Как рассчитать окупаемость солнечных батарей

Выгодно ли устанавливать солнечные панели

Многие убеждены, что солнца в России очень мало и ставить солнечные панели нет никакого смысла.

На первый взгляд это кажется правдоподобным, но на самом деле не совсем справедливо: в некоторых субъектах РФ установка солнечных панелей все-таки оправданна. В этой статье разберемся, от чего зависит экономическая эффективность солнечных панелей для частных домов и бизнеса: от солнца или скорее от тарифов на электроэнергию.

1. Соберем информацию об уровне инсоляции в субъектах РФ.
2. Подберем оборудование для солнечной станции.
3. Посмотрим на текущие цены — тарифы — в субъектах РФ.
4. На основе полученных данных выясним, кому и в каких субъектах РФ целесообразно рассматривать установку солнечных панелей.
5. Оценим целесообразность для конкретного субъекта РФ.
6. Рассмотрим законодательство.

Уровень инсоляции в России

В глобальном солнечном атласе, проекте Всемирного банка и Международной финансовой корпорации, различия между пустыней Сахара и российским Забайкальским краем в объемах потенциальной выработки солнечной электроэнергии не такие уж большие. На этой же странице атласа можно посчитать примерную выработку электроэнергии. Солнечная панель (PV) мощностью 1 кВт, установленная на крыше частного дома в Каире, выработает 1,713 МВт·ч в год, а точно такая же, но в Чите — 1,495 МВт·ч в год. Разница составляет всего 13%.

1,495 МВт·ч в год — потребление двух-трех лампочек при работе весь год по 16 часов в сутки, ночное время я исключаю. Это немного, но и мощность выбранной панели — 1 кВт — сравнима с мощностью электрического чайника.

По данным атласа, Забайкальский край — лидер по уровню инсоляции в РФ, а вот Краснодарский край находится только на 16-м месте . При этом среднегодовая температура воздуха в Чите, если проверить в Яндексе, составляет порядка +4…5 °C , а в Краснодаре — +12…13 °C . То есть высокая среднегодовая температура воздуха не повышает эффективность работы солнечных панелей.

Топ-10 субъектов РФ по уровню инсоляции

Эта таблица носит ознакомительный характер: если брать данные по городам, а не по субъектам РФ, позиции в рейтинге могут измениться. Географические координаты конкретного города дадут гораздо более точную информацию.

В глобальном солнечном атласе нет данных по субъектам РФ, расположенным выше 60 градусов северной широты, но это не означает, что там априори нецелесообразно устанавливать солнечные станции. Например, с 2015 года за Северным полярным кругом, в поселке Батагай в Якутии, успешно работает СЭС мощностью 1 МВт — она позволяет экономить драгоценное в тех краях дизельное топливо, используемое в генераторах. Но мы в рамках статьи будем рассматривать только субъекты, для которых есть данные по инсоляции и генерации энергии.

Оборудование для частной солнечной станции

Бытовые солнечные станции бывают сетевые, автономные и гибридные. Как следует из названия, сетевые используются в тех случаях, когда объект присоединен к внешней электрической сети и работает одновременно с ней. Автономные и гибридные могут работать без подключения к внешней сети.

Сетевые дешевле всех и позволяют уменьшить счета за электроэнергию, снижая объем потребления из внешней сети. Автономные и гибридные дороже, но позволяют накапливать электроэнергию в аккумуляторах, чтобы использовать ее в темное время суток или когда подача электроэнергии прерывается. Минус первых в том, что они не могут стать резервным источником энергии: при аварии во внешней сети не получится использовать энергию панелей, так как они автоматически отключатся. Минус вторых и третьих — в дороговизне.

Все солнечные станции состоят из солнечных панелей, коннекторов, то есть соединителей, проводов и инверторов, которые преобразуют постоянный ток от солнечных панелей в переменный и позволяют управлять всеми потоками электроэнергии. Аккумуляторы используются только в автономных и гибридных станциях.

Есть множество производителей оборудования, в том числе российских. Станцию можно скомпоновать из оборудования от разных производителей.

Для нашего анализа возьмем уже скомпонованные станции разных типов и мощности от разных поставщиков и посчитаем их среднюю розничную стоимость. Рассчитаем среднюю стоимость производства электроэнергии на протяжении всего жизненного цикла и выберем наиболее подходящий вариант, чтобы на его основе оценить целесообразность установки солнечных станций в разных субъектах РФ.

Для расчета возьмем средний срок службы панелей — 25 лет. Среднегодовой объем выработки электроэнергии посчитаем по инсоляции Челябинской области: там средний для РФ показатель, 1101 кВт·ч в год на 1 кВт мощности. Также учтем стоимость денег — возьмем среднюю ставку между банковским вкладом и кредитом, 8%, на срок службы панелей. Полную стоимость оборудования рассчитаем с помощью кредитного калькулятора.

Средняя стоимость солнечной станции

Чем выше мощность станции, тем дешевле энергия. Есть станции и большей мощности, чем 15 кВт, но мы ограничились средним объемом присоединенной мощности домохозяйств.

Мощность станции необходимо подбирать так, чтобы выработка электроэнергии не превышала средний объем вашего потребления. Даже если дом имеет присоединенную мощность 15 кВт, это совершенно не значит, что вам нужны панели такой мощности. 15 кВт в этом случае — ваш максимум, при превышении которого сработает автоматика и электричество отключится. А средняя потребляемая мощность может составлять только 1—5 кВт — на это значение и нужно ориентироваться, чтобы использование солнечной станции было экономически целесообразным.

В статье мы рассматриваем солнечные станции с точки зрения экономии, а не как резервный или автономный источник энергии. Поэтому мы не будем использовать автономные и гибридные станции: они сильно дороже. И у аккумуляторов гораздо меньший срок службы, чем у солнечных панелей, — а это негативно влияет на сроки окупаемости.

Для анализа мы возьмем сетевую солнечную станцию без аккумуляторов средней мощностью 5 кВт. Держим в голове, что выработка всех станций мощностью ниже 5 кВт будет дороже, а выше 5 кВт — дешевле.

Как победить выгорание

Текущие тарифы на электроэнергию в России

Для населения и приравненных к ним категорий потребителей в России устанавливаются тарифы на электрическую энергию (мощность).

Тарифы для населения рассчитывают региональные энергетические комиссии — на основе утверждаемых ФАС России методик расчета, а также в рамках утверждаемого ФАС коридора тарифов, то есть минимальных и максимальных значений. Свой тариф можно посмотреть в платежке или на сайте энергосбытовой организации, а для нашего расчета мы используем максимальные значения из коридора. Это не конечные тарифы, но значения близки к реальным.

Для юридических лиц в России цены формируются конкурентным образом на оптовом рынке. Лишь некоторые составляющие конечной цены электроэнергии имеют установленный тариф.

Конечная цена состоит из следующих составляющих:

1. Цена электроэнергии.
2. Цена мощности.
3. Тариф на услуги по передаче электроэнергии.
4. Размер сбытовой надбавки энергосбытовой компании.
5. Тариф на услуги иных инфраструктурных организаций.

По стоимости электроэнергии (мощности) для юридических лиц мы будем использовать прогнозные значения цен на 2021 год администратора торговой системы оптового рынка. Для услуг по передаче возьмем максимальные значения из коридора тарифов и утвержденные тарифы для федеральной сетевой компании. Это основные составляющие.

Прогнозы цен на электрическую энергию по субъектам РФ на 2021 годPDF, 1,38 МБ

Приказ ФАС от 14.12.2020 № 1216/20 «Об утверждении тарифов на услуги по передаче электрической энергии»PDF, 435 КБ

Сбытовую надбавку и иные платежи мы учитывать не будем: они окажут незначительное влияние на конечные цены для нашего анализа.

В каких субъектах РФ целесообразно устанавливать солнечные панели

В некоторых регионах использовать солнечные панели выгоднее, чем тратиться на электроэнергию. Самая очевидная разница получается в Нижегородской области: там за киловатт-час физическому лицу придется заплатить примерно 7 Р , а то же количество энергии, выработанное солнечными панелями, будет стоить 4,7 Р . Всего в России 33 региона, где солнечная энергия может принести выгоду в деньгах.

С юрлицами все намного проще: в России есть всего один регион, где тариф для них ниже, чем стоимость энергии с солнечных панелей, — Иркутская область.

Важно помнить, что итоговую оценку целесообразности надо проводить на конкретных объектах. В одном и том же субъекте РФ есть тарифы для населения с газовыми плитами и с электрическими — и они сильно разнятся. Это существенно повлияет на результат.

Как выбрать солнечную станцию и рассчитать ее экономический эффект

Вот что нужно знать для выбора станции и расчета эффекта:

1. Уровень инсоляции в вашем регионе.
2. Действующие цены — тарифы.
3. Объем вашего потребления электроэнергии.
4. Оборудование станции.

Обо всем этом мы уже говорили, но теперь делаем по шагам. Считать будем для частного дома в Москве.

Шаг 1: инсоляция. Чтобы узнать уровень инсоляции вашего региона, смотрим в солнечный атлас.

Выбираем тип объекта, например частный дом, и номинальную мощность солнечных панелей — 1 кВт. Получаем значение 1,016 МВт·ч в год с одного кВт мощности, или 1016 кВт·ч в год

Шаг 2: цены. Самый простой способ узнать текущие цены — посмотреть платежный документ. Если платежки под рукой нет, нужно зайти на сайт своей энергосбытовой организации, в моем случае это Мосэнергосбыт.

Физическому лицу нужно в разделе для частных лиц найти тарифы. Вспоминаем, газовая или электрическая плита стоит дома, а также какой счетчик установлен — однотарифный, двухтарифный, многотарифный. Если ничего из этого вспомнить не удается или вы не знаете, то используйте в расчетах однотарифный план для электрической плиты. Тариф указан с НДС.

Если вы юридическое лицо, в разделе для юридических лиц найдите предельные уровни нерегулируемых цен для потребителей мощностью менее 670 кВт. Выберите там первую ценовую категорию, договор энергоснабжения и уровень напряжения (НН). Либо используйте фактические параметры, которые вам известны. Не забудьте прибавить к цене НДС.

Предельные уровни нерегулируемых цен на электрическую энергию АО «Мосэнергосбыт»XLSX, 1,29 МБ

Шаг 3: считаем средний фактический почасовой объем потребления. Берем платежные документы с зафиксированными объемами потребления электроэнергии. Можно взять за три разных месяца в разное время года — например за июль, декабрь и апрель — и посчитать среднее значение. Либо взять одну весеннюю или осеннюю платежку: световой день меньше, чем летом, но больше, чем зимой, и не так тепло, как летом, но теплее, чем зимой.

Если у вас двухтарифный или многотарифный счетчик, нужно взять дневной объем потребления — в моем случае пик плюс полупик. Если однотарифный — берем тот объем, что там есть.

Средний фактический почасовой объем потребления = Показания счетчика за месяц / Количество дней в месяце / Количество дневных часов.

Дневные часы считаются исходя из утвержденных ФАС России тарифных зон суток. Во всех субъектах РФ это 16 часов.

В моем случае: (261 кВт·ч + 337 кВт·ч ) / 28 дней / 16 ч/день = 1,33 кВт·ч за час.

Приказ ФАС от 24.12.2020 № 1265/20 «Об утверждении интервалов тарифных зон суток для потребителей на 2021 год»PDF, 435 КБ

Шаг 4: выбираем подходящее оборудование. Выбирать будем по мощности и цене. Практически все солнечные панели и инверторы производятся в Китае — разница в качестве и производительности если и есть, то небольшая. Еще у инверторов бывают различные функции — полезные и не очень. Эти аспекты можно оценить по отзывам и описаниям самостоятельно.

Выбираем по мощности. Мы знаем, что в среднем за час наш дом потребляет 1,33 кВт·ч . А уровень инсоляции в Москве позволит с 1 кВт номинальной мощности панели выработать 1016 кВт·ч в год. Но нам нужно значение выработки за час.

Из 24 часов в сутках в среднем по году только 12 светлых. Это время с 6 утра до 18 вечера — летом больше, зимой меньше. Получается 4380 часов в год.

Теперь делим значение по инсоляции, 1016 кВт·ч , на количество светлых часов — и получаем, что панель мощностью 1 кВт будет вырабатывать 0,23 кВт·ч в час. А нам нужно подогнать выработку панелей до нашего среднего уровня потребления — 1,33 кВт·ч в час.

Умножаем по очереди на 2, 3, 5 и так далее, пока не получим значение, близкое к 1,33, но немного ниже. В нашем случае 5 × 0,23 = 1,15 кВт Р без учета монтажа — это 10—15% от стоимости станции. Срок службы панелей — 30 лет.

стоит сетевая станция ECO 50 мощностью 5,3 кВт

Стоимость сетевых станций мощностью 5 кВт

Шаг 5: считаем эффект. Для расчета эффекта нам нужно знать среднюю стоимость выработки киловатт-часа нашей станцией за весь срок ее службы.

1. Рассчитываем полную стоимость станции: 210 546 Р плюс 31 581 Р за монтаж плюс стоимость денег — 8% годовых на 30 лет. Получаем 639 590 Р .
2. Рассчитываем объем выработки станции за весь срок службы. Для этого значение инсоляции для Москвы, 1016 кВт·ч в год, умножаем на мощность станции. Получаем объем выработки 5080 кВт·ч в год. За 30 лет — 152 400 кВт·ч.
3. Делим стоимость станции на объем выработки: 639 590 Р / 152 400 кВт·ч — получаем 4,19 Р /кВт·ч.

Соберем все значения в таблицу и рассчитаем срок окупаемости:

Срок окупаемости = Стоимость оборудования / (Годовая выработка станции × Тариф в Москве).

Расчет выгоды и срока окупаемости солнечной установки при тарифе с электрической плитой

Итак, грубый расчет, не учитывающий ежегодный рост тарифов на электроэнергию и ежегодное небольшое снижение эффективности выработки станции, показал, что установка солнечных панелей может быть выгодной для частного дома в Москве, но срок окупаемости составит 22 года. Это в пределах срока службы панелей, но все равно очень и очень много.

Вероятно, через несколько лет, когда тарифы еще подрастут, а солнечные станции подешевеют, срок окупаемости сократится. Но, к примеру, если считать для юридического лица в Ленинградской области, срок окупаемости уже сейчас составит около 11—12 лет . А вот физическим лицам в Ленинградской области рассчитывать на целесообразность не приходится.

Также надо помнить: чем мощнее станция, тем дешевле выработка каждого киловатт-часа . Если ваша потребность в электроэнергии больше моей, установка станции будет выгоднее.

Действующее законодательство

В России в конце 2019 года вышел закон, который ввел понятие «объект микрогенерации». Из определения следует, что это объект, присоединенный к сетям напряжением ниже 1000 вольт, имеющий возможность выдавать электроэнергию в общую сеть в объеме, не превышающем величину технологического присоединения. И максимум 15 кВт. А также использующий для выдачи электроэнергии в сеть собственную электросетевую инфраструктуру, а не общую.

Строго говоря, солнечные панели, установленные на крыше среднестатистического частного дома, могут быть объектом микрогенерации.

Также в марте 2020 года в развитие этого закона вышло постановление правительства РФ, уточняющее некоторые вопросы.

Что законодательство нам дает:

1. Появляется возможность продавать излишки выработанной электроэнергии в общую сеть по договору купли-продажи с энергосбытовой организацией.
2. Появляется возможность сальдировать в рамках одного месяца объемы потребления из сети и объемы выдачи в сеть.

Что касается продажи электроэнергии сбытовой организации: излишки можно продать по цене, не превышающей средневзвешенную цену электрической энергии на оптовом рынке — это порядка 0,8—1,3 Р за киловатт-час без НДС. Это ниже рассчитанной нами средней стоимости выработки электроэнергии солнечными станциями, то есть продажу электроэнергии в сеть вряд ли можно назвать выгодной.

А вот сальдирование предоставляет возможность использовать общую сеть как некий аккумулятор. Когда нам не нужна выработанная электроэнергия, она отдается в сеть, а когда нужна — забирается из сети в том же объеме бесплатно.

Это очень важный момент, так как все расчеты экономической эффективности солнечных панелей производятся исходя из условия, что каждый выработанный киловатт-час на протяжении всего жизненного цикла станции был потреблен и ни одного не ушло «в землю». Без сальдирования в условиях частного дома это было бы невозможно: нам приходится покидать дом, чтобы сходить в магазин, в гости, в кафе, съездить в отпуск, а солнце светит и светит. Сальдирование позволяет накопить весь объем выработанной солнечными панелями электроэнергии и использовать его в удобное для вас время в рамках одного месяца.

Оба механизма — купля-продажа и сальдирование — работают вместе. Итоги формируются по итогам расчетного месяца. Если ваше совокупное месячное потребление — 1000 кВт·ч , а станция выработала 800 кВт·ч , то разницу, 200 кВт·ч , вы приобретете по тарифу из сети. Если потребление было 800 кВт·ч , а станция выработала 1000 кВт·ч , то разницу у вас купит энергосбытовая компания по ценам оптового рынка.

Если у вас установлен двухтарифный или многотарифный счетчик, то объемы выработки и потребления определяются и сальдируются в рамках соответствующих зон суток — день/ночь , пик/полупик/ночь . То есть в таком случае дневную выработку станции нельзя сальдировать с ночным потреблением из сети — только с дневным.

Как рассчитать окупаемость солнечных батарей

Установка домашней солнечной электростанции — это всегда ощутимые вложения. Кроме самих солнечных панелей, нужно оборудование для хранения и преобразования энергии. Даже с учётом того, что вы будете экономить на оплате счетов за электроэнергию, окупаемость солнечных батарей может растянуться на десятки лет, а иногда и вовсе так и не наступить.

Исходные данные

Для проведения расчётов основные переменные будут следующими:

• Сколько вы платите за электроэнергию от центральной энергосети.
• Общая стоимость комплекта солнечной электростанции.
• Предполагаемый уровень выработки энергии от вашей солнечной системы.

Для ориентировочного, «грубого» расчёта этих вводных будет достаточно. Но для более детального прогноза окупаемости солнечных батарей следует также учитывать постепенный износ фотомодулей, подорожание тарифов на электроэнергию и то, будете ли вы продавать часть электричества государству.

Тарифы на электроэнергию и потребляемость вашего дома

Это, пожалуй, ключевой фактор, вокруг которого будут производиться все расчёты. Чтобы определить окупаемость солнечной системы, нужно понимать, сколько электроэнергии уходит на потребности домохозяйства.

Ознакомившись с квитанциями за электроэнергию, вы можете высчитать среднее потребление электроэнергии вашего дома в кВт/ч. В каждом счёте указывается цифра за месяц и лучше сложить данные последних 12 платёжек, чтобы видеть годовую картину. Зная текущий тариф, можно спрогнозировать, сколько вы заплатите за следующий год. Однако за такое же потребление электричества уже в последующие года придётся заплатить больше, ведь минимум раз в год тарифы растут, причём по всей стране по-разному. В идеале можно изучить историю роста цен на электричество в вашем регионе и прикинуть, что будет дальше, или просто заложить ориентировочное подорожание кВт/ч на 5% в год.

От того, сколько ваше домохозяйство расходует электричества, будет зависеть и необходимая мощность солнечной электростанции, а следовательно — её стоимость.

Сколько стоит комплект солнечных батарей

Хорошая новость в том, что из года в год солнечные электростанции для дома становятся доступнее. Но если ваша цель — полная автономия, то нужно готовиться к большим расходам.

В первую очередь необходимо сделать расчёты того, сколько вам понадобится солнечных панелей, чтобы покрыть все потребности в электроэнергии. Тут отталкиваемся от ежемесячного потребления дома и уровня инсоляции в вашем регионе. У нас есть подробный материал, который поможет произвести расчёты.

Считаем окупаемость солнечных батарей по формуле

Окупаемость — это период, по истечении которого вы отобьёте изначальную стоимость солнечной системы посредством экономии на счетах за электроэнергию.

Простая формула для грубого расчёта выглядит так:

Период окупаемости = Стоимость электростанции / (Выработка электростанции в год × Тариф).

Разберём на примере. Предположим, что вся система с установкой обошлась вам в 400 000 руб, в год она способна выработать 5 000 кВт *ч, а текущий тариф на электроэнергию — 5 руб/кВт*ч. Подставив все значения в формулу, получим следующее:

400 000 / (5 000 x 5) = 16 лет.

Эта формула ориентировочная, т.к. не учитываются расходы на замену, например, аккумуляторов, постепенное снижение КПД панелей и ежегодное повышение тарифов на электроэнергию. К тому же излишки электроэнергии вы можете продавать. Т.к. все эти переменные достаточно сложно предвидеть, лучше остановиться на «грубом» расчёте. Тем более, что дополнительные расходы и снижение эффективности модулей компенсируются повышением тарифов.

Подведём итог

Окупаемость солнечных батарей зависит от географического положения и уровня ваших потребностей в электроэнергии. Имея цели сэкономить на платежах за свет, жители не каждого региона могут положиться на солнечную энергию, но это всё равно вклад в экологию.

Сколько денег можно сэкономить при помощи солнечных панелей

Солнечные панели могут обеспечить вас автономной электроэнергией и сократить счета за нее. Но насколько это эффективно, позволит ли сэкономить и как долго будет окупаться?

Солнечные панели в нашей стране целесообразны не везде. Вот что нужно учитывать, если вы хотите сэкономить на электроэнергии

Стоимость солнечных панелей и их эффективность складывается из нескольких факторов. Разберем их все по порядку.

Первоначальная стоимость

Расчет стоимости ваших солнечных панелей будет варьироваться в зависимости от фирмы, но в среднем за систему мощностью 10 кВт, включая батареи, преобразователи, аккумуляторы и другое оборудование, вы заплатите 1,5 миллиона рублей. Обязательно получите прайсы от нескольких компаний, прежде чем выбрать компанию-продавца. Если стоимость всей системы слишком высока, компании могут предложить кредит или рассрочку.

В качестве альтернативы существуют договоры аренды солнечных батарей, при которых вы фактически арендуете солнечные панели, но получаете всю вырабатываемую ими энергию. Но выгода от этого шага зависит от множества параметров, которые надо досконально рассчитать.

Коммунальные платежи за подключение солнечных батарей

Даже после подключения солнечных панелей вы можете получать счета за коммунальные услуги — просто за то, что вы подключены к сети. Подключение это необходимо, чтобы не лишиться электричества в случае резкого падения мощности солнечных батарей, отсутствия заряда в аккумуляторе или при поломке. Тариф по этой статье тоже необходимо учитывать при расчетах.

Сократить расходы

Одним из способов ускорить окупаемость ваших солнечных панелей является продажа избыточной энергии обратно в сеть. Тут все зависит от прогрессивности вашего района и поставщика электроэнергии. При такой продаже вы не сможете получить выплаты, но сможете претендовать на снижение выплаты за электроэнергию. Таким образом, если вы не используете много энергии в течение лета и генерируете значительный избыток, вы можете компенсировать часть расходов по этому пункту на осень или зиму.

Источник https://journal.tinkoff.ru/home-solar-power/

Источник https://nova-sun.ru/solnechnye-paneli/okupaemost-solnechnyh-batarej

Источник https://www.techinsider.ru/technologies/813933-skolko-deneg-mozhno-sekonomit-pri-pomoshchi-solnechnyh-paneley/