Автономное электроснабжение

Введение:

В первую очередь следует определиться в термином энергия. В рассматриваемом нами контексте, энергия делится на два вида: электрическую и тепловую. И при разработке концепции автономного энергоснабжения преобразование электрической энергии в тепловую недопустимо, а точнее неэффективно. Необходим баланс между мощностями, генерирующими тепло и электричество.

Автономное электроснабжение - концепция

Прежде всего, необходимо учесть следующий факт: если у вас есть относительно бесперебойное и достаточно качественное сетевое электроснабжение, то менять его на любой другой источник энергии экономически не целесообразно. Желание «освободиться от пут» местной сбытовой электрической компании, отключиться от «столба» и навсегда стать автономным глубоко ошибочное, как и то, что возобновляемые источники энергии помогут сэкономить. Исключением являются солнечные коллекторы, т.к. в них не происходит преобразования энергии. Тепловая энергия Солнца передается другому телу с очень высоким коэффициентом трансформации (до 97%). По этой же причине самой эффективной электрической машиной является трансформатор, в котором происходит не преобразование энергии, а ее передача.
Мало кто задумывается, что для преобразования энергий природы в электрическую необходимо установить дорогостоящее оборудование, у которого есть срок полезного использования. Попытка пересчета стоимости оборудования на тариф за кВатт/час бесцельное занятие - если вы уже подключены к центральной электросети, то окупаемость вложений наступает примерно к сроку износа оборудования, т.е. через 15-20 лет. Тем не менее, есть веские причины, по которым целесообразно применение ветро и солнечных источников энергии.
1. У вас нет возможности подключиться к электросети .
2. Стоимость подключения (вхождения в сеть) составляет около 1млн. рублей.
3. Перебои в электроснабжении, низкий уровень напряжения или его скачки.
В двух первых случаях необходимо рассматривать только гибридную систему энергоснабжения, т.к. одним источником энергии нельзя обеспечить полноценное автономное электроснабжение. Если с тем, что Солнце светит не всегда согласны все, то с тем, что ветер дует не всегда и не везде очень немногие. А это именно так. Пики безветрия приходятся на самый теплый и самый холодный месяцы года (июль, январь). К тому же, многие воспринимают легкие порывы за ветер, силы которого достаточно для раскручивания ветроколеса. Условия выбор местности для установки ветрогенератора с горизонтальным ротором или вертикальным ротором.

Аксиомы автономного энергоснабжения:

Выработка электроэнергии не постоянна в течение суток, месяца и года, поэтому потребление ее тоже должно носить периодический характер.
В структуре потребителей электрической энергии не должно быть нагревательных приборов. Нагрев (отопление) поглощает до 80% всех энергозатрат любого дома и эффективнее применять источники тепловой энергии на сгораемом топливе и солнечные коллекторы для нагрева воды.
Простая арифметика: максимальный КПД тепловой электростанции (ТЭЦ) составляет 40% при условии утилизации горячей воды на отопление и исправных коммуникациях для ее передачи. В данном случае горячая вода – это побочный продукт производства электроэнергии. Исходя из значения КПД, можно легко понять, что использование электронагревательных приборов прямое расточительство и с ростом тарифов их применение будет неизбежно сокращаться.

Расчет системы.

При проектировании системы следует обратить особое внимание на структуру потребителей электроэнергии и среднему времени их работы в течение суток. Мощность, умноженная на время, позволит определить планируемый расход энергии в Ватт*часах и, именно по этому показателю, подобрать предустановленную мощность источников энергии. Возможное число одновременно работающих электроприборов позволит определить максимальные пиковые нагрузки в Ваттах - это значение влияет на подбор мощности инвертора.
Элементы автономной электростанции и критерии их выбора.

Элемент	Критерий выбора
Генераторы электроэнергии: ветрогенератор (ВЭУ), солнечные батареи (модули), иначе ФЭМ или ФЭП, дизель, газо или бензогенератор.	Среднесуточное потребление электроэнергии в кВатт*часах, но чаще всего - это бюджет.
Накопитель (аккумуляторы) – АКБ	Максимальный генерируемый ток (А) источника энергии не более 30% емкости АКБ
Инвертор (преобразователь постоянного тока в переменный)	Максимальная пиковая мощность в Ваттах и величина входного напряжение постоянного тока от АКБ

Декларируемая производителем мощность энергетической установки не является CONST для расчетов. Это всего лишь понятие «предустановленная мощность» генератора энергии (ВЭУ и ФЭМ), т.е. максимально возможная выработка электроэнергии при идеальных условиях.
1. Для ВЭУ это скорость ветра 10-12 м/с без турбулентных потоков препятствующих правильной ориентации ветроколеса.
2. Для ФЭП это солнечное излучение (инсоляция) интенсивностью 1000 Ватт на 1м? падающее на поверхность ФЭП перпендикулярно и при коэффициенте атмосферной массы равном 1,5.
Разумеется, что в реальных условиях такое возможно 2-3 недели в году, а значит, предустановленную мощность можно применять в расчетах с максимальным коэффициентом 0,3.

Вывод.

Широкое распространение возобновляемых источников электрической энергии ФЭП и ВЭУ в Европе и США обусловлено несколькими причинами и вот наиболее важные:
1. Солнечные и ветроэлектростанции (на асинхронных генераторах) работают в центральную сеть - а это совершенно другая энергетика. Т.е. из комплекта исключаются дорогостоящие аккумуляторы и инвертор. В России закон о независимых производителях электроэнергии есть только на бумаге. Монополии не допускают конкуренции.
2. Применение локальных источников энергии дотируется государством. Например, в Калифорнии за каждый Ватт предустановленной мощности ФЭП, домовладелец получает дотацию в размере 2 доллара за 1 ватт, что почти на 70% покрывает расходы на закупку и установку оборудования.
В России какие-либо стимулирующие действия со стороны государства невозможно себе даже представить. И самое главное - нет производственных мощностей, технологий для создания таких источников энергии в сколько-нибудь значительном количестве. Поэтому, рынок автономной энергетики ограничен. Основное использование ВЭУ и ФЭП - это частичное или резервное электроснабжение наиболее важных электроприборов и 100% автономное электроснабжение в местах, где нет возможности подключиться к электросети.

Каталог не является публичной афертой.

Цены уточнйте по телефону и сделайте запрос по эл.почте.