Можно ли отапливать помещение с помощью солнечной энергии?

В такой ситуации остается выбирать между автономным газоснабжением (газгольдер), твердотопливным котлом и электричеством. Два первых варианта имеют существенные недостатки: оборудование стоит дорого, трудозатраты на установку могут быть велики, к тому же такие приборы нужно обеспечивать топливом.

У электричества этих минусов нет, однако есть другой: высокая и постоянно растущая цена. Именно из-за этого электрическое отопление считается невыгодным, тем более если рассматривать его перспективы на 10-20 лет вперед. Но это касается только централизованного электроснабжения, а не альтернативных источников энергии - например, солнечной. Здесь все значительно проще: капиталовложения ограничиваются покупкой и монтажом оборудования, ему не требуются расходники, а техобслуживание сводится к очень простым операциям, которые можно делать самостоятельно. Кроме того, это "зеленая энергия" - полностью возобновляемая и не наносящая ущерба окружающей среде. В Европе, где вопросы экологии, экономии ресурсов и внедрения альтернативной энергетики сейчас главные на повестке дня, именно солнечная энергия считается самой перспективной.

Вопрос возможности отопления дома за счет солнечной энергии дискуссионный. Однако при грамотном подходе варианты возможны — и мы попробуем их рассмотреть. Следует сразу оговориться (об этом речь пойдет и ниже), что система отопления не может быть организована за счет автономной солнечной электростанции, и даже сетевую электростанцию лучше всего рассматривать не как основной, а как вспомогательный источник теплоснабжения, предназначенный для снижения затрат на электроэнергию.

Как выбрать солнечную электростанцию для отопления

Здесь важны четыре ключевых вопроса: устройство самой электростанции, технические характеристики фотоэлектрических модулей, степень энергоэффективности дома и устройство системы отопления, так как привычная схема "отопительный котел + водяное радиаторное отопление" в такой ситуации не подойдет.

Электростанция и степень ее автономности. При высоком потреблении энергии (при электрическом отоплении) есть смысл рассматривать сетевые солнечные электростанции. Они требуют подключения к централизованному электроснабжению и имеют перед ним приоритет: при достаточной выработке солнечной энергии питание осуществляется от СЭС, а при недостатке собственной мощности или в темное время суток система "добирает" электричество из централизованной сети. Понятно, что за него тоже приходится платить, но в конечном счете это выгоднее, чем просто централизованное электроснабжение: во-первых, значительная часть потребляемой энергии будет поступать все же от солнечной установки, а во-вторых, при дифференцированном тарифе на электричество (двух- или трехтарифная система) "ночные" киловатты дешевле "дневных" в 2,5-3 раза. Этот вариант представляется наиболее подходящим для отопления дома.

Автономно-гибридные электростанции дополнительно оснащаются аккумуляторами и могут какое-то время работать как полностью автономные, обеспечивая надежное резервирование. Они позволяют подключить часть потребителей к солнечной энергии, а другую часть - к обычной сети 220В, так что можно скомбинировать источники энергоснабжения так, чтобы наиболее важные потребители были запитаны от автономно-гибридной электростанции и тем самым защищены от внезапного отключения электричества. В хорошо утепленном доме автономно-гибридная электростанция способна взять на себя роль поставщика энергии для части электроприборов, и таким образом снизить совокупные эксплуатационные расходы.

Резюме: если речь идет об обогреве дома от солнечной электростанции, автономность недостижима. Но при наличии подключения к централизованной электросети можно продумать варианты использования солнечной энергии для покрытия не всех, а части потребностей, снизив общие затраты на электричество. 

Солнечные модули. Это один из основополагающих компонентов солнечной электростанции, и ее производительность будет также зависеть от их свойств. Для отопления дома желательно иметь модули с максимально возможным КПД и способностью эффективно работать в условиях рассеянного освещения. Для южных регионов это менее актуально, а для Московской области, где насчитывается в среднем около 100 солнечных дней в году - это вопрос более важный. Обычные моно- и поликристаллические ФЭМ (фотоэлектрические модули) менее эффективны, поэтому предпочтение лучше отдать, пожалуй, самой современной на сегодняшний день технологии - гетероструктурной.
.

Гетероструктурные солнечные панели - новинка российского солнечного рынка, чего не скажешь про зарубежный. Превосходство этой технологии признано европейскими потребителями. Во всем мире пока насчитывается всего несколько производителей солнечных панелей этого типа, так как инвестиции в организацию производства довольно серьезные. Стоит упомянуть, что одним из производителей, выпускающих гетероструктурные батареи, является российская компания «Хевел», которая разработала и внедрила собственную технологию производства гетероструктурных ячеек и модулей.

Солнечные модули, созданные по этой технологии, сочетают в себе достоинства классических моно- и поликристаллических: рекордно высокий КПД (до 22,3 % при BiFI +20%) и способность с максимальной отдачей использовать даже самый слабый свет. При этом они лишены недостатков, свойственных "предшественникам":

    • Сохраняют максимально возможную мощность при нагреве. Это важно не только для теплого времени года: прямое солнце, падающее на темную поверхность, способно нагревать ее даже в холодную погоду.

    • Практически не подвержены "старению", то есть потере мощности при долгой эксплуатации. За 25 лет официальной гарантии на мощность от производителя они теряют максимально не более 17% мощности. Таким показателем не может похвастаться ни одна другая технология. Срок эффективной службы гетероструктурных модулей более 30 лет.

Важен и еще один момент: максимально возможное количество ФЭМ для установки ограничено площадью кровли, а чем их больше - тем выше мощность электростанции. У гетероструктурных модулей коэффициент использования пространства максимален: если взять двускатную кровлю обычного дома 6х9 м, то площадь ската составит 30 м2 - это позволяет установить на одном скате 15 гетероструктурных модулей "Хевел" совокупной мощностью 4,8 кВт.

Резюме: если солнечная электростанция используется для отопления, следует выбирать модули с самым высоким КПД из возможных - гетероструктурные, которые к тому же обладают самым низким коэффициентом потери мощности в течение всего срока эксплуатации.

Система отопления. В данном случае придется отказаться от традиционного устройства отопительной системы, где теплоноситель поступает из проточного или накопительного нагревателя в радиаторы, расположенные в помещениях. По потерям тепла такая схема лидирует, а по степени комфорта проигрывает более энергоэффективным вариантам. При использовании солнечной электростанции разумно рассматривать низкотемпературные системы отопления (например, электрический теплый пол), инверторные кондиционеры, инфракрасные приборы, конвекторы или комбинацию перечисленных устройств. При этом важно понимать, что некоторые из них при определенных обстоятельствах применимы только как вспомогательные. Например, использование "инфракрасников" в помещении, где находятся люди, не рекомендовано: есть данные об их неблагоприятном воздействии на здоровье. С другой стороны, инфракрасные теплые полы таким свойством не обладают, так как их излучение поглощается напольным покрытием. Инверторные кондиционеры иногда называют "отоплением будущего", но у них есть существенный минус: впечатляющие значения КПД, заявленные в их технической документации, достижимы только в определенном диапазоне температур. В морозную погоду (ниже минус 10 градусов) инверторные кондиционеры сильно теряют производительность. Хорошую эффективность показывает отопление теплым полом: температура нагрева поверхности у него невысока, но за счет большой площади и циркуляции теплого воздуха снизу вверх в помещении создается очень комфортный микроклимат. Если система теплого пола оснащена терморегуляторами и автоматикой, это позволяет использовать электричество очень экономно, не задействуя режим максимального энергопотребления. Комбинируя разные источники тепла или используя их поочередно в зависимости от условий, можно добиться эффективного отопления при оптимальных затратах.

Резюме: если предполагается отапливать дом электричеством, в том числе от солнечных электростанций, придется уделить время и силы проектированию низкотемпературной системы отопления и обеспечить гибкость ее настроек.

Энергоэффективность дома. Отапливать электричеством можно только жилье с очень низкими показателями потерь тепла или дачные дома в период межсезонья. В идеале возможность отопления дома или дачи от солнечных батарей надо закладывать еще на этапе проектирования и обязательно делать теплотехнические расчеты, а потом с помощью специалиста по солнечной энергетике разрабатывать индивидуальную конфигурацию солнечной установки. Кроме того, потребуется точный проект системы отопления, который будет учитывать даже такие нюансы, как режим дня и время нахождения людей в каждом помещении: это позволяет обеспечить строго целевое расходование тепла и оптимальное использование ресурсов системы.

Резюме: экономичные современные системы электрического отопления оправдывают себя только в помещении, которое полностью соответствует стандартам энергоэффективности (А+ и выше). Это не фантастика: сейчас построить такой дом можно за относительно приемлемые деньги. Все доступнее по цене становятся и солнечные электростанции для частного потребителя, в том числе решения, готовые к использованию сразу после установки — все необходимые компоненты поставляются в комплекте, что гарантирует идеальную совместимость. Таковы, например, сетевые солнечные электростанции от «Хевел»: для приобретения комплекта «под ключ» достаточно лишь знать потребность вашего домохозяйства в электричестве и еще несколько самых простых вещей. Не представляет трудности и разработка индивидуального проекта, когда конфигурация создается под персональные потребности: такие проекты уже поставлены на поток, и специалисты компании могут  рассчитать и реализовать даже очень нестандартные решения.