- Obliczanie SAE dla domu
- Zestaw solarny (Solar)
- Generatory wiatrowe i zielona taryfa
- Mała energia wodna
- Innowacyjne połączone elektrotermiczne systemy kogeneracji
Rola energii autonomicznej na świecie rośnie dynamicznie. Udział odnawialnych źródeł energii (OZE) stanowi już 23% światowej produkcji energii elektrycznej, a jego dalszy wzrost zostanie zapewniony poprzez wprowadzenie nowych nietradycyjnych technologii w energetyce domowej.
Światowy przemysł był w stanie zorganizować produkcję różnych kompaktowych generatorów domowych po cenach przystępnych dla klientów o średnich dochodach .
Dlatego, jeśli do niedawna zwykle organizowano autonomiczne zasilanie wiejskiego domu, w którym nie było możliwe podłączenie do państwowego źródła energii elektrycznej, teraz coraz bardziej pojawia się panele słoneczne, wiatraki na budynkach w obszarach o dość zadowalającej infrastrukturze inżynierskiej .
Autonomiczny system zasilania w domu (SAE) to gwarantowane dostarczenie energii o wymaganej jakości i ilości, niezależnie od obecności i stanu zewnętrznych źródeł zasilania. Ci, którzy chcą być niezależni od monopolistów, nie płacić rozdętych rachunków i nigdy nie naruszać zużycia energii, są zainteresowani stworzeniem SAE.
Obliczanie SAE dla domu
Autonomiczne zasilanie w domu jest uważane za zrównoważone dla normalnego życia w prywatnych mieszkaniach, jeśli wybrane źródła będą stabilnie wytwarzać energię elektryczną, niezależnie od jakichkolwiek czynników zewnętrznych. Obwody SAE są niewielkie, wielofunkcyjne i zmontowane jako projektant LEGO z następującego standardowego wyposażenia:
- Źródło energii (zestaw - Solar, generator wiatrowy, generator wodny);
- przenośny kontroler przechowywania baterii;
- baterie elektrochemiczne i podstacja elektryczna;
- falownik.
Głównym wskaźnikiem wyboru sprzętu jest pobór mocy, musi być znany z obliczeń technicznych i ekonomicznych programu SAE.
Autonomiczna energia elektryczna dla domu prywatnego (chałupy), obliczenie zużytej mocy budynku mieszkalnego o powierzchni 100 m2:
| Imię | Moc czynna | Szacowane szanse | Razem | |||
| Nie | instrumenty i urządzenia | Ilość, jednostki | żądać | using ki | KWh | |
| Ks | ||||||
| 1 | Oświetlenie wewnętrzne w domu, m2 | 100 | 0, 04 | 0, 8 | 0, 8 | 2, 56 |
| 2) | Oświetlenie domu, m2 | 80 | 0, 03 | 0, 6 | 0, 6 | 0, 864 |
| 3) | Kuchenka kuchenna | 1 | 4 | 0, 8 | 1 | 3.2 |
| 4 | Pralka | 1 | 2.2 | 1 | 0, 6 | 1, 32 |
| 5 | Zmywarka | 1 | 2.2 | 0, 8 | 0, 8 | 1, 408 |
| 6 | Zbiornikowy podgrzewacz wody | 1 | 2) | 0, 6 | 0, 8 | 0, 96 |
| 7 | Sprzęt klimatyczny | 1 | 3) | 0, 7 | 0, 8 | 1.68 |
| 8 | Urządzenia grzewcze | 0 | 2) | 0, 4 | 1 | 0 |
| 9 | Urządzenia kuchenne (ogółem) | 2) | 5 | 0, 3 | 1 | 3) |
| 10 | Kocioł grzewczy | 1 | 6 | 0, 8 | 0, 9 | 4, 32 |
| 11 | Trymer kWh | 0 | 2) | 0, 4 | 0, 8 | 0 |
| 12 | Pompa zatapialna | 1 | 2) | 0, 8 | 0, 9 | 1.44 |
| 13 | Komputery | 3) | 0, 5 | 0, 6 | 1 | 0, 9 |
| 14 | Razem | |||||
| 21, 652 | ||||||
Zestaw solarny (Solar)
Aby użyć kolektora słonecznego, potrzebne będą dwie rzeczy: światło słoneczne i specjalny sprzęt, który odbiera, przetwarza, przechowuje i przekazuje przetworzoną energię słoneczną do sieci domowej. Taki schemat zasilania ma nieograniczone źródło energii, w przeciwieństwie do paliw kopalnych, nie jest rzadki i staje się konkurencyjny, gdy koszt ropy wynosi 70 USD za baryłkę i więcej.
Obecnie najbardziej popularne w krajach WNP są systemy energii słonecznej światowych producentów, takich jak JA Solar, Trina, Jinko Solar, Yingli Solar, Canadian, Amerisolar, Perlight Solar, Solar World, Sharp, LG, Altek, SMA, ABB, Omron, LogicPower, Huawei, Fronius, Steсa, SlarEdge, z gwarancją producenta do trzydziestu lat.
Specyfikacje popularnych modeli paneli słonecznych:
| Wskaźniki | Delta SM 30-12 P | One-Sun 30P | SY-50WM | FSM 100 mln | |
| 1 | Moc, W: | 30 | 30 | 50 | 100 |
| 2) | % odchylenie mocy | 3) | 3) | 3) | 6 |
| 3) | U jałowy, In | 21, 96 | 22, 6 | 22, 2 | 22, 7 |
| 4 | Prąd zwarciowy A: | 1.76 | 1.76 | 3) | 5.82 |
| 5 | U w punkcie maksymalnej mocy, V: | 18, 25 | 18 | 18 | 18, 6 |
| 6 | Bieżąca maksymalna moc, A: | 1, 64 | 1, 66 | 2, 78 | 5.38 |
| 7 | Wydajność panelu, %: | 12, 29 | 15 | 14, 3 | 0.15.3 |
| 8 | Wydajność nieprzerwanej fotokomórki, %: | 15, 57 | 17.4 | 17, 8 | 18.1 |
| 9 | Rodzaj | Polikrystaliczny | Polikrystaliczny | krzemień monokryształowy 125x125mm | Mono-krystaliczny |
| 10 | Klasa jakości: | Klasa a | Klasa a | Klasa a | |
| 11 | Ilość diod, szt .: | 2) | 2) | 15 | 2) |
| 12 | Stopień dystrybucji ochrony. skrzynki awaryjne: | IP65 | IP65 | IP65 | IP65 |
| 13 | System Max U, V: | 1000 | 1000 | 1000 | 1000 |
| 14 | Temperatura, ° C | -40 ° С … + 85 ° С | -40 ° С … + 85 ° С | -40 ° С … + 85 ° С | -40 ° С … + 85 ° С |
| 15 | Konwektory: | Mc4 | Mc4 | Mc4 | |
| 16 | Wymiary: | 678 x 360 x 25 | 450x510x25 | 645 x 540 x 30 | 1209 x 539 x 35 |
| 17 | Waga kg: | 3.2 | 2.7 | 4.2 | 9.2 |
Rodzaje paneli słonecznych obejmują :
- Monokrystaliczny (mono);
- polikrystaliczny (poli);
- amorficzny (amorficzny).
Wyniki badań jakości modułów słonecznych
Wyniki badań różnych rodzajów modeli słonecznych można szczegółowo zbadać i porównać za pomocą tabeli:
| Wskaźniki | Pojedynczy kryształ | Polikrystaliczny | Amorficzny |
| % Wydajności | 17–22 | 12–18 | 6-8 |
| Okres użytkowania, lata | 25 | 25 | 10 |
| Współczynnik temperaturowy, % | 0, 45 | 0, 45 | 0, 19 |
| Utrata wydajności rocznie, % | 1 | 1 | 5 |
| Cena | wysoki | średnia | niski |
| Światłoczułość | średnia | średnia | maksymalnie |
| Roczna produkcja | wysoki | średnia | niski |
Generatory wiatrowe i zielona taryfa
Wykorzystanie generatorów wiatrowych do celów związanych z energią domową jest od dawna stosowane na świecie. Europa od wielu lat wytwarza energię wiatrową - w Niemczech, Hiszpanii, Danii i Francji. Wiele innych krajów, takich jak Chiny i Indie, zaczęło ostatnio intensywnie rozwijać produkcję energii wiatrowej.
Turbiny wiatrowe mają trzy główne części: łopaty, maszt i generator. Trzy duże śmigła są zamontowane na szczycie dużego masztu napędzanego wiatrem. Jeśli turbina wytwarza więcej energii niż to konieczne, można ją wysłać do ogólnego systemu energetycznego, zgodnie z tzw. Zieloną taryfą. Taka taryfa obowiązuje w prawie wszystkich krajach świata (z wyjątkiem Rosji).
Na Ukrainie w 2018 r., Zgodnie z „zieloną taryfą”, państwo zwraca się na dostawę „nadwyżki” kW w następujących rozmiarach:
- dla prywatnych elektrowni o mocy do 30 kW - 18 eurocentów za 1 kW / godzinę;
- dla naziemnych stacji przemysłowych 15 centów za 1 kW / h;
- dla dachów - 16, 3 eurocenty za 1 kW / godzinę.
Takie podejście pozwala producentowi energii elektrycznej z gospodarstw domowych odzyskać wszystkie koszty instalacji elektrowni o mocy 30 kW w ciągu zaledwie 4 lat, osiągając roczny zysk w wysokości około 6500 cu. e. Ponieważ generatory wiatrowe stały się coraz bardziej popularne, stały się tańsze i bardziej dostępne dla szerokiego grona konsumentów.
Zalety generatora wiatrowego obejmują:
- Wiatr jest darmowy i w 100% odnawialny;
- generator wiatrowy nie zanieczyszcza środowiska emisjami gazów cieplarnianych i innymi szkodliwymi substancjami;
- wymagają umieszczenia małych obszarów, ponieważ są one umieszczone na dużej wysokości;
- stworzyć ciekawy krajobraz;
- doskonałe zapasowe źródło autonomicznego zasilania w odległych miejscowościach;
- niski okres zwrotu przy korzystaniu z „zielonej taryfy” do 4 lat.
Ale generatory wiatrowe mają swoje wady:
- Wysoki początkowy koszt dostawy energii;
- potrzeba gruntów pod budowę;
- potrzeba wystarczającego potencjału wiatru w terenie;
- wymiary ogólne, przepisy budowlane mogą nie zezwalać na instalację turbin w niektórych miejscach;
- zanieczyszczenie hałasem i strefowanie awaryjne dla ptaków wędrownych;
- niski poziom użytkowania - do 30% zainstalowanej mocy;
- wysoki poziom zagrożenia burzami z piorunami.
Patrząc wstecz na te dane, wygląda na to, że autonomiczna energia elektryczna ma więcej „minusów” niż „plusów”. Energia wiatrowa ma jednak znacznie mniejszy wpływ na środowisko niż energia elektryczna wytwarzana z węgla lub ropy naftowej, dlatego dla mieszkańców obszarów o stabilnym wietrze energetycznym ten rodzaj autonomicznego zasilania energią elektryczną w domu jest bardzo obiecujący.
Charakterystyka techniczna generatorów wiatrowych do autonomicznego zasilania w domu
Każdy typ generatora wiatrowego ma swoją własną charakterystykę, którą można porównać za pomocą tabeli:
| Marka / producent | Moc kW | Napięcie | Średnica koła wiatrowego, m | Prędkość wiatru, m / s |
| T06 / Chiny | 0, 6 | 24 | 2.6 | 9 |
| T12 / Chiny | 1, 2 | 24/48 | 2.9 | 10 |
| T23 / Chiny | 2, 3 | 48 | 3.3 | 10 |
| T60 / Chiny | 6 | 48/240 | 6.6 | 11 |
| T120 / Chiny | 12 | 240 | 8 | 11 |
| Passaat / Holland | 1.4 | 12/24/488 | 3, 1 | 14 |
| Montana / Holland | 5 | 48/240 | 5 | 14 |
| Alize / Holland | 10 | 240 | 7 | 12 |
| W800 / Ukraina | 0, 8 | 48 | 3, 1 | 8 |
| W1600 / Ukraina | 1, 6 | 48 | 4.4 | 8 |
Mała energia wodna
Autonomiczna energia elektryczna dla prywatnego domu dzięki wykorzystaniu energii wodnej - Hydro Power (energia wodna), ma przewagę nad innymi rodzajami energii odnawialnej, jeśli system jest prawidłowo zaprojektowany i zainstalowany, stwarza minimalne zagrożenie dla środowiska.
Z reguły wystarczy do tego rzeka z wystarczającą ilością wody i prędkością przepływu wchodzącą do turbiny wodnej podłączonej do generatora energii elektrycznej. W zależności od wielkości i wymaganej mocy wytwarzania energii elektrycznej mini-elektrownia do obwodów hydroelektrycznych jest podzielona w następujący sposób:
- Mała energia wodna (mała) wytwarza energię elektryczną od 100 kW (1 kW) do 1 MW (megawaty), dostarczając tę wygenerowaną energię bezpośrednio do sieci elektroenergetycznej, która zasila więcej niż jedno gospodarstwo domowe.
- Miniaturowa energia wodna (mini-skala), która generuje moc od 5 kW do 100 kW, zasilając ją bezpośrednio do sieci elektroenergetycznej lub autonomicznego systemu zasilanego prądem przemiennym.
- Mikroskala Hydro Power (mikro-skala), domowy schemat ESA dla rzek, z generatorem prądu stałego do wytwarzania energii elektrycznej od setek watów do 5kW jako część autonomicznego systemu.
Mini-hydroelektrownie (elektrownie wodne) dzielą się na:
- koryto rzeki - małe rzeki ze sztucznymi zbiornikami na równinach;
- stacjonarne - wysokie rzeki górskie;
- podnoszenie wody z kroplą wody w przedsiębiorstwach przemysłowych;
- mobilny - woda przepływa przez wzmocnione urządzenia.
Do eksploatacji mini-hydroelektrowni wykorzystywane są następujące typy turbin:
- ciśnienie wody> 60 m - wiadro i promieniowo-osiowe;
- przy ciśnieniu 25-60 m - promieniowo-osiowe i obrotowe klapowe;
- przy niskim ciśnieniu - śmigło i płat klapowy w urządzeniach żelbetowych.
Autonomiczne zasilanie w domu za pomocą Hydro, Mini Hydro Systems lub Micro Hydro Systems można zaprojektować za pomocą kół wodnych lub pulsacyjnych turbin hydraulicznych. Potencjał generacyjny danego miejsca będzie zależeć od wielkości przepływu wody, która z kolei zależy od warunków i lokalizacji miejsca, a także od charakterystyki opadów na tym terenie. Koła wodne i turbiny wodne doskonale nadają się do każdego małego schematu energii wodnej, ponieważ pobierają energię kinetyczną z poruszającej się wody i przekształcają tę energię w energię mechaniczną, która napędza generator elektryczny.
Maksymalna ilość energii elektrycznej, którą można uzyskać z rzeki lub strumienia bieżącej wody, zależy od ilości energii w danym punkcie strumienia. Ale turbina wodna nie jest idealna z powodu utraty mocy wewnątrz turbiny spowodowanej tarciem. Większość nowoczesnych turbin hydraulicznych ma sprawność od 80 do 95% i może być używana jako mini-elektrownia w prywatnym domu. Mini-elektrownie wodne działają na niezawodnej zasadzie . Woda działa na łopatki turbiny poprzez napęd hydrauliczny, napędza generator elektryczny, który wytwarza prąd.
Proces jest kontrolowany przez systemy automatyki. Niezawodny system automatyki chroni sprzęt przed przeciążeniem i awarią. Urządzenia nowoczesnych hydrogeneratorów minimalizują prace instalacyjne w okresie budowy i zapewniają optymalne zaopatrzenie w energię elektryczną.
Autonomiczne źródła zasilania mini-hydroelektrowni są zaprojektowane w pełnej zgodności z parametrami turbiny i zespołu hydraulicznego w celu wytworzenia wymaganej prędkości i prądu.
Zalety mini-elektrowni wodnych obejmują:
- bezpieczeństwo ekologiczne sprzętu;
- niski koszt 1 kWh energii elektrycznej;
- autonomia, prostota i niezawodność obwodu;
- niewyczerpalność podstawowego zasobu.
Wady mini-elektrowni wodnej obejmują słabą bazę materiałową i techniczno-produkcyjną do produkcji wszystkich niezbędnych urządzeń w kraju.
Innowacyjne połączone elektrotermiczne systemy kogeneracji
W ciągu następnych dwóch dekad ludzkość zamierza znacznie zwiększyć wykorzystanie odnawialnych źródeł energii. Jest to część uzgodnionej globalnej polityki ograniczania strat w systemach podtrzymywania życia i emisji gazów cieplarnianych. Dzisiaj stało się oczywiste, że zastosowanie prostych schematów z jednym zasobem do stworzenia efektywnej elektrowni dla prywatnego domu nie będzie wystarczające, musisz poszukać alternatywnego i niezależnego sposobu dalszego rozwoju EPS.
Kogeneracja SAE łączy sprawdzone technologie fotowoltaiczne (PV) i słonecznej energii cieplnej (SHW) w jednym zintegrowanym systemie słonecznych elektrowni cieplnych, który pozwala na wydobycie jak największej ilości energii słonecznej w celu wytworzenia elektryczności, zużywa całe użyteczne ciepło systemu. Kolektory słoneczne to chłodzone wodą koncentrujące PV - urządzenia paraboliczne, które wychwytują, a nie rozpraszają, co inne projekty PV uważają za „ciepło odpadowe”.
Architektura obejmuje szereg urządzeń naziemnych lub podziemnych, które niezależnie śledzą słońce wzdłuż jednej osi. Kompaktowy system wymiany / magazynowania ciepła SHW przenosi ciepło do podgrzanej wody na potrzeby ciepłej wody użytkowej. W ten sposób powstają najbardziej wydajne na świecie autonomiczne mini-kogeneracyjne elektrownie dla domu na wsi, zapewniające nie tylko nieprzerwane zasilanie domu prywatnego, ale także jego prawie bezpłatne dostarczanie ciepła.