Статьи

Сроки окупаемости солнечных коллекторов

Сроки окупаемости солнечных нагревательных систем - это один из самых важных вопросов который следует изучить для принятия решения о покупке и установке гелиосистемы. Именно этот вопрос одним из первых дадают наши клиенты. Мы предлагаем Вам самостоятельно убедится в эффективности и выгодности использования солнечного тепла. Ниже приведена таблица интенсивности солнечного излучения для нескольких городов Украины.
 

Средний месячный уровень радиации(солнечня постоянная) в городах Украины (кВч/m²/день)*

Средний показатель за последние 22 года	Jan	Feb	Mar	Apr	May	Jun	Jul	Aug	Sep	Oct	Nov	Dec	Среднегодовой
г.Киев, Широта 50.5 N, Долгота 30.5 E	1.69	2.56	3.15	3.49	4.71	4.19	4.48	4.40	3.14	2.44	1.39	1.44	3.10
г.Львов, Широта 49.5 N, Долгота 24 E	1.66	2.49	2.90	3.23	3.96	3.81	3.90	4.06	3.01	2.34	1.48	1.34	2.85
г.Харьков, Широта 49.59 N, Долгота 46.13 E	1.19	2.18	3.42	4.48	5.65	5.89	5.83	5.05	3.71	2.24	1.27	0.93	3.49
г.Одесса, Широта 46.30 N, Долгота 30.46 E	1.08	1.78	2.68	3.87	5.40	5.70	6.39	5.63	3.96	2.45	1.06	0.87	3.41
г.Тернополь, Широта 49.33 N, Долгота 25.5 E	1.09	1.86	2.85	3.85	4.84	5.00	4.93	4.51	3.08	1.91	1.09	0.85	2.99
г.Ялта, Широта 44.29 N, Долгота 34.9 E	1.27	2.06	3.05	4.30	5.44	5.84	6.20	5.34	4.07	2.67	1.55	1.07	3.58

* По данным NASA.

Введите данные о интенсивности солнечного излучения из таблицы выше, площадь ваших коллекторов, данные о стоимости 1 кВч энергии из таблицы ниже и дважды нажните кнопку "Расчитать". Вы получите данные по экономии энергии в кВч и в денежном выражении.

Уровень Излучения (см. таблицу выше) =		кВч/m2/день
Площадь установленных коллекторов =		m2(1 вакуумная трубка = 0.13м2)
Стоимость энергии =		$/£/€ за 1 кВч
(нажмите дважды!) План производства энергии / экономии средств
В день = кВч В месяц = кВч В год = кВч		= грн/$/£/€ = грн/$/£/€ = грн/$/£/€

Как известно, солнечная энергия бесплатна. Однако, для использования этого ресурса всё же необходимы определённые затраты. Для использования энергии солнечного излучения потребуется:

1) Установка гелиосистемы способной улавливать солнечную энергию и передавать её используемой воде или теплоносителю по средством которого и будет осуществляться нагрев воды. Этот этап включает в себя затраты на приобретение самой системы и затраты на проведение инсталяционных работ (последнее, как правило, необходимо только в случае использования мощных закрытых активных систем, имеющих два контура и работающих при магистральном давлении водопровода).

2) Резервный источник энергии для наиболее эффективного функционирования гелиосистемы. Дело в том, что солнечные установки покрывают лишь часть Ваших энергетических затрат на получение тёплой воды и тепла для отопления помещений. В случае использования открытых пассивных систем дополнительного источника энергии не потребуется, но если речь идёт о более мощных установках, то потребуется резерв. С учётом климатических особенностей региона, характеризующегося умеренным климатом, Вы сможете покрыть примрно 50-70 % своих затрат (в первую очередь в зависимости от сезона), остальные 30 % придётся компенсировать за счёт дополнительного источника энергии (чаще всего это газовый котёл или электронагреватель). Однако даже в этом случае большую часть энергетических затрат можно покрыть неограниченным ресурсом солнечной энергии.

В таблице, приведенной ниже, можно сравнить стоимость энергии, полученной при использовании всех возможных традиционных энергоносителей. Несмотря на относительно невысокую стоимость энергоресурсов в Украине на сегодняшний день, годовые затраты на семью не выглядят такими оптимистичными, как можно было бы ожидать и это при том, что мы находимся на пороге значительного скачка цен энергоресурсов и в первую очередь наиболее широко используемых, таких, например, как природный газ.

 

Сравнение стоимости 1 кВт•час энергии, полученной на основе использования различных энергоносителей

Генерирующая система	Удельная теплота сгорания, кДж (на м3 или кг)	Тепловая мощность, кВт • час	КПД системы	Стоимость единицы ресурса, грн.	Стоимость 1 кВт • час	Затраты, грн. на 1 человека* (на семью из 5 человек)
						сутки	месяц 30 суток	год 365 суток
ГАЗОВАЯ
природный газ, м3	33500	9,31	0,90	0,98	0,12	0,21 (1,05)	6,30 (31,50)	76,65 (383,25)
сжиженный газ, м3	45200	12,56		2,00	0,18	0,32 (1,60)	9,60 (48,00)	116,80 (584,00)
ЖИДКОТОПЛИВНАЯ
дизель, л (плотность: 0,70)	33600	9,33	0,85	6,70	1,21	2,12 (10,60)	63,60 (318,00)	773,80 (3869,00)
бензин, л (плотность: 0,75)	33400	9,28		6,20	1,05	1,84 (9,20)	55,20 (276,00)	671,60 (3358,00)
керосин, л (плотность, δ: 0,80)	43500	12,08		7,00	0,85	1,49 (7,45)	44,70 (223,50)	543,85 (2719,45)
ТВЁРДОТОПЛИВНАЯ
кокс, кг	29300	8,14	0,70	2,25	0,39	0,68 (3,40)	20,40 (102,00)	248,20 (1241,00)
уголь каменный, кг	27000	7,50		0,70	0,13	0,23 (1,15)	6,90 (34,50)	83,95 (419,75)
уголь бурый, кг	13000	3,61		0,40	0,16	0,28 (1,40)	8,40 (42,00)	102,20 (511,00)
торф, кг	12100	3,36		0,23	0,10	0,18 (0,90)	5,40 (27,00)	65,70 (328,50)
дрова, кг	12400	3,44		0,30	0,12	0,21 (1,05)	6,30 (31,50)	76,65 (383,25)
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ
электричество, кВт • час	3600	1	0,99	0,2436	0,25 (для организаций до 1грн.)	0,44 (2,20)	13,20 (66,00)	160,60 (803,00)
* Усреднённое потребление горячей воды 1 человеком в сутки: 50 л (без учёта принятия ванн). Температура исходной воды для нагрева: 15 °С. Температура горячей воды: 45 °С. Для нагрева 1 л воды на 1 °С необходимо затратить 4,19 кДж. Необходимое количество энергии для обеспечения потребностей 1 человека (нагрев 50 л воды на 30 °С): 50л • 30°С • 4,19 кДж = 6285 кДж. При: 1 кВт • ч = 3600 кДж, получаем: 6285 кДж / 3600сек = 1,75 кВт • час. Для семьи, состоящей из 5 человек: 1,75 кВт • час • 5 = 8,75 кВт • час.

 

Сроки окупаемости оборудования

В зависимости  от типа и характеристик выбранного оборудования  гелиоустановки окупают себя за срок от 2-х до 5-ти лет.

Следует учесть то, что начальные вложения на установку солнечной водонагревательной системы в разы выше по сравнению с традиционными системами теплоснабжения (газовые или электрические котлы) и составляет примерно 80USD за один кВтч энергии (примерно 1900USD за 1кВт мощности системы). Однако дальнейшее использование системы дает возможность получать всю вырабатываемую солнечной установкой энергию бесплатно!. Солнечные водонагреватели способны обеспечивать до 100% потребностей в горячей воде и обеспечить от 50% до 70% экономии затрат на отопление. Производительность системы зависит от параметров солнечного излучения в конкретном регионе Украины. Например, для Киева этот параметр равен 3.1 кВтч в день на 1м2 (диапазон значений в течении года от 1.44 до 4.48). Это означает что солнечный коллектор на 30 вакуумных труб (площадь абсорбера 3.9м2) стоимостью 1500$ способен в среднем вырабатывать в Киеве 12.1кВтч в сутки (4412кВтч в год) или в Ялте(3.58кВтч/м2/сутки) 14кВтч в сутки (5100кВтч в год). Что в свою очередь дает возможность окупить вложения в установку солнечной установки в течении 2-5 лет в зависимости от используемого традиционного источника тепла и тарифов на энергоносители (тарифы на электроенергию и природный газ для частных лиц и для организаций отличаются в разы).

Наиболее экономически-эффективная конфигурация солнечных водонагревательных систем в случае необходимости подогрева бассейна. В этом случае используется 100% среднегодовой вырабатываемой энергии, т.к. в летнее время, все избыточное тепло используется для нагрева бассейна.

По данным сайта atmosfera.ua

Технико-экономическое обоснование
системы отопления и нагрева воды на базе гелиоколлектора + бойлер
(на основе оценки окупаемости гелиоколлетора) без учета стоимости монтажа.

1. Оценка гелиоколлектора.

Пример. Оценим гелиоколлектор типа IM-HP-O58-1800-30 стоимостью 10820 гр. (где 058 – диаметр трубы равный 58мм; 1800 – длина трубы равная 1,8м; 30 – количество труб в коллекторе.

1) Найдем рабочую площадь коллектора:

0,058 (м) х 1,8 (м) х 30 (шт.) = 3,132 ≈ 3,14м²

2) Найдем количество тепла в кВт/час, которое генерирует коллектор с учетом его КПД=0,8:
3,14(м²) х 0,8 = 2,52 кВт/час

3) Найдем количество тепла которое генерирует коллектор за год:

Знаем, что коэффициент солнечной инсаляции (по данным НАСА) на 1м², для Киевской обл. равен 3 кВт.

Тогда, 2,52 х 3 х 365 = 2759 (кВт/час) - количество генерируемого тепла за год

2. Оценка стоимости произведенного тепла коллектором в пересчете на электроэнергию

Цены на электроэнергию на Украине на сегодняшний день:
- для физ.лиц 0,24 гр. За 1 кВт/час;
- для юр.лиц 0,75 гр. За 1 кВт/час;

Тогда стоимость произведенного тепла в год:
- для физ.лиц 2759 х 0,24 = 662 (гр в год)
- для юр.лиц 2759 х 0,75 = 2068 (гр. в год)

3. Оценка окупаемости:
- для физ.лиц 10820 : 662 = 16,35 лет или 6,11% в год
- для юр.лиц 10820 : 2068 = 5,23 лет или 19,11% в год

В денежном выражении:
- для физ.лиц (662 х 100%) : 10820 = 6,11% в год
- для юр.лиц (2068 х 100%) : 10820 = 19.11% в год

Т.е. - для физ.лиц 10820 гр принесут в год 6,11% или 662 гр.
- для юр.лиц 10820 гр принесут в год 19.11% или 2068 гр. (в этом случае 19.11% сравнимы с процентами в банке по депозитам)

 

 

* Солнечная константа - это количество солнечного электромагнитного излучения (солнечной радиации) на единицу площади, измеренной на внешней поверхности земной атмосферы на борту самолета, перпендикулярной к лучам. Солнечная постоянная включает в себя все виды солнечного излучения, а не только видимый свет. Она измеряется с помощью спутника, и составляет примерно 1,366 ватт на квадратный метр (Вт / м2)хотя это и колеблется примерно на 6,9% в течение года (с 1,412 Вт / м2 в начале января до 1,321 Вт / м2 в начале июля) из-за разной удаленности земли от Солнца, а также несколько тысячных изо дня в день. Таким образом, для всей Земли (которая имеет поперечное сечение 127400000 км2)мощность составляет 174001017 Вт, плюс-минус 3,5%. Солнечная постоянная, остаётся неизменной на протяжении длительных периодов времени.
1366 Вт / м2 эквивалентно 1,96 калории в минуту на квадратный сантиметр.