- Izračun SAE za dom
- Sončni komplet (Solar)
- Vetrni generatorji in zelena tarifa
- Majhna hidroelektrarna
- Inovativni kombinirani elektro-termični sistemi soproizvodnje
Vloga avtonomne energije na svetu dinamično raste. Delež obnovljivih virov energije (OVE) je že 23% svetovne proizvodnje električne energije, nadaljnja rast pa bo zagotovljena z uvedbo novih netradicionalnih tehnologij v energiji gospodinjstev.
Svetovna industrija je znala urediti proizvodnjo različnih kompaktnih gospodinjskih generatorjev po cenah, dostopnih odjemalcem s srednjim dohodkom .
Zato je bilo do nedavnega običajno organizirano samostojno napajanje podeželske hiše, kjer ni bilo mogoče priključiti na državni vir električne energije, zdaj se vse pogosteje opaža pojav sončnih plošč in vetrnic na stavbah na območjih s povsem zadovoljivo inženirsko infrastrukturo .
Avtonomni sistem za oskrbo z energijo doma (SAE) je zajamčena oskrba z energijo potrebne kakovosti in količine, ne glede na prisotnost in stanje zunanjih virov napajanja. Tisti, ki želijo biti neodvisni od monopolistov, ne plačujejo napihnjenih računov in nikoli ne posegajo v njihovo porabo energije, so zainteresirani za oblikovanje SAE.
Izračun SAE za dom
Avtonomna oskrba z energijo na domu velja za trajnostno normalno vzdrževanje zasebnih stanovanj, če bodo izbrani viri stabilno proizvajali električno energijo, ne glede na zunanje dejavnike. Vezja SAE so kompaktna, večnamenska in sestavljena kot LEGO oblikovalec iz naslednje standardne opreme:
- Vir energije (komplet - Solar, generator vetra, hidro generator);
- prenosni krmilnik za shranjevanje akumulatorjev;
- elektrokemijske baterije in električna podstanica;
- razsmernik.
Glavni kazalnik pri izbiri opreme je poraba energije, poznati jo je treba za tehnične in ekonomske izračune sheme SAE.
Avtonomna elektrika za zasebno hišo (kočo), izračun porabljene moči stanovanjske stavbe s površino 100 m2:
| Ime | Aktivna moč | Ocenjene kvote | Skupaj | |||
| Št. | inštrumenti in naprave | Količina, enote | povpraševanje | z uporabo ki | KWh | |
| Ks | ||||||
| 1 | Notranja razsvetljava doma, m2 | 100 | 0, 04 | 0, 8 | 0, 8 | 2, 56 |
| 2 | Osvetlitev hiše, m2 | 80 | 0, 03 | 0, 6 | 0, 6 | 0, 864 |
| 3 | Kuhinjski štedilnik | 1 | 4 | 0, 8 | 1 | 3.2 |
| 4 | Pralni stroj | 1 | 2.2 | 1 | 0, 6 | 1, 32 |
| 5 | Pomivalni stroj | 1 | 2.2 | 0, 8 | 0, 8 | 1.408 |
| 6 | Rezervoar za ogrevanje vode | 1 | 2 | 0, 6 | 0, 8 | 0, 96 |
| 7 | Klimatska oprema | 1 | 3 | 0, 7 | 0, 8 | 1.68 |
| 8 | Ogrevalne naprave | 0 | 2 | 0, 4 | 1 | 0 |
| 9 | Kuhinjski aparati (skupaj) | 2 | 5 | 0, 3 | 1 | 3 |
| 10 | Ogrevalni kotel | 1 | 6 | 0, 8 | 0, 9 | 4.32 |
| 11 | Trimer kWh | 0 | 2 | 0, 4 | 0, 8 | 0 |
| 12 | Potopna črpalka | 1 | 2 | 0, 8 | 0, 9 | 1, 44 |
| 13 | Računalniki | 3 | 0, 5 | 0, 6 | 1 | 0, 9 |
| 14 | Skupaj | |||||
| 21.652 | ||||||
Sončni komplet (Solar)
Za uporabo sončnega kolektorja bo potrebno dve stvari: sončna svetloba in posebna oprema, ki sprejema, pretvarja, skladišči in prenaša pretvorjeno energijo sonca v domače omrežje. Takšen sistem oskrbe z električno energijo ima v nasprotju s fosilnimi gorivi neomejen vir energije, ni malo in postane konkurenčen, ko stroški nafte znašajo 70 dolarjev za sod in več.
Trenutno so v državah CIS najbolj priljubljeni sistemi sončne energije svetovnih proizvajalcev, kot so 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 garancijo proizvajalca do trideset let.
Specifikacije priljubljenih modelov sončnih panelov:
| Kazalniki | Delta SM 30-12 P | One-Sun 30P | SY-50WM | FSM 100M | |
| 1 | Moč, W: | 30 | 30 | 50 | 100 |
| 2 | % odstopanja moči | 3 | 3 | 3 | 6 |
| 3 | U prostem teku, v | 21.96 | 22.6 | 22.2 | 22.7 |
| 4 | Kratek stik, A: | 1, 76 | 1, 76 | 3 | 5.82 |
| 5 | U pri največji moči, V: | 18.25 | 18 | 18 | 18.6 |
| 6 | Trenutna največja moč, A: | 1, 64 | 1.66 | 2.78 | 5.38 |
| 7 | Učinkovitost plošče, %: | 12.29 | 15 | 14.3 | 0, 15.3 |
| 8 | Učinkovitost neprekinjene fotocelice, %: | 15, 57 | 17.4 | 17.8 | 18.1 |
| 9 | Vtipkajte | Poli kristalni | Poli kristalni | kristalni monokristal 125x125mm | Monokristalni |
| 10 | Kakovostni razred: | A | A | A | |
| 11 | Število diod, kos: | 2 | 2 | 15 | 2 |
| 12 | Stopnja porazdelitve zaščite. reševalne škatle: | IP65 | IP65 | IP65 | IP65 |
| 13 | Max U sistem, 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 | Konvektorji: | Mc4 | Mc4 | Mc4 | |
| 16 | Dimenzije: | 678 x 360 x 25 | 450x510x25 | 645x540x30 | 1209 x 539 x 35 |
| 17 | Teža kg: | 3.2 | 2.7 | 4.2 | 9.2 |
Vrste solarnih panelov vključujejo naslednje :
- Monokristalni (mono);
- polikristalni (poli);
- amorfni (amorfni).
Rezultati študij kakovosti sončnih modulov
Rezultate raziskav različnih vrst solarnih modelov je mogoče podrobno preučiti in primerjati s pomočjo tabele:
| Kazalniki | Enoristal | Polikristalni | Amorfni |
| % Učinkovitosti | 17–22 | 12-18 | 6-8 |
| Življenjska doba, leta | 25 | 25 | 10 |
| Temperaturni koeficient, % | 0, 45 | 0, 45 | 0, 19 |
| Izguba učinkovitosti na leto, % | 1 | 1 | 5 |
| Cena | visoko | povprečna | nizka |
| Fotosenzibilnost | povprečna | povprečna | največ |
| Letna proizvodnja | visoko | povprečna | nizka |
Vetrni generatorji in zelena tarifa
Uporaba vetrnih generatorjev za domače energetske namene se v svetu uporablja že dolgo. Evropa že več let proizvaja vetrno energijo - v Nemčiji, Španiji, na Danskem in v Franciji. Mnoge druge države, na primer Kitajska in Indija, so pred kratkim začele intenzivno razvijati svojo proizvodnjo vetrne energije.
Vetrne turbine imajo tri glavne dele: lopatice, jambor in generator. Na velikem teleskopu, ki ga poganja veter, so nameščeni trije propelerji. Če turbina proizvede več energije, kot je potrebno, jo je mogoče poslati v splošni energetski sistem po tako imenovani zeleni tarifi. Takšna tarifa velja v skoraj vseh državah sveta (razen Rusije).
V Ukrajini leta 2018 država po „zeleni tarifi“ vrača dobavo „presežnih“ kW v naslednjih velikostih:
- za zasebne elektrarne z zmogljivostjo do 30 kW - 18 EUR centov na 1 kW / uro;
- za kopenske industrijske postaje 15 EUR centov za 1 kW / h;
- za strehe - 16, 3 evra centov za 1 kW / uro.
Ta pristop omogoča, da gospodinjski proizvajalec električne energije povrne vse svoje stroške za vgradnjo 30 kW elektrarn v samo štirih letih in tako ustvari letni dobiček v višini približno 6500 cu. e. Ko so vetrni generatorji postajali vse bolj priljubljeni, so postali cenejši in cenovno dostopnejši za širok krog potrošnikov.
Prednosti vetrnega generatorja vključujejo naslednje:
- Veter je prost in 100% obnovljiv;
- generator vetra ne onesnažuje okolja z emisijami toplogrednih plinov in drugimi škodljivimi snovmi;
- zahtevajo namestitev majhnih površin, saj so postavljene na veliki nadmorski višini;
- ustvarite zanimivo pokrajino;
- odličen rezervni vir avtonomne oskrbe z električno energijo v oddaljenih naseljih;
- nizka doba vračila pri uporabi "zelene tarife" do 4 let.
Vendar imajo vetrni generatorji svoje pomanjkljivosti:
- Visoki začetni stroški oskrbe z energijo;
- potrebe po zemljiščih za gradnjo;
- potreba po zadostnem potencialu vetra na terenu;
- splošne dimenzije, gradbene kode ponekod ne dovoljujejo vgradnje turbin;
- onesnaževanje s hrupom in območje v sili za ptice selivke;
- nizka raven uporabe - do 30% nameščene zmogljivosti;
- visoka stopnja nevarnosti neviht.
Če pogledamo nazaj na te podatke, se zdi, da ima avtonomna elektrika več "minusov" kot "plusov". Vendar pa ima vetrna energija veliko manjši vpliv na okolje kot elektrika, pridobljena iz premoga ali nafte, zato je za prebivalce območij s stabilnim energijskim vetrom ta vrsta avtonomne oskrbe z energijo doma zelo obetavna.
Tehnične značilnosti vetrnih generatorjev za avtonomno napajanje doma
Vsak tip vetrnega generatorja ima svoje značilnosti, ki jih lahko primerjamo s pomočjo tabele:
| Znamka / proizvajalec | Moč kW | Napetost | Premer vetrnega kolesa, m | Hitrost vetra, m / s |
| T06 / Kitajska | 0, 6 | 24 | 2.6 | 9 |
| T12 / Kitajska | 1, 2 | 24/48 | 2.9 | 10 |
| T23 / Kitajska | 2, 3 | 48 | 3.3 | 10 |
| T60 / Kitajska | 6 | 48/240 | 6.6 | 11 |
| T120 / Kitajska | 12 | 240 | 8 | 11 |
| Passaat / Holland | 1.4 | 24.12.448 | 3, 1 | 14 |
| Montana / Nizozemska | 5 | 48/240 | 5 | 14 |
| Alize / Holland | 10 | 240 | 7 | 12 |
| W800 / Ukrajina | 0, 8 | 48 | 3, 1 | 8 |
| W1600 / Ukrajina | 1, 6 | 48 | 4.4 | 8 |
Majhna hidroelektrarna
Avtonomna električna energija za zasebno hišo z uporabo vodne energije - Hydro Power (hidroelektrarna) ima prednosti pred drugimi vrstami obnovljivih virov energije, če je sistem načrtovan in nameščen pravilno, ustvarja minimalno okoljsko tveganje za okolje.
Za to je praviloma potrebna reka z zadostno količino vode in hitrostjo pretoka, ki vstopa v vodno turbino, priključeno na generator električne energije. Mini hidroelektrarne za hidroelektrarne so glede na velikost in potrebno moč proizvodnje električne energije razdeljene na naslednji način:
- Hidroelektrarna majhne lestvice (majhna) ustvarja električno moč med 100kW (1kW) in 1MW (megawatti), ki to proizvedeno energijo napaja neposredno v komunalno omrežje, ki napaja več gospodinjstev.
- Mini-Scale Hydro Power (mini-skala), ki ustvarja moč od 5kW do 100kW in jo napaja neposredno v komunalno omrežje ali avtonomni sistem, ki ga napaja električna napetost.
- Micro Scale Hydro Power (mikrorazmerje), domača shema ESA za reke, z enosmernim generatorjem za proizvodnjo električne energije od sto vatov do 5kW kot del avtonomnega sistema.
Mini hidroelektrarne (hidroelektrarne) so razdeljene na:
- struga - majhne reke z umetnimi rezervoarji na ravnicah;
- stacionarne - visoke gorske reke;
- dviganje vode s kapljico vode v industrijskih podjetjih;
- mobilno - voda teče skozi ojačane naprave.
Za obratovanje mini hidroelektrarn se uporabljajo naslednje vrste turbin:
- tlak vode> 60 m - vedro in radialno-osno;
- pri tlaku 25-60 m - radialno-osni in vrtljivi lobed;
- pri nizkotlačnem - propelerju in vrtljivem lobuju v armiranobetonskih napravah.
Avtonomno napajanje doma z uporabo Hydro, Mini Hydro Systems ali Micro Hydro Systems je mogoče načrtovati z vodnimi kolesi ali impulznimi hidravličnimi turbinami. Proizvodni potencial posameznega območja bo odvisen od količine pretoka vode, ki je odvisna od pogojev in lokacije lokacije ter od značilnosti padavin na lokaciji. Vodna kolesa in vodne turbine so odlični za vsako majhno hidroelektrarno, saj črpajo kinetično energijo iz gibljive vode in to energijo pretvorijo v mehansko energijo, ki poganja električni generator.
Največja količina električne energije, ki jo lahko dobimo iz reke ali toka tekoče vode, je odvisna od količine energije na določeni točki potoka. Toda vodna turbina ni popolna, zaradi izgube moči znotraj turbine, ki jo povzroči trenje. Večina sodobnih hidravličnih turbin ima izkoristek od 80 do 95% in se lahko uporablja kot mini elektrarna za zasebno hišo. Mini hidroelektrarne delujejo na zanesljivem principu . Voda deluje na lopatice turbine s pomočjo hidravličnega pogona, poganja električni generator, ki proizvaja električno energijo.
Postopek nadzirajo sistemi za avtomatizacijo. Zanesljiv sistem avtomatizacije ščiti opremo pred preobremenitvami in okvarami. Naprave sodobnih hidrogeneratorjev zmanjšujejo inštalacijska dela v času gradnje in ustvarjajo optimalno oskrbo z električno energijo.
Avtonomni viri energije mini hidroelektrarne so zasnovani s popolno skladnostjo s parametri turbine in hidravlične enote za proizvodnjo zahtevane hitrosti in toka.
Prednosti mini hidroelektrarn vključujejo:
- okoljska varnost opreme;
- nizki stroški 1 kWh električne energije;
- samostojnost, preprostost in zanesljivost vezja;
- neizčrpnost primarnega vira.
Pomanjkljivosti mini hidroelektrarne vključujejo šibko materialno in tehnično ter proizvodno bazo za proizvodnjo vse potrebne opreme v državi.
Inovativni kombinirani elektro-termični sistemi soproizvodnje
V naslednjih dveh desetletjih človeštvo namerava drastično povečati uporabo obnovljivih virov energije. To je del dogovorjene globalne politike za zmanjšanje izgub v sistemih za življenjsko podporo in emisije toplogrednih plinov. Danes je postalo očitno, da uporaba preprostih sistemov z enim virom za ustvarjanje učinkovite elektrarne za zasebno hišo ne bo dovolj, iskati morate alternativni in neodvisen način za nadaljnji razvoj EPS.
Kogeneracija SAE združuje preizkušene tehnologije fotovoltaične (PV) in sončne toplotne energije (SHW) v enem samem integriranem sistemu sončnih termoelektrarn, ki omogoča črpanje čim več sončne energije za proizvodnjo električne energije in porabi vso koristno toploto sistema. Sončni kolektorji so vodno hlajeni koncentrirajoči PV - parabolični pripomočki, ki zajemajo, ne pa razpršijo, kar drugi PV-modeli obravnavajo kot "odpadno toploto".
Arhitektura vključuje vrsto zemeljskih ali podzemnih naprav, ki neodvisno sledijo soncu vzdolž ene osi. Kompaktni sistem za prenos / shranjevanje toplote SHW prenaša toploto v predgretje vode za sanitarno toplo vodo. Tako so ustvarjene najučinkovitejše avtonomne elektrarne za mini soproizvodnjo na podeželski hiši na svetu, ki zasebni hiši zagotavljajo neprekinjeno napajanje z električno energijo, ampak tudi skoraj neupravičeno oskrbo s toploto.