Як встановити домашні СЕС і ВЕС, скільки це коштує та чи вигідно користуватися енергією сонця і вітру в Україні. 15 нагальних питань про альтернативні джерела енергії під час блекаутів

Уряд активно заохочує українців встановлювати сонячні станції. З 1 липня 2023 року в Україні не треба отримувати дозвіл на встановлення сонячних батарей потужністю до 30 кВт. Більше того українцям обіцяють пільгові кредити під 0% для облаштування домогосподарств при купівлі обладнання потужністю 1–10 кВт.

Утім, поставити СЕС просто там і так, як заманеться, не можна. Необхідно звернутися до свого постачальника електроенергії та отримати технічний висновок про можливість приєднання до загальної мережі гібридних або мережевих сонячних електростанцій.

Окрім цього, доведеться отримати дозволи на будівництво будівель, монтажних конструкцій та інших компонентів, якщо вони потрібні для створення інфраструктури сонячної електростанції. У деяких містах України не дозволяють встановлювати сонячні електростанції на дахах історичних будівель.

Щоб заощадити місце, приватні власники батарей встановлюють модулі на даху, адже наземна установка заважає корисного використання землі в інших господарських цілях — на такій ділянці не вийде засадити город, розбити сад або поставити госпбудівлі для розведення тварин. Щоб встановити панелі на даху приватного будинку, варто звернути увагу на кут нахилу даху — в ідеалі він повинен бути не більше 40 градусів. Якщо дах плаский або нахил більш як 40 градусів, доведеться організувати додаткове кріплення за допомогою профілів. Спочатку закріплюють рамку з металевих профілів — метал забезпечить міцність і надійність конструкції, дерево в цьому відношенні сильно програє металу. Важливо, щоб конструкція забезпечила повну нерухомість сонячної панелі. Тільки після монтажу профілів починають кріпити до них сам пристрій.

У міських умовах також можна встановлювати модулі на дахах багатоповерхівок, але це буде складніше бюрократично — доведеться узгодити всі питання з комунальним господарством, отримати документи на оренду площі даху, утрясти всі формальності щодо технічних умов.

Але це досить поширена практика — в багатьох українських містах багатоповерхівки можуть похвалитися енергетичною автономністю завдяки сонячним батареям. Перед монтажем пристрою на дах слід перевірити її стан і, якщо потрібно, відремонтувати. Потім встановити каркас, щоб забезпечити оптимальний кут нахилу конструкції. Інвертори часто монтують в підвалах. Як варіант, можна використовувати козирок власного балкона для установки батареї в приватному порядку без узгодження безлічі деталей. 

Якщо немає можливості встановити конструкцію на даху, її монтують на відкритій місцевості, використовуючи ті ж каркаси з металу для опори. Також цей спосіб підходить в разі, якщо система має велику потужність і габарити, і на даху просто не поміститься.

Мешканці квартир мають обмежені можливості з встановлення сонячних панелей, бо для отримання необхідної потужності ними потрібно вкрити велику площу. Наприклад, для сонячної електростанції потужністю 10 кВт, чого вистачило б для потреб однієї сім’ї, потрібно близько 50 кв. м (розмір покриття — 5 м на 10 м).

Утім, навіть невеличка станція лише з кількох панелей за умови правильного її встановлення може забезпечувати мінімальні потреби однієї квартири. «Готового рішення немає, бо кожен об’єкт обраховується індивідуально. Проте в нас є приклади і ми вже не раз монтували сонячні панелі на балконі. Сучасні панелі мають потужність 550–570 Вт. Якби була можливість розмістити хоча б вісім панелей, то за сприятливих умов така станція покрила б основні потреби квартири», — розповіли ЕП в одній з компаній, яка продає і встановлює СЕС.

Мешканці квартир також можуть встановити панелі на стіні багатоповерхівки або на даху. У таких випадках потрібна згода мешканців будинку. Втім, таке рішення менш ефективне, ніж дахова електростанція.

Через невелику потужність квартирні рішення зазвичай використовують для економії електроенергії з мережі. Так робить житомирянин Ігор Карнаух, який встановив невеличку сонячну електростанцію на балконі квартири. Вона дозволяє заощаджувати до 500 Вт електроенергії щодня. Виробленої електрики достатньо для роботи телевізора, заряджання гаджетів та освітлення квартири.

Облаштування дахових сонячних електростанцій (міні-електростанцій) не потребує отримання містобудівних умов та обмежень земельної ділянки, відповідно до Наказу Мінрегіонбуду 06.11.2017 № 289.

Таким чином, особи, які хочуть збудувати дахову СЕС на будівлях, що належать їм на праві власності чи користування, можуть не отримувати містобудівні умови та обмеження, а також не виділяти окремо земельну ділянку під будівлею, на якій планується улаштування СЕС.

Але що не так з дозволом? В Україні діє Постанова КМУ від 7 червня 2017 р. № 406, яка містить перелік робіт з будівництва, які не потребують отримання дозволу та проходження процедури введення об’єкта в експлуатацію. Серед такого переліку існують наступні будівельні роботи: реконструкція, капітальний ремонт, технічне переоснащення внутрішніх силових та слабкострумових систем, які забезпечують функціонування будівель і споруд.

Звичайно, що маючи загальне розуміння технології улаштування дахових СЕС, цілком логічно, що будівництво дахової СЕС можна охарактеризувати як роботи з реконструкції чи технічного переоснащення силових систем електропостачання, а тому такі роботи не потребують отримання дозволу.

Але є наступний нюанс якщо в переліку робіт, для яких містобудівні умови не видаються, чітко вказано, що улаштування дахових СЕС не потребує отримання МБУО, то в Постанові КМУ № 406 такої чіткої вказівки, що «будівництво дахових СЕС не потребують отримання дозволу» — немає, що породжує неоднозначність трактування й можливі негативні наслідки (штрафи, приписи і тд)

Тому улаштування дахових СЕС повністю охоплюється поняттям реконструкції внутрішніх силових мереж, але з певним застереженням.

• дахова СЕС буде забезпечувати саме потреби будівлі чи споруди (оскільки мова йде саме про внутрішні системи, які забезпечують функціонування будівель)
• спосіб монтажу дахової СЕС не передбачатиме прямого втручання в несучі конструкції будівлі чи споруди та їх зміну.

Будівництво повинно здійснюватися з дотриманням вимог законодавства, будівельних норм, стандартів і правил та відповідно до розробленої та затвердженої в установленому законодавством порядку проєктної документації. Тобто, в будь-якому випадку замовник будівництва має розробити та затвердити проєктну документацію, а у випадках, визначених законодавством, — також провести експертизу проєкту. І лише на підставі розробленого проєкту, проаналізувавши конструктивні рішення та техніко-економічні показники, замовник повинен оцінити потребу в отриманні дозволу. 

Попри зовнішню схожість, існує кілька різновидів сонячних модулів, які розрізняються своїми характеристиками і вартістю.

1. Найбільш ефективними вважаються монокристалічні сонячні батареї, які виготовлені з кристалів кремнію, вироблених штучним шляхом. Чим чистіше кристали, тим вища продуктивність. Кристали кремнію густо пронизані металевою сіткою електродів, по якій і надходить електроенергія. Монокристалічні сонячні панелі володіють найвищим ККД (до 25%), але через це мають і високу ціну. Панелі чорного або темно-синього кольору повинні бути завжди звернені до сонця, тільки тоді пристрій буде працювати в повну силу.

2. Наступні по ефективності й продуктивності — полікристалічні сонячні панелі. Тут кремній уже поєднують із фосфором — другий елемент забезпечує рухливість електронів, а неоднорідність вкраплень кремнію значно знижує собівартість конструкції. Колір панелей зазвичай синій, а їхньою основною перевагою є можливість ефективного поглинання навіть розсіяного сонячного світла, водночас монокристалічні моделі працюють добре лише в ясну погоду, а в похмуру продуктивність різко падає. ККД полікристалічних трохи нижче — 18%. Як і монокристалічні, ці конструкції мають шар захисного скла, який оберігає їх від ударів, і рамку.

3. Третій різновид сонячних панелей — аморфні. До цієї категорії відносяться найдешевші сонячні батареї, їх низька ціна обумовлена малим ККД (6%) і недовговічністю — ефективність роботи пристрою можна спостерігати не більше 2 років, після чого вони вигорають і ККД значно знижується. Принцип конструкції наступний: на пластмасову, скляну або фольговану основу наноситься тонкий шар кремнію, який і бере участь у фотогальванічному процесі. Через малу товщину шару і його неоднорідність батареї не можуть прослужити довго і забезпечити високий рівень потужності.  

Розраховується кількість батарей фахівцями, виходячи з рівня споживання електроенергії.

Під час вибору того чи іншого типу сонячних панелей, експерти радять звертати увагу на низку основних характеристик: ККД, вартість, термін експлуатації, вагу, необхідну площу для вироблення 1 кВт енергії, кут падіння сонячних променів та сферу застосування.

Крім того, обираючи сонячну панель треба обов’язково звертати увагу на:

• температурний коефіцієнт — характеризує зміну виробітку електрики з урахуванням зміни температури навколишнього середовища на 1 градус (чим менший цей показник, тим менше сонячна батарея реагує на коливання температури, тобто вироблення енергії буде стабільнішим);
• гарантію виробітку — з часом потужність панелі знижуватиметься, проте існує граничний термін, впродовж якого зміна ККД не перевищуватиме 5–10% (його треба обов’язково враховувати);
• фізичний розмір — на тлі обмеженої площі даху будівлі або земельної ділянки висота, ширина та довжина сонячної панелі мають велике значення;
• номінальну потужність — один з основних показників, який характеризує об'єм електричної енергії, що може виробляти конкретна панель (у середньому потужність коливається від 100 до 320 Вт);
• відхилення номінальної потужності (у відсотках) — цей показник дає зрозуміти, наскільки сильно може відрізнятися рівень потужності, що видається, від параметрів, заявлених виробником.

Сонячна електростанція — загальна назва фотоелектричної модульної станції. До нього входять фотомодулі, інвертор і набір комутаційного обладнання. 

Сонячні електростанції бувають чотирьох типів: 

• система безперебійного живлення для дому — сонячна панель, інвертор та блок акумуляторів виручать при нетривалих вимкненнях світла;
• мережева сонячна станція — при наявності дозволу і достатньої кількості панелей можна продавати зайву енергію, відправляючи її у загальну мережу, але не працюватиме при перебоях з електропостачанням.
• гібридна сонячна станція — може працювати паралельно із загальною мережею, обладнана резервним акумулятором, що дозволяє накопичувати енергію й економити витрати у світлу пору доби;
• автономна сонячна система — сонячні панелі та акумулятори великої потужності коштують дорого, але добре забезпечують енергією за умови нестабільного електропостачання з мережі.

Ціна малої сонячної електростанції залежить від її потужності. Наприклад, обладнання потужністю 100 Вт коштує 10 000-15 000 грн. Станція потужністю 10 кВт з матеріалами та монтажними роботами — мінімум 250 000 грн. Стаціонарні СЕС, розташовані на балконі, можуть давати вищу потужність, ніж зарядні станції.

Вартість міністанції на основі портативної зарядної станції, потужності якої вистачить для забезпечення мінімальних потреб сім’ї при газовому опаленні в холодну пору року, становить близько 100 000 грн. Невеличка сонячна електростанція з інвертором «під ключ» коштуватиме близько $5 000.

Сонячні панелі загальною потужністю 2 кіловати коштують $800, хороший інвертор — $1100, літій-залізо-фосфатні акумулятори — до $2000. Також потрібні кріплення, кабелі і система захисту. Тобто з роботою — близько $5 000.

Бренд YASNO пропонує сонячні станції «під ключ». На сайті Yasno є калькулятор, який дозволяє оцінити приблизну вартість послуг. Так станція потужністю 5 кВт з річною генерацією 5900 кВт·год коштує приблизно 90 000 грн, а потужністю 10 кВт із генерацією 11 800 кВт·год на рік — 180 000 грн.

Сонячні панелі за допомогою спеціального кабелю можна під’єднати до зарядних станцій на зразок EcoFlow. Виробники пропонують готові портативні системи із сонячними панелями, які легко під’єднувати. Недоліки таких систем — невелика потужність та низький рівень генерації електроенергії, особливо взимку

Помилки монтажу можуть привести навіть до виходу батареї з ладу або стати причиною пожежі, причому гарантія на такі ситуації не поширюється.

Ось найчастіші факапи при встановлення сонячних батарей і їх наслідки.

• Неправильний розрахунок необхідної потужності — брак електроенергії для забезпечення автономності об'єкта.
• Низька якість матеріалів, використовуваних для зведення каркасної конструкції — руйнування каркаса в результаті впливу сильного вітру, падіння сонячної батареї, порушення її цілісності.
• Неналежне кріплення — рухливість модулів, падіння з каркаса.
• Відсутність вентиляції конструкції — перегрів, зниження продуктивності системи.
• Недостатній догляд за конструкцією в снігову погоду — накопичення снігу може спровокувати перевантаження каркаса, його руйнування. Крім того, закриття робочої поверхні снігом не дозволяє проникати сонячному світлу, через що різко падає ефективність пристрою

Якщо обладнання було замовлено в ненадійних постачальників, можуть виникнути проблеми з гарантійним ремонтом, обміном, через що покупець буде зазнавати збитків.

Найефективніші сонячні електростанції у періоди, коли є багато сонця. Тому взимку чи у похмуру погоду розраховувати на їх максимальну потужність не варто. У нинішніх умовах невеличка СЕС — альтернативний варіант отримання електроенергії, а не спосіб заробітку. Утім, зазвичай для того, щоб «відбити» невеличку станцію з шести панелей, потрібно 3–5 років.

На СЕС також потенційно можна і заробити завдяки зеленому тарифу. Утім, під час війни та втрати генерації оформити усі документи достатньо непросто. Згідно з постановою Національної комісії, що здійснює державне регулювання у сферах енергетики та комунальних послуг (НКРЕКП) № 2653 від 29 грудня 2023 року «Про встановлення „зелених“ тарифів на електричну енергію, вироблену генеруючими установками приватних домогосподарств», вартість надлишку електроенергії, отриманої з альтернативних джерел, залежить від потужності генеруючих установок і дати введення їх в експлуатацію.

Так, «зелений тариф» на електроенергію, вироблену СЕС приватних домогосподарств, потужність яких не перевищує 30 кВт та які введені в експлуатацію:

• з 1 квітня 2013 року по 31 грудня 2014 року — 1445,21 коп/кВт·год (без ПДВ)
• з 1 січня 2015 року по 30 червня 2015 року — 1299,82 коп/кВт·год (без ПДВ)
• з 1 липня 2015 року по 31 грудня 2015 року — 807,24 коп/кВт·год (без ПДВ)
• з 1 січня 2016 року по 31 грудня 2016 року — 766,01 коп/кВт·год (без ПДВ)
• з 1 січня 2017 року по 31 грудня 2019 року — 729,12 коп/кВт·год (без ПДВ)
• з 1 січня 2020 року по 31 грудня 2023 року — 655,34 коп/кВт·год (без ПДВ)
• з 1 січня 2024 року по 31 грудня 2024 року — 590,24 коп/кВт·год (без ПДВ)

Крім того, «зелений тариф» для приватних СЕС потужністю не більше 50 кВт, встановлених на дахах та/або фасадах будівель та інших капітальних споруд і введених в експлуатацію з 1 січня 2019 року по 31 грудня 2019 року, становить 729,12 коп/кВт·год (без ПДВ).

На встановлення автономних вітрових електростанцій, які не мають виходу до зовнішньої електромережі, отримувати дозвіл не потрібно. 

Якщо говорити про гібридні електростанції, то відповідно до Закону України 3220-IX від 30 червня 2023 року побутові споживачі у своїх приватних домогосподарствах мають право встановити генеруючі установки, призначені для виробництва електричної енергії з енергії сонячного випромінювання та/або енергії вітру, потужність яких не перевищує 50 кВт, та продавати її за «зеленим» тарифом. Але порядок надання фінансової допомоги, зокрема кредитів, виключає продаж електроенергії за «зеленим» тарифом, пише «Фокус».

У Законі натомість вказано наступне: приватні домогосподарства можуть встановлювати генеруючі установки, приєднані до електроустановок, призначених для споживання електричної енергії напряму або через мережі такого споживача, за умови що встановлена потужність генеруючих установок не перевищує величину дозволеної (договірної) потужності електроустановок такого споживача, призначених для споживання електричної енергії, але не більше 30 кВт, та продажу виробленої, але не спожитої електричної енергії за механізмом самовиробництва.

Домашня електростанція має відповідати певним вимогам щодо ефектів, які виникають при експлуатації:

• обладнання іноземного виробництва (інвертори, вітрогенератори і так далі) повинно мати сертифікати відповідності українського зразка, а на українські — технічні паспорти;
• вітряк підіймається не більш ніж на 50 м над землею, якщо вище — потрібно робити оцінку впливу на довкілля;
• вітряк не перевищує допустимий рівень шуму.

В компанії AxiomPlus підрахували, що для обслуговування приватного будинку потрібне джерело електроенергії потужністю 2–3 кВт. Вітер є не завжди, тому вітрова електростанція працюватиме у середньому на 35% від розрахованої потужності. Таким чином для безперебійного енергозабезпечення будинку потрібне обладнання на 5–6 кВт або навіть більше.

Заступник голови правління в «Українській Вітроенергетичній Асоціації» (УВЕА) пояснив «Фокусу», що ефективність дуже залежить від виробника. Так для домогосподарства підійде український вітрогенератор, що має номінальну потужність 4 кВт при швидкості вітру 8 м/с і очікувану генерацію 800–1200 кВт·год залежно від сезону. А якщо брати китайські, то потрібна модель з номінальною потужністю не менш як 10 кВт, бо вони зазвичай розраховані на швидкість вітру від 15 до 20 м/с. Середня швидкість вітру протягом року, потрібна для генерації, складає 4 м/с. Такий вітропотенціал можна знайти практично скрізь.

Купити вітрогенератор для дому в Україні потужністю 400 Вт можна зараз приблизно за 7000–10 000 грн. Утім, щоб забезпечити домогосподарство енергією, таких може знадобитися 15 загальною вартістю до 150 000 без врахування супутнього обладнання та вартості монтажу.

Уже готову електростанцію потужністю 5 кВт одразу з турбіною, інвертором на 6 кВт, джерелом безперебійного живлення й акумулятором на 5 кВт·год пропонують за 160 000 грн. Встановлення обійдеться ще в кілька десятків тисяч залежно від складності об'єкта.

«0,8 кВт вітру виробляє за типовий зимовий день, стільки ж енергії, як сонячна станція потужністю 20–25 кВт», — запевняє Віталій Шестак, директор компанії SolarWind Systems.

Зазвичай невеликі ВЕС потужністю до 20 кВт окупаються за «зеленим тарифом» не менш ніж за 10 років, приблизно вдвічі довше за побутові сонячні станції. 

Кабінет Міністрів затвердив порядок використання коштів Державного фонду декарбонізації та енергоефективної трансформації. Йдеться про додаткову програму енергоефективності на 759 млн грн, повідомив прем’єр-міністр Денис Шмигаль на засіданні уряду 21 червня. Держава запропонує громадянам і бізнесу пільгові кредити на створення додаткових джерел енергії.

Кошти планують спрямувати передусім на зниження ставок за кредитами для реалізації проєктів енергоефективності та встановлення альтернативних джерел енергії, зазначив Шмигаль.

За його словами, держава розширює можливість отримати пільгові позики, аби бізнес і люди могли зменшити споживання електроенергії або створити додаткове джерело для її генерації.

Фізичні особи матимуть змогу отримати вигідні кредити до 480 000 грн на встановлення альтернативних джерел енергії — наприклад, сонячних електростанцій (СЕС) та вітрогенерації (ВЕС). Йдеться про тих, хто встановлює генеруючі установки з альтернативних джерел енергії у власних домогосподарствах. У документі зазначено, що:

• сума компенсації для установок потужністю до 10 кВт на одне домогосподарство становитиме 244 000 грн;
• максимальна сума кредиту — 480 000 грн терміном на 5 років.

Державну підтримку нададуть у разі встановлення вітряних електростанцій потужністю від 1 кВт до 10 кВт із гібридними інверторами, щоб вони могли працювати і автономно, і синхронно із зовнішньою енергомережею. До того ж системи потрібно під'єднати до акумулятора місткістю щонайменше 1 кВт·год на кожен 1 кВт встановленої потужності генератора. 

«Це дасть змогу громадянам та бізнесу забезпечити себе альтернативними джерелами енергії», — зазначав Шмигаль. За словами прем’єр-міністра, уряд активно працює над децентралізацією енергосистеми.