Autonomno napajanjeUloga autonomne energije u svijetu ubrzano raste. Udio obnovljivih izvora energije (OIE) već iznosi 23% svjetske proizvodnje električne energije, a daljnji rast osigurat će se uvođenjem novih nekonvencionalna tehnologija energije u kućanstvu.

Globalna industrija uspjela je pokrenuti proizvodnju raznih kompaktnih, kućnih generatora po cijenama pristupačnim korisnicima prosječan dohodak.

Autonomno napajanje seoskih kućaStoga, ako je donedavno autonomno napajanje jedne seoske kuće obično bilo organizirano tamo gdje se nije moglo povezati solarna energija, vjetroturbine na zgradama u područjima s dosta zadovoljavajući inženjerske infrastrukture.

Autonomni sustav napajanja kod kuće (EPS) je zajamčena opskrba energijom potrebne kvalitete i količine, bez obzira na prisutnost i stanje vanjskih izvora napajanja. Oni koji su zainteresirani za stvaranje SAE su oni koji žele biti neovisni o monopolistima, a ne plaćati svoje napuhane račune i nikada se ne ograničavaju na potrošnja energije.

Sadržaj

  • 1 Izračun SAE za dom
  • 2 Solarni komplet (Solar)
    • 2.1 Rezultati istraživanja kvalitete solarnih modula
  • 3 Vjetroturbine i zelena tarifa
    • 3.1 Tehničke karakteristike vjetroagregata za autonomno napajanje kod kuće
  • 4 Mala hidroelektrana
  • 5 Inovativni kombinirani elektrotermički kogeneracijski sustavi

Izračun SAE za dom

Autonomno napajanje kod kuće smatra se održivim za normalan život privatnih stanova, ako Odabrani izvori dosljedno će proizvoditi električnu energiju, bez obzira na vanjske čimbenike. SAE sheme su kompaktne, višenamjenski i sastavljaju se kao LEGO dizajner iz sljedeće standardne opreme:

  • Izvor energije (set - Solar, vjetroagregat, hidro-generator);
  • kontroler za akumuliranje punjenja akumulatora;
  • elektrokemijske baterije i električna podstanica;
  • pretvarača.

Električni rezervni sustaviGlavni pokazatelj za odabir opreme je potrošnja energije, koju trebate znati za provođenje tehničkih i ekonomskih izračuna sheme EPS-a.

Autonomna struja za privatnu kuću (kućica), izračun potrošnje energije stambene kuće površine 100 m2:

ime Aktivna snaga koeficijenti Proračun samo
uređaje i uređaje Količina, jedinice potražnja pomoću Ki Kilovat-čas
kc
1 Unutarnja rasvjeta kuće, m2 100 0,04 0,8 0,8 2,56
2 Rasvjeta lokalnog područja, m2 80 0,03 0,6 0,6 0,864
3 štednjak 1 4 0,8 1 3,2
4 Perilica rublja 1 2,2 1 0,6 1,32
5 perilica za rublje 1 2,2 0,8 0,8 1,408
6 Grijač vode u spremniku 1 2 0,6 0,8 0,96
7 Klimatska oprema 1 3 0,7 0,8 1,68
8 Uređaji za grijanje 0 2 0,4 1 0
9 Kuhinjski aparati (ukupno) 2 5 0,3 1 3
10 Kotao za grijanje 1 6 0,8 0,9 4,32
11 Trimer, kWh 0 2 0,4 0,8 0
12 Potopna crpka 1 2 0,8 0,9 1,44
13 računala 3 0,5 0,6 1 0,9
14 ukupno
21,652

Solarni komplet (Solar)

Autonomno napajanje Autonomna struja Vjetrenjače na solarnim modulimaZa uporabu solarni kolektor zahtijevat će dvije stvari: sunčevo svjetlo i posebnu opremu koja prima, pretvara, pohranjuje i prenosi pretvorenu energiju sunca u kućnu mrežu. Ova shema napajanja ima neograničen izvor energije, za razliku od fosilnih goriva, nije oskudna i postaje konkurentna kada nafta košta 70 dolara po barelu i iznad.

trenutno, najpopularniji u zemljama ZND su solarni sustavi svjetskih proizvođača kao što su JA Solar, Trina, Jinko Solar, Yingli Solar, Kanadski, Amerisolar, Solar Solar, Solarni svijet, Sharp, LG, Altek, SMA, ABB, Omron, LogicPower, Huawei, Fronius, Steca, SlarEdge, uz jamstvo proizvođača do trideset godine.

Tehničke karakteristike popularnih modela solarnih ćelija:

pokazatelji Delta SM 30-12 P Jedan-Sun 30P SY-50WM FSM 100M
1 Snaga, W: 30 30 50 100
2 % odstupanja snage 3 3 3 6
3 U praznom hodu, V 21,96 22,6 22,2 22,7
4 Struja kratkog spoja, A: 1,76 1,76 3 5,82
5 U na točki maksimalne snage, V: 18,25 18 18 18,6
6 Maksimalna snaga struje, A: 1,64 1,66 2,78 5,38
7 Učinkovitost panela,%: 12,29 15 14,3 0,15,3
8 Efektivna neprekidna fotoćelija,%: 15,57 17,4 17,8 18,1
9 vrsta Poli-kristalni Poli-kristalni monokristalni kremen 125x125mm Mono-kristalni
10 Razred kvalitete: Grad a Grad a Grad a
11 Broj dioda, kom: 2 2 15 2
12 Stupanj zaštite je distribuiran. kutije za hitne slučajeve: IP65 IP65 IP65 IP65
13 Max U sustavi, V: 1000 1000 1000 1000
14 Temperatura, oS -40 ° C... + 85 ° C -40 ° C... + 85 ° C -40 ° C... + 85 ° C -40 ° C... + 85 ° C
15 konvektori: MC4 MC4 MC4
16 dimenzije: 678 x 360 x 25 450h510h25 645h540h30 1209 x 539 x ​​35
17 Težina, kg: 3,2 2,7 4,2 9,2

Vrste solarnih panela uključuju sljedeće:

  • Monokristalni (mono);
  • polikristalni (poli);
  • amorfni (amorfni).

Rezultati istraživanja kvalitete solarnih modula

Rezultati istraživanja različitih tipova solarnih modela mogu se detaljno proučavati i uspoređivati ​​pomoću tablice:

pokazatelji monokristalni polycrystalline amorfan
Učinkovitost,% 17-22 12-18 6-8
Životni vijek, godina 25 25 10
Temperaturni koeficijent,% 0,45 0,45 0,19
Gubitak učinkovitosti godišnje,% 1 1 5
cijena visok srednji nizak
Osjetljivost na svjetlo srednji srednji maksimum
Godišnja proizvodnja visok srednji nizak

Vjetroturbine i zelena tarifa

Ukupno instalirano 9 solarnih panela od 300 vata, polikristal, daje mogućnost napajanja kućiceKorištenje vjetroturbina za potrebe domaće energije koja se u svijetu koristi dugo vremena. Europa proizvodi energiju iz vjetra dugi niz godina - u Njemačkoj, Španjolskoj, Danskoj i Francuskoj. Mnoge druge zemlje, poput Kine i Indije, nedavno su počele intenzivno razvijati vlastitu proizvodnju snage vjetra.

Vjetroturbine imaju tri glavna dijela: oštrice, jarbol i generator. Tri velika propelera montirana su na vrhu velikog jarbola, koji se pokreće vjetrom. Ako turbina proizvodi više energije nego što je potrebno, može se poslati u opću električnu mrežu, na tzv. Zelenu tarifu. takva tarifa primjenjuje se praktično u svim zemljama svijeta (osim Rusije).

U Ukrajini, 2018. godine, prema "zelenoj tarifi", država vraća za isporuku "ekstra" kW mreži sljedeće veličine:

  • za privatne elektrane kapaciteta do 30 kW - 18 euro centi za 1 kW / sat;
  • za kopnene industrijske postaje 15 euro centi po 1 kW / sat;
  • za krov - 16, 3 centa po 1 kW / sat.

Izvanmrežno napajanje u slučaju gašenjaOvakav pristup omogućuje domaćem proizvođaču električne energije da nadoknadi sve svoje troškove instaliranja elektrana kapaciteta 30 kW za samo 4 godine, uz godišnji profit od oko 6.500 y. e. Kako su vjetroagregati postajali sve popularniji, postali su jeftiniji i pristupačniji širokom krugu potrošača.

K prednosti vjetrogeneratora uključuju sljedeće:

  • Vjetar je besplatan i 100% obnovljiv;
  • vjetroturbine ne zagađuju okoliš emisijama stakleničkih plinova i drugim štetnim tvarima;
  • zahtijevaju da se smjeste mala područja, kao što su postavljena na velikoj nadmorskoj visini;
  • stvoriti zanimljiv krajolik;
  • izvrstan izvor rezervnog autonomnog napajanja na udaljenim lokacijama;
  • Nisko razdoblje povrata sredstava kada se koristi "zelena tarifa" do 4 godine.

Ali vjetroturbine imaju svoje nedostatke:

  • Visoki početni troškovi opskrbe energijom;
  • potreba za zemljištem za gradnju;
  • potrebu za dovoljnim potencijalom vjetra u tom području;
  • građevinski propisi ne smiju dopustiti postavljanje turbina u nekim mjestima;
  • zagađenje bukom i hitno zoniranje za ptice selice;
  • niska razina uporabe - do 30% instalirane snage;
  • visok stupanj opasnosti od oluje.

Neprekidno napajanje za kućuGledajući ove podatke, čini se da takva autonomna struja ima više “minusa” nego “pluseva”. Međutim, energija vjetra ima mnogo manji utjecaj na okoliš od električne energije proizvedene iz ugljena ili nafte, dakle za stanovnike područja sa stabilnom energija vjetraOva vrsta autonomnog izvora napajanja za kuću je vrlo obećavajuća.

Tehničke karakteristike vjetroagregata za autonomno napajanje kod kuće

Svaka vrsta vjetroturbine ima svoje karakteristike, koje se mogu usporediti pomoću tablice:

Marka / proizvođač KW snaga Napon, V Promjer kotača vjetra, m Brzina vjetra, m / s
T06 / Kina 0,6 24 2,6 9
T12 / Kina 1,2 24/48 2,9 10
T23 / Kina 2,3 48 3,3 10
T60 / Kina 6 48/240 6,6 11
T120 / Kina 12 240 8 11
Passaat / Holland 1.4 12/24/488 3,1 14
Montana / Nizozemska 5 48/240 5 14
Alize / Nizozemska 10 240 7 12
W800 / Ukrajina 0,8 48 3,1 8
W1600 / Ukrajina 1,6 48 4,4 8

Mala hidroelektrana

Inverter solarni sustaviAutonomna struja za privatnu kuću koja koristi vodu - Hydro Power (hidroenergija), ima prednosti u usporedbi s drugim vrstama obnovljive energije, ako je sustav ispravno dizajniran i instaliran, stvara minimum opasnosti za okoliš za okoliš.

Za to je u pravilu potrebno samo rijeka s dovoljnom količinom vode i brzina protoka koja se ulijeva u vodenu turbinu priključenu na generator. Ovisno o veličini i potrebi proizvodnja energijeMinipower postrojenje za hidroelektrične krugove dijeli se na sljedeći način:

  1. Mala hidroenergija (mala), generira električnu energiju od 100kW (1kW) i 1MW (megavata), hraniti ovu generiranu energiju izravno u komunalne mreže, opskrbljujući više od jednog kućanstva gospodarstvo.
  2. Mini Scale Hydro Power (mini mjerilo), koje generiraju snagu od 5 kW do 100 kW, izravno ga dovode u komunalnu mrežu ili autonomni sustav koji se napaja mrežom naizmjenične struje.
  3. Micro Scale Hydro Power (mikro skala), kućni EPS strujni krug za rijeke, s DC generatorom za proizvodnju električne energije od stotine vata do 5 kW kao dio autonomnog sustava.

Mini-hidroelektrane (hidroelektrane), ovisno o vrsti vodnih resursa, dijele se na:

  • korito rijeke - male rijeke s umjetnim akumulacijama na ravnicama;
  • stacionarne - visoke planinske rijeke;
  • podizanje vode s diferencijalom vode u industrijskim poduzećima;
  • pokretni - protok vode ulazi kroz pojačane uređaje.

Sljedeće vrste turbina koriste se za mini hidroelektrane:

  • tlak vode> 60 - kanta i radijalno-aksijalni;
  • s tlakom od 25—60 ° - radijalno-aksijalno i rotacijsko;
  • na niskoj glavi - propeler i rotaciona lopatica u betonskim uređajima.

Rezervna snaga, neprekidno napajanje, napajanjeIzvanmrežno napajanje pomoću Hydro, Mini Hydro Systems ili Micro Hydro sustava može se dizajnirati pomoću vodenih kotača ili impulsnih vodenih turbina. Potencijal proizvodnje određenog područja ovisit će o količini protoka vode, što ovisi o uvjetima i položaju lokacije, kao io karakteristikama oborina na lokaciji. Vodeni kotači i vodene turbine su izvrsni za sve mali krug hidroenergije jer izvlače kinetičku energiju iz pokretne vode i pretvaraju tu energiju u mehaničku energiju koja pokreće električni generator.

Maksimalna količina električne energije koja se može dobiti iz rijeke ili struje tekuće vode ovisi o količini energije u određenoj točki potoka. No, turbina za vodu nije savršena zbog gubitaka snage unutar turbine uzrokovanih trenjem. Većina modernih hidro turbina ima učinkovitost od 80 do 95% i može se koristiti kao mini-elektrana za privatnu kuću. Mini-hidroelektrane rade na pouzdano načelo. Voda, djeluje na lopatice turbine kroz hidraulički pogon, uzrokuje rotaciju električnog generatora koji generira električnu energiju.

Proces se kontrolira sustavima automatizacije. Pouzdan sustav automatizacije štiti opremu od preopterećenja i kvarova. Uređaji suvremenih hidrogeneratora smanjuju na minimum instalacijske radove tijekom gradnje i stvaraju optimalnu opskrbu električnom energijom.

Autonomni izvori napajanja mini-hidroelektrana projektirani su s potpunom usklađenošću s parametrima turbine i hidrauličke jedinice kako bi se proizvele potrebne rotacijske i strujne frekvencije.

Prednosti mini hidroelektrana su:

  • oprema za zaštitu okoliša;
  • niska cijena 1 kWh električne energije;
  • samostalnost, jednostavnost i pouzdanost sheme;
  • neiscrpnost primarnog resursa.

Nedostaci mini-hidroelektrana uključuju slabu materijalnu, tehničku i proizvodnu bazu za proizvodnju sve potrebne opreme u zemlji.

Inovativni kombinirani elektrotermički kogeneracijski sustavi

Tijekom sljedeća dva desetljeća čovječanstvo namjerava dramatično povećati korištenje obnovljivih izvora energije. To je dio koherentne globalne politike za smanjenje gubitaka u sredstvima za život i emisije stakleničkih plinova. Danas je postalo očito da je korištenje jednostavnih shema s jednim resursom za stvaranje učinkovite elektrane za privatnu kuću neće biti dovoljno, morate potražiti alternativni i neovisni način daljnjeg razvoja SAE.

Kogeneracija SAE kombiniraju dokazane fotonaponske (PV) i solarne toplinske (SHW) tehnologije u jedinstveni integrirani sustav solarna termalna elektrana, koja vam omogućuje da izvučete što je više moguće solarne energije za proizvodnju električne energije, koristi svu korisnu toplinu sustav. Solarni kolektori su PV-parabolični uređaji za hlađenje vode, koji hvataju, a ne rasipaju, koje se druge fotonaponske konstrukcije smatraju “otpadnom toplinom”.

Arhitektura uključuje niz podzemnih ili podzemnih uređaja koji neovisno prate sunce duž jedne osi. SHW kompaktni sustav izmjene / skladištenja topline prenosi toplinu kako bi zagrijao vodu za potrošnu toplu vodu. Dakle, na svijetu najučinkovitiji mini-kogeneracije autonomne elektrane za prigradski kuća, pružajući ne samo neprekidno napajanje privatne kuće, već i njezinu gotovo bespovratnu pomoć opskrba toplinom