 года солнечные панели включены в директиву об обращении с отходами электрического и электронного оборудования, это обязательное требование. Технологий и схем переработки панелей в мире уже существует множество, они продолжают развиваться вслед за распространением солнечной электрогенерации и постепенно выходят на экономическую оправданность. В России наука также не обходит стороной эту сферу — над технологиями разделения и переработки компонентов солнечных панелей работают специалисты Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ», Сколтеха, Московского государственного университета и другие. Некоторые из уже разработанных российскими учёными технологий обещают быть экологически чистыми и экономически оправданными».
В целом, солнечные панели могут служить до 50 лет. Хотя в нашей стране пока нет специализированных производств по переработке панелей, к моменту, когда солнечная энергетика станет масштабной, нужно подготовиться заранее. Для этого необходимо принять соответствующие законы и развивать инфраструктуру по переработке панелей.
Поддержите независимое экологическое движение в России
Стране необходимы независимые эксперты и природоохранные организации, которые могут дать независимую оценку экологическим происшествиям и решениям властей. «Земля касается каждого» — один из таких проектов. Оформляя регулярное пожертвование, вы вносите неоценимый вклад в развитие природоохранного движения в России.