Исследование энергетической и экономической эффективности фотоэлектрических систем

о
льшей площади ФЭМ для покрытия 
аналогичной нагрузки ГВС вследствие меньшего КПД ФЭМ по сравнению с КПД 
СВУ.
Устройства, комбинирующие в себе фотоэлектрический модуль и солнечный 
тепловой коллектор – солнечные термофотоэлектрические преобразователи, или 
PV/T-панели – также нашли свою нишу применения благодаря способности 
работать при низком уровне инсоляции [75]. Данная конструкция позволяет 
сократить потери энергии ФЭМ, обусловленные снижением КПД при повышении 
температуры модулей, за счет охлаждения ФЭМ теплоносителем солнечного 
коллектора. Отмечается потенциал их использования для увеличения К
сп
в 
условиях ограниченности доступной площади под размещение приемников 
солнечного излучения, например, в городской среде в Китае [76]. В то же время, 
PV/T панелям присущи перечисленные выше недостатки СВУ [77]. 
Как и в случае с электрохимическими накопителями энергии, доля 
потребленной локально энергии от общей произведенной ФЭС за счет 
использования водонагревателя может быть значительно увеличена при внедрении 
в схему более сложных алгоритмов управления «зарядом» бака водонагревателя, в 
данном случае – нагревательным элементом, или ТЭНом. Так, в [71] за счет 

---

37 
использования прогнозирующего контроллера (англ. - 
Model Predictive Control
, 
MPC
) для управления ТЭНом в зависимости от прогнозной производительности 
ФЭМ удается достигнуть более полного использования как ресурса 
водонагревателя, так и энергии солнца: в солнечные часы осуществляется нагрев 
«про запас» до довольно высоких температур (порядка 80°С), в то время как ночью 
контроллер позволяет воде остыть ниже 50°С. Такое решение позволило сократить 
затраты на покупку электроэнергии из сети на 15%. 
Сравнение электрохимических и тепловых накопителей энергии 
Выбор в пользу той или иной технологии хранения энергии индивидуален 
для каждого применения и должен быть основан на ряде факторов, таких как, 
например, стоимость оборудования, особенности графика нагрузки, требуемая 
доля покрытия нагрузки, климатические условия. 
Результаты исследования [78], посвященного сравнительному технико-
экономическому анализу НЭЭ (в частности, СК и ЛИ) и НТЭ с точки зрения 
способности увеличивать коэффициент самопотребления, показали, что 
использование фотоэлектрической энергии на нагрев воды для последующего ее 
использования на отопление или ГВС более эффективно с экономической точки 
зрения и может обеспечить внутреннюю норму доходности инвестиций ( англ. —
Internal Rate of Return, IRR
) [79 ] 7%, тогда как этот показатель для СК НЭЭ равен 
–6,5%. Также показано, что несмотря на более высокую стоимость ЛИ НЭЭ в 
сравнении с СК НЭЭ (в среднем в 2,5 раза выше), они имеют меньшую 
выровненную стоимость LCOE.
Сравнение 
К
сп
при использовании свинцово-кислотные НЭЭ и НТЭ в 
условиях Швеции в паре с массивом ФЭМ установленной мощностью 5 кВт
пик
показало, что энергетический эффект от их использования практически одинаков, 
в то время как СК НЭЭ проигрывают в экономике [80] не менее чем в 2 раза. 

---

38 
Включение ФЭМ в схему нагрева воды позволило снизить затраты на покупку 
электроэнергии из сети с 21% до 65%, при этом срок окупаемости составил 4 года.
В некоторых случаях более эффективным инструментом повышения 
К
сп
может быть комбинирование НЭЭ и НТЭ по сравнению с вариантами 
использования только одной из технологий хранения [81, 82].
1.2.2.2 Управление нагрузкой 
Концепция управления спросом или нагрузкой, УС (англ. –