- Proračun SAE za dom
- Solarni komplet (Solar)
- Vjetroelektrane i zelena tarifa
- Mala hidroelektrana
- Inovativni kombinirani elektro-toplotni sustavi kogeneracije
Uloga autonomne energije u svijetu dinamično raste. Udio obnovljivih izvora energije (OIE) već je 23% u ukupnoj proizvodnji električne energije, a njegov daljnji rast osigurat će se uvođenjem novih netradicionalnih tehnologija u energetici kućanstava.
Svjetska industrija bila je u mogućnosti organizirati proizvodnju raznih kompaktnih, kućnih generatora po cijenama pristupačnim kupcima sa srednjim prihodima .
Stoga se donedavno organizirano autonomno napajanje seoske kuće tamo gdje se nije bilo moguće povezati s državnim izvorom električne energije, a sada se sve više primjećuje pojava solarnih panela i vjetrenjača na zgradama u područjima s sasvim zadovoljavajućom inženjerskom infrastrukturom .
Autonomni sustav napajanja kod kuće (SAE) je zajamčena opskrba energijom potrebne kvalitete i količine, bez obzira na prisutnost i stanje vanjskih izvora napajanja. Oni koji žele biti neovisni od monopolista, ne plaćati svoje napuhane račune i nikada ne narušavati njihovu potrošnju energije, zainteresirani su za stvaranje SAE.
Proračun SAE za dom
Autonomno napajanje električnom energijom kod kuće smatra se održivim za normalno održavanje privatnog stanovanja, ako odabrani izvori stabilno proizvode električnu energiju, bez obzira na vanjske čimbenike. SAE sklopovi su kompaktni, višenamjenski i sastavljeni kao LEGO dizajner iz sljedeće standardne opreme:
- Izvor energije (postavljen - Solar, generator vjetra, hidro generator);
- prijenosni kontroler za pohranu akumulatora;
- elektrokemijske baterije i električna podstanica;
- pretvarača.
Glavni pokazatelj za izbor opreme je potrošnja energije, mora biti poznat tehničkim i ekonomskim proračunima sheme SAE.
Autonomna električna energija za privatnu kuću (vikendicu), proračun potrošnje snage stambene zgrade s površinom od 100 m2:
| ime | Aktivna snaga | Procijenjeni izgledi | samo | |||
| broj | instrumenti i uređaji | Količina, jedinica | potražnja | koristeći ki | Kilovat-čas | |
| kc | ||||||
| 1 | Unutarnja rasvjeta kod kuće, m2 | 100 | 0.04 | 0, 8 | 0, 8 | 2.56 |
| 2 | Kućna rasvjeta, m2 | 80 | 0.03 | 0.6 | 0.6 | 0.864 |
| 3 | Kuhinjski 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 | 1408 |
| 6 | Spremnik za grijanje vode | 1 | 2 | 0.6 | 0, 8 | 0.96 |
| 7 | Klimatska oprema | 1 | 3 | 0, 7 | 0, 8 | 1.68 |
| 8 | Grijaći uređaji | 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 pumpa | 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)
Za korištenje solarnog kolektora bit će potrebne dvije stvari: sunčeva svjetlost i posebna oprema koja prima, pretvara, skladišti i prenosi pretvorenu energiju sunca u kućnu mrežu. Takva shema napajanja ima neograničen izvor energije, za razliku od fosilnih goriva, nije oskudna i postaje konkurentna kada trošak nafte iznosi 70 dolara po barelu i više.
Trenutno su najpopularniji u zemljama CIS-a sustavi solarne energije svjetskih proizvođača poput JA Solar, Trina, Jinko Solar, Yingli Solar, Kanadski, Amerisolar, Perlight Solar, Solar World, Sharp, LG, Altek, SMA, ABB, Omron, LogicPower, Huawei, Fronius, Stessa, SlarEdge, s jamstvom proizvođača do trideset godina.
Specifikacije popularnih modela solarnih panela:
| pokazatelji | Delta SM 30-12 P | Jedno-sunce 30P | SY-50WM | FSM 100M | |
| 1 | Snaga, W: | 30 | 30 | 50 | 100 |
| 2 | % odstupanja snage | 3 | 3 | 3 | 6 |
| 3 | U praznom hodu, u | 21.96 | 22, 6 | 22.2 | 22, 7 |
| 4 | Struja kratkog spoja, A: | 1.76 | 1.76 | 3 | 5.82 |
| 5 | U u maks. Točki snage, V: | 18.25 | 18 | 18 | 18.6 |
| 6 | Trenutna maksimalna snaga, A: | 1.64 | 1.66 | 2.78 | 5.38 |
| 7 | Učinkovitost ploče, %: | 12.29 | 15 | 14.3 | 0, 15, 3 |
| 8 | Djelotvornost neprekinute fotoćelije, %: | 15.57 | 17.4 | 17.8 | 18.1 |
| 9 | vrsta | Poli kristalni | Poli kristalni | kristalni monokristal 125x125mm | Mono-kristalni |
| 10 | Kvalitetni razred: | Razred a | Razred a | Razred a | |
| 11 | Broj dioda, kom: | 2 | 2 | 15 | 2 |
| 12 | Stupanj distribucije zaštite. kutije za hitne slučajeve: | IP65 | IP65 | IP65 | IP65 |
| 13 | Max U sustav, V: | 1000 | 1000 | 1000 | 1000 |
| 14 | Temperatura, ° C | -40 ° S … + 85 ° S | -40 ° S … + 85 ° S | -40 ° S … + 85 ° S | -40 ° S … + 85 ° S |
| 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 |
Tipovi solarnih panela uključuju sljedeće :
- Monokristalni (mono);
- polikristalni (poli);
- amorfni (amorfni).
Rezultati studija kvalitete rada solarnih modula
Rezultati istraživanja različitih vrsta solarnih modela mogu se detaljno proučiti i usporediti pomoću tablice:
| pokazatelji | Monokristal | polycrystalline | amorfan |
| Učinkovitost, % | 17-22 | 18/12 | 8/6 |
| Vijek trajanja, godine | 25 | 25 | 10 |
| Temperaturni koeficijent, % | 0, 45 | 0, 45 | 0.19 |
| Gubitak učinkovitosti godišnje, % | 1 | 1 | 5 |
| cijena | visok | srednji | nizak |
| fotofobija | srednji | srednji | maksimum |
| Godišnja proizvodnja | visok | srednji | nizak |
Vjetroelektrane i zelena tarifa
Primjena vjetroagregata u domaće energetske svrhe već se dugo koristi u svijetu. Europa već godinama proizvodi energiju vjetra - u Njemačkoj, Španjolskoj, Danskoj i Francuskoj. Mnoge druge zemlje, poput Kine i Indije, nedavno su počele intenzivno razvijati proizvodnju energije vjetra.
Vjetrenjače imaju tri glavna dijela: lopatice, jarbol i generator. Tri velika propelera montirana su na vrhu velikog jarbola, koji pokreće vjetar. Ako turbina proizvodi više energije nego što je potrebno, može se poslati u opći energetski sustav, po tzv. Zelenoj tarifi. Takva se tarifa primjenjuje u gotovo svim zemljama svijeta (osim Rusije).
U Ukrajini se u 2018. godini, prema „zelenoj tarifi“, država vraća za opskrbu „viškom“ kW u sljedećim veličinama:
- za privatne elektrane snage do 30 kW - 18 eura centa po 1 kW / sat;
- za zemaljske industrijske stanice 15 eura centa po 1 kW / h;
- za krovove - 16, 3 eura centa po 1 kW / sat.
Ovaj pristup omogućuje kućanom proizvođaču električne energije da nadoknadi sve svoje troškove instaliranja elektrana snage 30 kW u samo 4 godine, ostvarujući godišnju zaradu od oko 6500 cu. e. Kako su generatori vjetra postajali sve popularniji, postajali su jeftiniji i pristupačniji širokom krugu potrošača.
Prednosti generatora vjetra uključuju sljedeće:
- Vjetar je besplatan i 100% obnovljiv;
- generator vjetra ne zagađuje okoliš emisijama stakleničkih plinova i drugim štetnim tvarima;
- zahtijevaju za smještaj malih površina, jer su postavljeni na velikoj nadmorskoj visini;
- stvoriti zanimljiv krajolik;
- odličan rezervni izvor autonomnog napajanja električnom energijom u udaljenim naseljima;
- nisko razdoblje povrata pri korištenju "zelene tarife" do 4 godine.
Ali vjetroelektrane imaju svoje nedostatke:
- Visoki početni troškovi opskrbe energijom;
- potreba za zemljištem za izgradnju;
- potreba za dovoljnim potencijalom vjetra na terenu;
- ukupne dimenzije, građevinski propisi možda na nekim mjestima ne dopuštaju postavljanje turbina;
- zagađenje bukom i zoniranje u hitnim slučajevima za ptice selice;
- niska razina upotrebe - do 30% instaliranog kapaciteta;
- visoka razina opasnosti od grmljavine.
Gledajući unazad te podatke, čini se da autonomna električna energija ima više "minusa" nego "pluseva". Međutim, vjetroelektrana ima mnogo manji utjecaj na okoliš od električne energije proizvedene iz ugljena ili nafte, tako da je za stanovnike područja sa stabilnim vjetrom energije ova vrsta autonomnog napajanja električnom energijom kod kuće vrlo obećavajuća.
Tehničke karakteristike vjetroelektrana za autonomno napajanje električnom energijom kod kuće
Svaka vrsta generatora vjetra ima svoje karakteristike, koje se mogu usporediti pomoću tablice:
| Marka / proizvođač | Snaga kW | napon, | Promjer vjetrenjača, 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 / Holland | 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 |
Mala hidroelektrana
Autonomna električna energija za privatnu kuću korištenjem vodene energije - hidroelektrana (hidroelektrana), ima prednosti u odnosu na druge vrste obnovljivih izvora energije, ako je sustav pravilno dizajniran i instaliran, stvara minimum ekološkog rizika za okoliš.
U pravilu, sve što je potrebno za to je rijeka s dovoljnom količinom vode i brzinom protoka koja ulazi u vodenu turbinu spojenu na generator električne energije. Ovisno o veličini i potrebnoj snazi proizvodnje električne energije, mini elektrana za hidroelektrane podijeljena je kako slijedi:
- Hidroelektrana male skale (mala) proizvodi električnu energiju između 100kW (1kW) i 1MW (megawatts), opskrbljujući tako proizvedenu energiju izravno u komunalnu mrežu koja napaja više od jednog kućanstva.
- Mini hidro skala (mini-scale), koja generira snagu od 5kW do 100kW, napajajući je izravno u komunalnu mrežu ili autonomni sustav koji se napaja iz izmjeničnog napona.
- Micro Scale Hydro Power (mikro-skala), kućna ESA shema za rijeke, s DC generatorom za proizvodnju električne energije od stotina vata do 5kW kao dijela autonomnog sustava.
Mini hidroelektrane (hidroelektrane) dijele se na:
- korito rijeke - male rijeke s umjetnim akumulacijama na ravnicama;
- stacionarno - visoko planinske rijeke;
- dizanje vode padom vode u industrijskim poduzećima;
- pokretni - voda teče kroz pojačane uređaje.
Za rad mini-hidroelektrana koriste se sljedeće vrste turbina:
- tlak vode> 60 m - kanta i radijalno-aksijalna;
- pri tlaku od 25-60 m - radijalno-aksijalni i rotacijski lobed;
- pri niskom tlaku - propeler i okretni uložak u armiranobetonskim uređajima.
Autonomno napajanje u kući pomoću hidro-mini, mini hidro-sustava ili mikro-hidro-sustava može se konstruirati pomoću vodenih točkova ili impulsa hidrauličnih turbina. Generacijski potencijal određenog nalazišta ovisit će o količini protoka vode, što zauzvrat ovisi o uvjetima i položaju nalazišta, kao i o karakteristikama oborina na gradilištu. Vodeni točkovi i vodene turbine odlični su za bilo koji mali plan hidroelektrane jer oni izvlače kinetičku energiju iz vode u pokretu i pretvaraju je u mehaničku energiju, koja pokreće električni generator.
Maksimalna količina električne energije koja se može dobiti iz rijeke ili potoka tekuće vode ovisi o količini energije u određenoj točki potoka. Ali vodena turbina nije savršena, zbog gubitka snage unutar turbine uzrokovane trenjem. Većina modernih hidrauličkih turbina ima učinkovitost od 80 do 95% i može se koristiti kao mini elektrana za privatnu kuću. Mini hidroelektrane djeluju na pouzdanom principu . Voda djeluje na lopatice turbine hidrauličkim pogonom, pokreće električni generator koji stvara električnu energiju.
Proces se kontrolira automatizacijskim sustavima. Pouzdan sustav automatizacije štiti opremu od preopterećenja i kvarova. Uređaji modernih hidrogeneratora minimiziraju instalacijske radove tijekom razdoblja izgradnje i stvaraju optimalnu opskrbu energijom električnom energijom.
Autonomni izvori energije mini-hidroelektrane projektirani su u potpunosti u skladu s parametrima turbine i hidrauličke jedinice za proizvodnju potrebne brzine i struje.
Prednosti mini hidroelektrana uključuju:
- ekološka sigurnost opreme;
- niski troškovi električne energije od 1 kWh;
- autonomija, jednostavnost i pouzdanost kruga;
- neiscrpnost primarnog resursa.
Nedostaci mini hidroelektrane uključuju slabu materijalnu i tehničku i proizvodnu bazu za proizvodnju sve potrebne opreme u zemlji.
Inovativni kombinirani elektro-toplotni sustavi kogeneracije
Tijekom sljedeća dva desetljeća čovječanstvo namjerava dramatično povećati korištenje obnovljivih izvora energije. To je dio dogovorene globalne politike za smanjenje gubitaka u sustavima životne podrške i emisija stakleničkih plinova. Danas je postalo očito da uporaba jednostavnih shema s jednim resursima za stvaranje učinkovite elektrane za privatnu kuću neće biti dovoljna, trebate potražiti alternativni i neovisni način za daljnji razvoj EPS-a.
Kogeneracija SAE kombinira dokazane tehnologije fotonaponske (PV) i solarne toplinske energije (SHW) u jedinstvenom integriranom sustavu solarnih termoelektrana, koji vam omogućuje da izvučete što više solarne energije za proizvodnju električne energije, a koristi svu korisnu toplinu sustava. Solarni kolektori su vodeno hlađeni koncentrirani PV - parabolični uređaji koji hvataju, a ne rasipaju, ono što drugi PV uređaji smatraju „otpadnom toplinom“.
Arhitektura uključuje niz prizemnih ili podzemnih uređaja koji neovisno prate sunce duž jedne osi. SHW kompaktni sustav prijenosa / skladištenja topline prebacuje toplinu na predgrijavanje vode za kućnu toplu vodu. Tako se stvaraju najučinkovitije svjetske autonomne elektrane za mini kogeneraciju za seosku kuću, koje osiguravaju ne samo neprekidno napajanje privatnom kućom, već i gotovo bespovratno opskrbu toplinom.