Автономное энергоснабжение дома.


Рубрика: мой дом -> Альтернативная энергетика
Метки: |
Просмотров: 3724
Автономное энергоснабжение дома.

автономное энергоснабжение дома

Тема для статьи появилась в результате анализа писем читателей. Вот характерный вопрос: – «Здравствуйте. Подскажите, как мне высчитать необходимое оборудование для автономного энергоснабжение дома от солнца и ветра при температуре зимой до – 50 градусов и где можно купить такое оборудование?».

И поскольку использование альтернативных источников энергии касается частного домостроения, мы и поведем разговор в этом направлении.

Следует отметить, что об автономных системах энергообеспечения вообще, и частных домов в частности, есть достаточно много информации. Как правило, это дизельные или бензиновые электрогенераторы различных мощностей. В последнее время появились системы автономного электроснабжения, включающие комплекс оборудования: – генератор, выпрямитель, аккумуляторы, инвертор и управляющий контроллер.

Указанное оборудование, кроме разовых затрат, требует весьма больших эксплуатационных расходов, прежде всего горючее и запасные части. Поэтому, мы поговорим об автономных системах энергоснабжения частных домов от возобновляемых источников. Ведь энергию ветра и солнца можно использовать абсолютно бесплатно.

Понятно, что в нашем государстве сформировалась определенная система энергообеспечения, которая монопольно влияет на потребителей, устанавливая свои правила игры. Большинство инвестиций, в том числе из государственного бюджета, вкладываются в развитие крупных энергетических компаний, и совершенно отсутствует какая-либо направленность средств, в сторону бытового сектора и частного домовладения.

Но, в государствах, где по настоящему беспокоятся о своих гражданах совсем не так. И за примером далеко ходить не надо. В Европейских странах, где активно взялись за внедрение солнечной и ветровой энергии, на законодательном уровне решены вопросы подключения небольших индивидуальных энергоисточников (солнечных батарей и ветрогенераторов в частных усадьбах) в общую электросеть.

Следовательно, у населения, проживающего в частных домах, где эти новации широко внедрены – уже не люди платят государству за электроэнергию, а наоборот. На территории домовладения, установленные ветряные мельницы и солнечные батареи, которые обеспечивают себя бытовой электроэнергией, а избыток продают государству. Другими словами, – крутить электросчетчик в другую сторону себе на пользу, причем, честно, без воровства.

Для того, чтобы перенести европейский опыт в наши условия, необходимо изменить систему (во многих смыслах этого выражения) энергетических взаимоотношений. А именно, перенести приоритет инвестирования и льгот к каждому индивидуальному пользователю, кто непосредственно является потребителем энергии (электричества, тепла, газа).

В практике, мы часто пользуемся индивидуальными обогревателями, особенно в зимнюю пору, и подключаем их от розетки. А что, если вводить аналогичный подход отопления жилья – только уже без розетки. Выполнить автономную систему, которая включает в себя: небольшой ветроагрегат или солнечный коллектор, аккумулятор и непосредственно батарею (одну или две) отопление (бак нагрева воды).

При этом, вся эта система будет не только автономна от других традиционных энергоносителей, а вообще не зависеть от параметров электросети и др. Замечу, что данной схеме совершенно безразлично, какой ток и какое напряжение будет использовать для нагрева воды, отопления. Это простые и надежные конструкции, которые можно собрать буквально на «колене».

Практики давно пользуются простыми расчетами, в которых для обогрева 10 кв.м площади необходимо 1 кВт мощности. При хорошем утеплении помещения затрачиваемую мощность можно существенно уменьшить.

В настоящее время на рынке Украины можно приобрести вполне приличные ветряки, мощностью 2 – 5 кВт, стоимостью, 750-900 евро за киловатт. Они устанавливаться на 7-10 метровой высоте (то есть над крышами частных домов) и могут отапливать 30-50 кв. м. жилой площади.

Другой вариант автономного энергоснабжения дома – солнечные батареи. Из расчета их нынешних мощностей в наших широтах – нужно 15 кв. м для выработки 1 кВт энергии (при КПД солнечных элементов 10%-15%). То есть накрыли такими элементами 45 кв. м (скажем, солнечную сторону крыши дома) и уже имеете 3 кВт энергии, которая автономно нагревает систему отопления жилой площадью 30 кв. м. Параллельно, к такой автономной системе может быть подсоединено, освещение с энергосберегающими лампами.

В народе бытует хорошая пословица: «Старый дом не разрушают – пока новый не построят!» Это же касается и отопительных систем в доме. Сейчас много людей по селам оставили в избах печи с дровяным отоплением, параллельно проведя газ и водяное отопление. Теперь из-за сильных морозов топят не только газовыми котлами, но и дровами.

Важным фактором, непосредственно связанным с затратами энергии на отопление, является утепление дома. И если этот фактор не задействован, то во времена холодов и сильных морозов не достаточно тепла от одного газового (электрического) котла отопления. Чтобы жить в тепле мы вынуждены включать дополнительно еще отдельный электронагреватель.

В такие периоды большим подспорьем обогрева может быть оговоренная автономная отопительная система, при существующем отоплении. Следовательно, попользовавшись, сезон-другой и комбинируя состав оборудования, можно будет прийти к выводу, что из всего этого эффективнее и выгоднее, а, следовательно, и нужнее в каждом доме.

Опыт других стран и элементарная логика подсказывает, что будущее за компактными индивидуальными солнечными и ветровыми автономными энергоустановками. Их и устанавливать будет проще, и рынок они скорее будут осваивать, чем громоздкие энергосистемы.

Наибольшей проблемой систем, питающихся солнечной и ветровой энергией, представляется их способность сохранять накопленную энергию. Необходимы компактные аккумуляторы, которые бы обеспечивали сохранение энергии в течение длительного периода. На время безветренной погоды (если источником является ветрогенератор) или сохранение накопленной за дневной период солнечной энергии для использования ее ночью.

Развитие процесса разработки и внедрения емкостных аккумуляторов напрямую связано с автомобилестроением. Этот сектор экономики как всегда востребован. Уже сейчас в Европе на известных автозаводах Германии и Франции начат серийный выпуск электромобилей. Пока сравнительно компактные аккумуляторы уже известных моделей обеспечивают автономный пробег своему автокару от 130 до 200 километров без подзарядки.

И уже очевидно, что заказчики и разработчики новейшего электротранспорта не успокоятся, по крайней мере, до тех пор, пока не превзойдут по этому показателю автомобили с двигателями внутреннего сгорания - то есть 500-600 км.

Отметим, что в настоящее время идет интенсивный процесс внедрения новых, прогрессивных технологий в изготовление аккумуляторов, чтобы сделать их компактнее и с большей электрической емкостью. В качестве примера может служить разработанная модель кроссовера-внедорожника Tesla Motors, в которой емкость литийно-ионных аккумуляторов обеспечивает от 240 до 440 км автономного пробега двигателей 40, 60 и 85 кВт мощности.

Tesla Motors кроссовер электромобиль

Одним словом за аккумуляторами дело не станет. Однако нас интересует вопрос относительно стоимости автономной отопительной системы, о которой мы говорим. Сейчас сложно сказать, основываясь только на отечественных экспериментальных разработках и довольно высоких ценах на солнечные батареи, ветряные генераторы и аккумуляторы.

Однако, по мере увеличения этого оборудования на рынке и перехода его к серийному производству цены на него будут значительно ниже.

Стоимость подобной автономной отопительной системы может измеряться как тысячами долларов, так и тысячами гривен.

Для наглядности возьмем стоимость системы отопления небольшого частного дома 30-40 кв. м от газового котла. По тарифу (до 2500 куб. м в год) такая система отопления обходится минимум 2 тысячи грн. в год. Строение до 100 кв. м по тарифу (до 6000 куб. м в год), от 3 тысяч грн.

Подведение газа к дому, если газопровод проходи рядом, может обойтись в 25 тысяч грн. Словом, есть с чем сравнивать и на чем экономить, вводя использование ветровой и солнечной энергии для автономного энергоснабжения дома для отопления жилья.

Мы так же очень надеемся, что в ближайшее время государство используя существующее законодательство, начнет влиять на ценовую политику путем дотаций и налоговых преференций предприятиям, которые будут заниматься производством систем нетрадиционной и возобновляемой энергетики.

И здесь, уместно и логично, ввести возмещение по "зеленому тарифу" физическим лицам, которые установят такие системы в своей домах.

Я высказал свое мнение по данному направлению. Уверен, есть и другие суждения по оговоренным вопросам. Если у вас есть предложения и замечания и желание высказать свою точку зрения, пожалуйста.

Комментариев: 14 RSS

Ветряк на 7-10 м мачте это только светодиодики питать, а не отопление.

Обычно ставят для энерго обеспечения ветряк +солнечные батареи+ резервный генератор.

Дом хорошо утепляют. Ставят вакуумные солнечные коллекторы + ТТ котел (резервный)

Евгений2
2015-01-28 в 17:32:52

автономная система электроснабжения имеет очень много подводных камней.

1. Любая система ветрогенерирования или же основанная на солнечных элементах нуждается в обслуживании и при этом довольно таки часто требует ремонта. Поэтому, на мой взгляд, спорный вопрос окупаемости альтернативного электроснабжения в сравнении с тем же дизельгенератором.

2. Качество электроэнергии в случае ветрогенератора или солнечных батарей оставляет желать лучшего, поэтому нуждается в ИБП как минимум, в случае генерирования достаточно больших объемов электроэнергии нуждается в установке телемеханики.

3.Вакуумный солнечный коллектор это хорошее решение.

Коллега deniz22, вы правы. В случае отсутствия электросети или неудовлетворительных параметров, надежное электроснабжение может обеспечить комплекс оборудования, включая резервный генератор или аккумуляторную батарею. Если электроснабжение вполне удовлетворительно, то автономную схему можно построить,как указано в статье. Конечно, это все необходимо считать в каждом конкретном случае.

Евгений, действительно, одно дело написать обзор автономных систем, с применением альтернативных источников, и другое, собрать такую систему самому. Камней и не только подводных, а явных, вполне достаточно. Я всегда умышленно обхожу сроки окупаемости солнечных батарей и ветроагрегатов. При нынешнем качестве и эффективности этого оборудования эти сроки граничат с десятилетиями. Но есть люди, которых интересует сам процесс и работа. Увидеть, что получаешь энергию из ничего - это здорово.

Без сомнения, для нагрева воды. в том числе и на нужды отопления, конечно лучший вариант солнечный коллектор, он для этого и предназначен,я об этом писал в статье водоснабжение от солнечного коллектора.

Алексей5
2015-01-29 в 13:27:18

Сетевые солнечные эл.станция на 2/5/10 квт стоят 39/66/122тыс.грн. На 2 квт относительно доступна. Осталось дело за малым – нужен частный дом, чтобы было, где разместить эту электростанцию.

Должны быть веские основания чтобы переходить на альтернативную энергетику. Например:

1) подключится к эл.сети дорого/невозможно (глухая деревня)

2) эл.снабжение крайне не регулярное (у нас в стране такого ПОКА к счастью не наблюдается)

3) есть лишние 100тыс.грн и хотите заработать в 3 раза больше на «зеленом тарифе»

4) просто хотите «получить энергию из ничего»

Государство может как давать субсидии, так и ввести налог на альтернативную энергетику - см «налог на солнце в Испании». А без субсидий (зеленого тарифа) альт.энергетика не очень рентабельна. Так субсидирование альт.энергетики завело в тупик страны еврозоны (например сейчас в ФРГ снижают субсидии на ветроэнергетику) и сейчас даже наоборот идёт возврат к «традиционным» источникам (старому доброму углю). Но Украине спешит наступить на грабли.

Сейчас КПД у солнечных батарей не очень высокий (10-12%). Но уже есть опытный образец с КПД 43,5% (Solar Junction) с перспективой роста до 50%.

IMHO: когда он выйдет в тираж по доступной цене – тогда и стоит думать о покупке.

Николай, высказанные вами идеи "автономии" - посредственно подходят даже Украине, а об Сибири - я вообще промолчу ! smile Всё упирается не просто в "окупаемость", а в "цену эксплуатации" !

Например: можно и в Сибири поставить солнечный коллектор, и даже вакуумный с нижним слоем из фотоэлементов; но заливать/сливать воду из него, следя за градусником наружного воздуха - сложно даже для автоматики: уже осенними ночами в трубах будет образовываться лёд. Далее: для всей этой воды - нужен бак резерва/рекуперации и насос для циркуляции/закачки, и этот насос - сведёт на нет всю "автономию" фотоэлементов, а в баке - разрастутся водоросли и ржавчина, если вода - неподготовленная.(Юзать тосол накладнее и ядовитее.)

Для ШИРОКОГО объединения частных производителей фото-ветро-электричества, а уж тем более продажи тока государству - нет "стандартов" бытовых DС-сетей, соответствующих бытовых приборов и преобразователей.

Напомню, что после выпрямления АС~220v получается DC=310v. В это напряжение безбоязненно можно включать лишь современные и БЕЗ-МОТОРНЫЕ быт.приборы, как то - TV, ПК и "мелкие" зарядники для сотовых; но никакие ТЭН-ы печей и асинхронные электро-двигатели (вентиляторы, эл.пилы, стиральные машины)! Даже болгарки и дрели (приборы с коллекторными двигателями), при 310 вольт постоянного напряжения сгорят. Для ТЭН-ов и этих моторов нужны конвертеры DC310v или 12v в DC220v. Где такие ПРОИЗВОДЯТ ??? А все они - ГЛАВНЫЕ пожиратели электричества. Даже СВЧ-печки - работают лишь от АС~220v.

Для аккумуляции ветро-фото-электричества на СЕГОДНЯШНИЙ день, ХОРОШО подходят ТОЛЬКО авто-аккумуляторы, причем - большой ёмкости. А это - пары серной кислоты+гремучий газ+здоровые площади+огромный вес+сложное ежегодное обслуживание. В доме обслуживаемые аккумы держать - КАТЕГОРИЧЕСКИ нельзя ; а из сарайчика/гаражика - тупо могут спереть. Запросто! ))

Итого, что мы имеем из ШИРОКО-доступного ? Мы можем:

1) на ветроустановку поставить авто-генератор(-Ы);

2) фото-батареи соединЯть для получения DС15v;

3) установить на каждый канал по "контроллеру";

4) купить толстые и очень толстые провода для заряда от всей этой байды наших

5) больших свинцовых аккумуляторов;

6) затем преобразователь(-и) 12v в 220v, нужной "килоВаттности";

7) не забыв про "главный контроллер" для электрики.

8) энное количество труб и материалов - для тепловых коллекторов;

9) накопительный резервуар (для слива/подачи горячей воды);

10) 3~6 электроклапанов;

11) минимум - один циркуляционный насос среднего напора и расхода;

12) "места" для многочисленных консультаций со *спецами* ;)

13) Потраченное ВРЕМЯ - помня поговорку про "хорошо сработанное" smile) .

Но КАКОВ "общий КПД" этой системы? Не думаю, что выше 80%, скорее 50~60! Ибо закон Ома - фундаментален !)) А "КПД" в понятии "ценность" всей установки в евриках? А стоимость обслуги? Причём, в понятие "стоимость обслуги" входит совсем не денежная составляющая, а - "нервЕНно-временНОвая" ! )) Поэтому, продвижением альтернативной энергетики, НЫНЧЕ могут заниматься ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО безсемейные юнцы и пред/пост-пенсионные деды.

P.S. Николай, поверьте - мне очень жаль Вас "обидеть", но у меня создалось впечатление СЛИШКОМ высокой "ангажированности" вашей статьи. Она - почти совсем НЕ-адекватна сегодняшним реалиям. Почти,т.к. мечтать и заглядывать "за горизонт" - всегда полезно и нужно.

С Уважением - Шабашов Андрей, хозяйственный мастеровой.

Алексей, как всегда все к месту. Но я за то, что если человек попробовал получить энергию из ничего, его уже интересовать другие вопросы будут постольку поскольку... он будет идти этим путем

Андрей, никакой ангажироаванности. Я хотел передать свое виденье на процессы формирования взглядов по становлению альтернативной энергетики.

Не секрет, что существует два направления, - формирование и развитие крупных солнечных и ветряных электростанций и установка солнечных батарей и ветряков небольшой мощности в частном секторе. Сегодня весь государственный приоритет, включая и льготы "зеленого тарифа" направлены исключительно в первом направлении. Формируется монополия, та что мы сейчас имеем по тепловым, атомным и гидроэлектростанциям. Частный сектор в становлении возобновляемых источников, пробует свои силы сам.

Так вот, мое мнение - монопольные производители электрической энергии, из чего бы она не производилась, существуют и дальше будут существовать, без чьей-либо помощи. Необходимо, как можно скорее повернуть вектор заинтересованности (прежде всего со стороны государства) непосредственно к потребителю электрической энергии. Как только появится интерес у простого человека, и он увидит, что есть выбор в источнике получения энергии, да еще излишек электроэнергии он может продать, технические вопросы все решаться. Весь рынок в этом заинтересован.

За расчет, который вы привели, огромное спасибо. Вы действительно хозяйственный мастеровой. Читателям очень пригодятся ваши навыки. Да и мне для следующих публикаций, чтобы строить информацию более ближе к практике

Александр9
2015-01-30 в 00:17:58

Хочу сказать. что традиционная, так называемая, альтернативная энергетика, в виде пропеллеров на палочках и солнечные батареи с КПД от 1-12% уже не эффективны, затратные и даже опасные для потребителя. Есть другая энергетика

и концепции развития индивидуальных схем самоэнергогенераций. Для начала хотел бы прислать статью студента РУДН об энергетики в архитектуре, потом статью о той энергетики, которая будет уже с 14-15 года. Энергетика без

топлива, в т.ч. ядерного, без устаревших морально и технически современных ветряков и солнечных элементов. На какой адрес можно прислать наше

виденье на эту проблему???

Александр, пришлите свои предложения на мой электронный адрес, указанный в контактах или ссылку сбросьте прямо в комментарии.

Хотел бы предложить вашему вниманию «Пример комплексного энергоснабжения объектов от ВИЭ", опубликованный на сайте зампреда комитета по энергетике и экологии Госдумы РФ М.В. Слипенчука (mvslipenchuk.ru/deputy/reception… в Гугле или Майле): может быть, это то, что ищем?

Уважаемый комментатор, спасибо за ссылку. К сожалению ни в одном браузере она не открывается. А на сайте Слипенчука я не нашел этой информации.

Комментатор 5513
2015-08-11 в 22:23:24

Если кто всерьёз заинтересовался «Примером комплексного энергоснабжения объектов от ВИЭ", можно сообщить свои координаты мне по адресу:

energetika-veka@yandex.ru, я пришлю эту информацию. Хотя она доступна и в Google, и в Mail, стоит только набрать указанное название в поисковой строке. Она, кстати, является приложением к обзорной статье на сайте М.В.Слипенчука "К разумной энергетике".

С ув. Комментатор 55.

Комментатор, спасибо, статью "К разумной энергетике" прочел. Все толково написано и автор(ы)российских изобретений знает очень хорошо перспективу использования ВИЭ.

Я буквально в течение двух месяцев в базе данных украинских изобретений нашел несколько десятков изобретений, точно такой направленности (использование энергии ветра, солнца, волн и земли)и когда начал анализировать и стучаться авторам, из более чем 60-ти изобретений реальное воплощение нашло только одно. Вот и в этом случае, хотелось бы знать, внедрено ли хоть одно из перечисленных в статье изобретений и конкретно где, город, район, каковы конкретные результаты, насколько они отличаются от расчетов в изобретениях.

Оставьте комментарий!

Используйте нормальные имена

Имя и сайт используются только при регистрации

Спасибо за ваш комментарий!

(обязательно)