Альтернативна енергетика для кожного. Детальний гайд і фінансові розрахунки

У цьому партнерському матеріалі з Ощадбанком розповідаємо про найоптимальніші рішення для кожного випадку, розрахуємо швидкість окупності та доцільність інвестицій у персональну енергосистему та не тільки.

Готуй віз взимку, а сани – влітку, або чому це так актуально для нас

Регулярні відключення електроенергії в Україні якомусь геймеру не дали дограти важкий матч у DOTA 2, домогосподарці перервали улюблену телепередачу, фрилансеру не дали завершити роботу. А скільки зіпсовано продуктів у холодильнику?!

Комерцію це також зачепило, адже простій бізнесу коштує дорожче, ніж обслуговування умовного дизельного генератора, тому майже біля кожного магазину чи офісу можна було побачити генератор, які в центрі міст створювали цілий концерт гучністю понад 80 дБ.

Але далеко не для всіх ситуацій потрібен класичний генератор, у тому числі для бізнесу. Наприклад, невеликий офіс може працювати від потужної зарядної станції, а для домашнього використання актуальність такого рішення ще вища.

Так само власники приватних помешкань не раз задумувалися над сонячними панелями, вітряками чи тепловими помпами, але після побачених цін очі лізуть на лоба. Мовляв, обмежимось павербанком, економним ноутбуком і ліхтариками.

Перетворення приватного будинку чи квартири в багатоквартирному будинку на острів енергонезалежності – це безпрограшна інвестиція, яка не має терміну актуальності й з кожним роком стає все привабливішою (не лише в Україні). Для деяких категорій населення, які не можуть повноцінно працювати без електрики, така інвестиція ледь не пріоритетна.

Про доцільність та окупність зарядних станцій, вітрових генераторів, сонячних панелей, теплових помп та інших видів техніки генерації, накопичення та економію енергії поговоримо в окремому розділі, де порахуємо вигідність таких інвестицій і доцільність кредитування. Через загальну стурбованість питаннями енергетики українські банки пропонують вигідні умови кредитування, які інколи є безпрецедентними. Доведемо це на прикладі позик від Ощадбанку.

Пристрої генерації енергії

Головними джерелами альтернативної енергії для домогосподарств у природних умовах на території України є сонячні панелі, хоча в деяких випадках вітряки також можуть себе окупити за 7–10 років. Через віддаленість від екватора і значну кількість хмарних днів ефективність сонячних панелей в Україні також далека від ідеалу.

Не варто розраховувати, що заявлені виробником цифри будуть відповідати реальним, бо в таблиці технічних характеристик зазвичай пишуть теоретичний максимум, який сильно відрізняється від того, що отримує користувач.

Це стосується як вітрових генераторів, так і сонячних панелей, але купити лише їх недостатньо. Для повноцінної роботи потрібен інвертор та акумулятори. Потужність умовної сонячної панелі нестабільна, нерівномірна, тому гарний стабілізатор є обов’язковим. Саме завдяки симбіозу цих трьох компонентів можна отримати якщо не повну, то часткову енергонезалежність, наскільки дозволить масштаб системи.

Інвертор подбає про те, щоб домівка отримувала правильну синусоїду з напругою, близькою до 220 вольтів. Також він повинен мати більшу потужність, ніж сам пристрій генерації, тому інвертор завжди підбирають із запасом.

Наприклад, маленький вітряк EnerSun-5000 із сильними поривами вітру (ледь не ураган) видає до 5000 Вт. До нього рекомендують інвертор SunOn 6000 Вт та акумулятори на базі LiFePO4-елементів напругою 52 вольти та ємністю 100–150 А·год (ампер-годин).

Віддати за таку систему потрібно щонайменше 170–180 тис. грн (скільки-скільки?!). Так, придбати подібне відразу зможуть далеко не всі, але, щоб збільшити коло людей, яким така покупка буде по кишені, можна розглянути кредитування від Ощадбанку. Ціна аналогічних сонячних панелей з інвертором та акумуляторами буде не меншою.

Наскільки ефективними будуть пристрої генерації енергії та чи вистачить їхньої потужності в найгірших умовах? Середня швидкість вітру в Україні складає 5–10 км/год (не забуваймо про безвітряні дні, яких чимало), а безхмарних днів приблизно 200–250, хоча взимку сонце «працює» дуже мало (8–10 годин на добу).

Ці показники можуть відрізнятися, бо Україна велика та має різні погодні умови в різних регіонах, але суть зрозуміла: добову потужність, яку обіцяє виробник, потрібно ділити на два, а краще на три, якщо брати середній показник за рік. Ведемо до того, що рекомендують вибирати техніку із запасом, а не впритул до своїх потреб, мовляв, «усе ж розраховано».

Що ж тоді краще вибрати – вітряк чи сонячні панелі? Вітровий генератор може простоювати більшість часу, ледь обертаючи лопатями, а сонячні панелі взимку потрібно очищати від снігу. Вітряки краще підходять для тих, хто живе біля моря – там сильні вітри, а панелі більш універсальні.

Виходить, що все погано і краще палити дровами? Насправді вітер 2–3 м/с вже може розкрутити лопаті вітряка, а сонячні панелі отримують енергію (нехай небагато, але отримують) навіть взимку в лютий мороз. Деякі люди думають, що панелі ефективні лише в літню спеку та залежать від температури, але це не так. Альтернативна енергетика не завжди працює на повну потужність, але робить це весь час.

Мініатюрні сонячні панелі можна розміщувати хоч на балконі квартири. Цього вистачить, щоб зарядити смартфон. Але отримати по-справжньому потужні системи можуть лише власники приватних будинків, які мають достатньо місця для розміщення пластин. Про вітряки для жителів багатоповерхівок тим більше мови не може бути.

До речі, щоб придбати вітро- та сонячні установки для приватних будинків, існує спеціальна державна програма фінансування альтернативних джерел енергетики під 0%, у якій бере участь Ощадбанк.

Пристрої накопичення енергії

Павербанки в цьому розділі розглядати не будемо, бо це більше персональний зарядний пристрій, ніж побутового чи професійного призначення, який забезпечує роботу лише цифрової техніки, і то не надто потужної.

Більш цікавими є великі акумулятори, з якими можуть працювати цілі домогосподарства, наче від генератора. Представники «старої школи» не погодяться із цим: мовляв, краще придбати генератор і каністру палива до нього. Але ми провели розрахунки, які поставили все на свої місця.

Головним сценарієм використання великих батарей є їхній симбіоз з уже згаданими пристроями генерації енергії, тобто із сонячними панелями та вітровими генераторами. Вони є обов’язковим компонентом таких систем, які не мають ніякої цінності без можливості збереження виробленої енергії.

Будь-які акумулятори мають свій ресурс, питання лише який. Скільки циклів «заряд-розряд» повинна витримувати сучасна батарея, що недоговорюють маркетологи нових типів акумуляторів і чому варто відмовитися від свинцево-кислотних автомобільних акумуляторів – АКБ?

Про свинцеві акумулятори можна справді забути у всіх сферах людської діяльності, крім класичних автомобілів. Вони добре підходять для запускання стартера бензинового чи дизельного авто, але їх не можна сильно розряджати, особливо до нуля.

Автомобільний генератор постійно заряджає його, тримаючи високу напругу, тому здоров’я АКБ знижується повільно (вистачає до п’яти років), але в умовах тривалого розряджання не надто великими струмами такий акумулятор швидко вийде з ладу. Іноді достатньо 150–200 циклів, щоб знищити модель, призначену для автомобілів.

Тягові (гелеві) батареї – це вже інша річ, адже вони витримують до тисячі циклів неглибокого розряджання, або до 400 повних циклів. Їх часто використовують для джерел безперебійного живлення, хоча останнім часом усе більше техніки переводять на новіші елементи з літію.

Робочий ресурс батарей може відрізнятися в десятки, а іноді в сотні разів залежно від виду. Наразі найпопулярнішими рішеннями для великих батарей є LiFePO4 (літій-залізо-фосфатний), адже вони мають найкращий баланс між тривалістю життя та силовими характеристиками.

LiFePO4 мають меншу щільність енергії відносно Li-Ion, що не дозволяє використовувати їх для портативних пристроїв, як-от ноутбуки чи смартфони, зате для накопичення зеленої енергії це те, що треба. У середньому цей вид акумуляторів працює 2–3 тис. циклів.

Також LiFePO4 безпечні, що дуже важливо для великих систем на кілька кВт*год. Ризики загоряння завжди залишаються, а завдання людини – знизити їх до майже нульового значення. Це все добре, але наскільки вони вигідні відносно тягових моделей?

За якісний гелевий акумулятор 2500 Вт*год (12 В, 200 А·год) доведеться віддати 20 тис. грн, а LiFePO4 обійдеться в 40–45 тис. грн. Це робить їх вигідною інвестицією в довгостроковій перспективі, адже ресурс в чотири-п’ять разів більший, а вартість – лише вдвічі.

Експерти рекомендують саме LiFePO4 для використання із сонячними панелями та вітровими генераторами. Вони довго служать, мають гарне співвідношення ціни до ємності, а також видають великий струм, тобто підходять для потужних інверторів на 5, 10 чи 20 кВт.

Пристрої накопичення енергії можна придбати завдяки пільговому кредиту в Ощадбанку – про це йтиметься далі.

А що, так можна було? Теплові помпи – найкращий вибір для домогосподарств

Тема теплових помп часто підіймається останнім часом, але багато українців досі не розуміють, що це за такий «чудо-насос» і як він допомагає економити на опаленні чимало коштів.

У двох словах: теплопомпа – пристрій, що працює за принципом холодильника чи кондиціонера, тобто за зворотним циклом Карно. Він переносить теплову енергію землі в опалювальний контур. Таке обладнання теж лише для приватних будинків.

Цей «підземний кондиціонер» має трубки, які вкопують на глибину кілька метрів під землю та наповнюють холодоагентом. Речовина під зниженням тиску попадає у випарну камеру, де набирає тепла від землі. Після нагрівання помпа стискає холодоагент (підіймається температура) і закачує в систему опалення.

Наприклад, модель Cooper & Hunter Evipower CH-HP12UIMPRM під час нагрівання споживає не більше ніж 4,4 кВт, а при цьому видає теплову потужність до 13 кВт. Тобто для отримання 3 кВт тепла використовується лише 1 кВт електроенергії. Звісно, магії «вічного двигуна» немає, але для нагрівання береться теплова енергія землі, чим гріх не скористатися.

Проблемою є висока вартість теплових помп та їхня неактуальність для жителів багатоквартирних будинків. За гарну модель для великої домівки доведеться віддати 150–200 тис. грн, а деякі коштують по пів мільйона гривень. Так, здається, що така серйозна інвестиція ніколи не окупиться, але це не так. Чим більший будинок, тим швидше помпа себе виправдає.

Як показує практика, теплові помпи економлять 50–60% коштів відносно найкращих сучасних систем електричного опалення та до 30–40% відносно газового. Якщо порівняти зі старими радянськими котлами (час їх позбуватися), у яких поганий ККД, то різниця буде ще більшою.

Чим більший маєток, тим швидше себе окупить теплова помпа, а з паралельним використанням джерел альтернативної енергії, наприклад сонячних панелей, помпу можна окупити за два-три роки активної експлуатації, а далі вона буквально зароблятиме гроші.

Кредити під таке обладнання, як теплові помпи, теж потрапляють під програму пільгових енергокредитів для населення від Ощадбанку.

Зекономив – значить, заробив

Час порахувати, скільки як довго окупатимуться джерела альтернативної енергії – комплексні системи, а не лише самі панелі теплових помп та іншої техніки, що покликана допомогти енергетичній системі України і своїм власникам.

У таблиці використовували такі значення:

1 м3 спаленого газу видає 9 кВт*год;
1 кВт*год спаленої електроенергії видає 1 кВт*год тепла;
вартість 1 кВт*год електроенергії – 4,32 грн;
вартість 1 м3 газу – 7,96 грн;
коефіцієнт споживання теплової помпи – від 1 до 2,6;
під «опаленням за рік» мається на увазі сім місяців, а не 12 з інтенсивністю, як в опалювальний сезон (множимо місячне значення на сім).

Параметр / Тип опалення	Теплова помпа	Електричне опалення	Газове опалення
Вироблене тепло, кВт*год на добу	40	40	40
Споживання, кВт*год на добу	15	40	40
Ціна опалення за добу, грн	64,8	172,8	87,56
Споживання, кВт*год на місяць	450	1200	1200
Ціна опалення за місяць, грн	1944	5184	2626,8
Ціна опалення за рік, грн	13 608	41 472	21 014,4
Ціна опалення за 5 років, грн	68 040	207 360	105 072
Економія з тепловою помпою за рік, грн		27 864	7406,4
Економія з тепловою помпою за 5 років, грн		139 320	37 032

Якщо в опалювальний сезон середня платіжка хазяїна невеликого приватного будинку (150 м2) склала 5 тис. грн, то з тепловою помпою це буде вже 3 тис. грн. Отже, за шість місяців зекономлено вже 12 тис. грн і це ще не враховано літній період з використанням кондиціонерів.

Так, теплові помпи вміють працювати як на обігрів, так і на охолодження. Для великих двоповерхових чи вищих будинків з опалювальною площею 200–300 м2 річна економія може скласти 30–40 тис. грн, а то й більше, якщо власник полюбляє ходити вдома босим і в шортах під час зимових морозів.

Хоч усі ці дані орієнтовні, та тенденція зрозуміла й актуальна для всіх споживачів. Електричне опалення з новим тарифом стає все менш вигідним, адже в таблиці, у якій наведено приклад помірного споживання, помітна величезна різниця.

З газовими котлами все складніше. Насправді 1 м3 природного газу може виробити до 9,5 кВт*год теплової енергії, якщо це дуже якісний газ. Також врахуємо додаткове споживання електрики помпою для перекачування рідини контуром.

При використанні джерел відновлювальної енергії різниця між газовим опаленням та електричним скорочується, іноді до нуля. Насправді вона може різко змінитися на користь електрики, адже невідомо, що буде з тарифами на природний газ далі.

Параметр / Тип опалення	Теплова помпа	Електричне опалення	Газове опалення
Ціна опалення за рік з системою альтернативної енергії потужністю 20 кВт*год на добу, грн	0	20 736	19 104
Ціна опалення за 5 років з системою альтернативної енергії потужністю 20 кВт*год на добу, грн	0	103 680	95 520

У таблиці враховували якісне, сучасне, ефективне та дороге газове опалення, а не застарілі системи з низьким ККД. З потужною системою панелей чи продуктивнішим вітряком можна зовсім не платити за електричне опалення (як у випадку комбінації теплової помпи з панелями на 20 кВт*год на добу), якому потрібно 15 кВт*год електричної енергії на добу для отримання 40 кВт*год теплової енергії.

У максимальній комбінації «теплова помпа + система альтернативної енергії» за п’ять років можна зекономити 100 тис. грн, або 20 тис. грн щороку. Для великих домівок економія буде значно більшою. Тепер порахуймо, скільки це все коштуватиме і скільки часу потрібно, щоб окупилося.

Не забуваймо про зелений тариф, який досі залишається вигідним для продажу енергії. Надлишок виробленої електрики власник потужної системи може продавати в мережу, тим самим допомагаючи стабілізувати стан усієї енергосистеми в Україні. Єдиним нюансом цього тарифу є те, що він не розповсюджується на обладнання, куплене в рамках державної програми кредитування «Енергонезалежність фізичних осіб – власників домогосподарств».

Станом на 2024 рік умови зеленого тарифу для нових користувачів виглядають так:

сонячні панелі до 30 кВт – 6,15 грн/кВт*год;
вітряки до 30 кВт – 4,88 грн/кВт*год;
сонячні панелі до 30 кВт на дахах, фасадах – 7,59 грн/кВт*год;
вітряки до 50 кВт – 4,38 грн/кВт*год;
комбіновані системи до 50 кВт – 5,15 грн/кВт*год.

Із джерелами альтернативної енергії так само як з відеокартами Nvidia – що більше купуєш, то більше заощаджуєш. Масштабування йде лише на користь у плані вигідності інвестицій, адже великі системи сонячних панелей чи потужні вітряки швидше себе окуплять.

Можливо досі садити на городі картоплю, еквівалент якої можна придбати за 3 тис. грн в супермаркеті чи на ринку. А «засіяти» площу сонячними панелями? В Україні з’являється все більше таких господарств, адже після нескладних обрахунків стає очевидним, що це чи не найкраща інвестиція, яка може бути в нашій державі в такий непростий час.

Моя енергонезалежність

Це все, звісно, дуже добре, вигідно і красиво виглядає після проведених розрахунків, але де взяти кілька сотень тисяч гривень, якщо людина працює не програмістом рівня system architect, депутатом чи начальником ТЦК? Не обов’язково збирати всю суму, і проценти за кредитами теж можуть бути цілком доступними.

Державна програма «Енергонезалежність фізичних осіб – власників домогосподарств», якою можуть скористатися клієнти Ощадбанку, дозволяє отримати кредитування до 10 років під 0% на суму до 480 тис. грн для особистих, не комерційних потреб.

Продовження https://itc.ua/ua/articles/alternatyvna-energetyka-dlya-kozhnogo-detalnyj-gajd-i-finansovi-rozrahunky/