- Výpočet SAE pre domov
- Solárna súprava (solárna)
- Veterné generátory a zelená tarifa
- Malá vodná energia
- Inovatívne kombinované elektrotepelné kogeneračné systémy
Úloha autonómnej energie vo svete rastie dynamicky. Podiel obnoviteľných zdrojov energie (OZE) už predstavuje 23% celosvetovej výroby elektrickej energie a jej ďalší rast sa zabezpečí zavedením nových netradičných technológií v oblasti domácej energie.
Svetový priemysel bol schopný zariadiť výrobu rôznych kompaktných generátorov pre domácnosť za ceny dostupné pre zákazníkov so stredným príjmom .
Preto, ak sa donedávna zvyčajne organizovalo autonómne napájanie vidieckeho domu, kde nebolo možné pripojiť sa k štátnemu zdroju elektriny, v súčasnosti sa stále viac objavujú solárne panely, veterné mlyny na budovách v oblastiach s pomerne uspokojivou inžinierskou infraštruktúrou .
Autonómny systém napájania v domácnosti (SAE) je zaručeným zdrojom energie požadovanej kvality a množstva bez ohľadu na prítomnosť a stav externých zdrojov napájania. Tí, ktorí chcú byť nezávislí od monopolov, neplatiť svoje nafúknuté účty a nikdy neporušujú svoju spotrebu energie, majú záujem o vytvorenie SAE.
Výpočet SAE pre domov
Autonómna dodávka energie v domácnosti sa považuje za udržateľnú pre bežnú životnú podporu súkromného bývania, ak vybrané zdroje budú stabilne vyrábať elektrinu bez ohľadu na akékoľvek vonkajšie faktory. Obvody SAE sú kompaktné, multifunkčné a zostavené ako návrhár LEGO z nasledujúceho štandardného vybavenia:
- Zdroj energie (súprava - solárny, veterný generátor, hydrogenerátor);
- prenosný radič na ukladanie batérií;
- elektrochemické batérie a elektrické rozvodne;
- striedač.
Hlavným ukazovateľom pre výber zariadenia je spotreba energie, musí byť známa pre technické a ekonomické výpočty systému SAE.
Autonómna elektrina pre súkromný dom (chata), výpočet spotrebovanej energie bytového domu s rozlohou 100 m2:
| názov | Činný výkon | Odhadované kurzy | iba | |||
| číslo | prístroje a zariadenia | Množstvo, jednotky | dopyt | pomocou ki | kilowatthodina | |
| kc | ||||||
| 1 | Osvetlenie interiéru doma, m2 | 100 | 0.04 | 0.8 | 0.8 | 2, 56 |
| 2 | Osvetlenie domu, m2 | 80 | 0.03 | 0.6 | 0.6 | 0, 864 |
| 3 | Kuchynský sporák | 1 | 4 | 0.8 | 1 | 3.2 |
| 4 | Práčka | 1 | 2.2 | 1 | 0.6 | 1.32 |
| 5 | práčka | 1 | 2.2 | 0.8 | 0.8 | 1408 |
| 6 | Ohrievač vody v nádrži | 1 | 2 | 0.6 | 0.8 | 0.96 |
| 7 | Klimatické vybavenie | 1 | 3 | 0.7 | 0.8 | 1.68 |
| 8 | Vykurovacie prístroje | 0 | 2 | 0.4 | 1 | 0 |
| 9 | Kuchynské spotrebiče (spolu) | 2 | 5 | 0.3 | 1 | 3 |
| 10 | Vykurovací kotol | 1 | 6 | 0.8 | 0.9 | 4.32 |
| 11 | Zastrihávač kWh | 0 | 2 | 0.4 | 0.8 | 0 |
| 12 | Ponorné čerpadlo | 1 | 2 | 0.8 | 0.9 | 1.44 |
| 13 | počítače | 3 | 0, 5 | 0.6 | 1 | 0.9 |
| 14 | úhrnom | |||||
| 21, 652 | ||||||
Solárna súprava (solárna)
Na použitie slnečného kolektora bude potrebné dve veci: slnečné svetlo a špeciálne vybavenie, ktoré prijíma, prevádza, ukladá a prevádza premieňanú energiu slnka na domácu sieť. Takýto režim zásobovania energiou má neobmedzený zdroj energie, na rozdiel od fosílnych palív nie je vzácny a stáva sa konkurencieschopným, keď cena ropy je 70 dolárov za barel a viac.
V súčasnosti sú najobľúbenejšími v krajinách SNŠ solárne energetické systémy svetových výrobcov, ako sú napríklad JA Solar, Trina, Jinko Solar, Yingli Solar, Canadian, Amerisolar, Perlight Solar, Solar World, Sharp, LG, Altek, SMA, ABB, Omron, LogicPower., Huawei, Fronius, Steсa, SlarEdge, so zárukou výrobcu až na tridsať rokov.
Špecifikácie populárnych modelov solárnych panelov:
| ukazovatele | Delta SM 30-12 P | One-Sun 30P | SY-50WM | FSM 100M | |
| 1 | Výkon, W: | 30 | 30 | 50 | 100 |
| 2 | % odchýlky výkonu | 3 | 3 | 3 | 6 |
| 3 | U voľnobehu, In | 21, 96 | 22.6 | 22.2 | 22.7 |
| 4 | Skratový prúd, A: | 1.76 | 1.76 | 3 | 5, 82 |
| 5 | U pri maximálnom výkonovom bode, V: | 18.25 | 18 | 18 | 18.6 |
| 6 | Aktuálny maximálny výkon, A: | 1, 64 | 1.66 | 2, 78 | 5, 38 |
| 7 | Účinnosť panelu, %: | 12, 29 | 15 | 14.3 | 0, 15, 3 |
| 8 | Efektivita nepretržitej fotobunky, %: | 15.57 | 17.4 | 17.8 | 18.1 |
| 9 | typ | Polykryštalický | Polykryštalický | pazúrik monokryštálu 125x125 mm | Mono-kryštalický |
| 10 | Trieda kvality: | Stupeň a | Stupeň a | Stupeň a | |
| 11 | Počet diód, ks: | 2 | 2 | 15 | 2 |
| 12 | Stupeň distribúcie ochrany. núdzové boxy: | IP65 | IP65 | IP65 | IP65 |
| 13 | Max U systém, V: | 1000 | 1000 | 1000 | 1000 |
| 14 | Teplota, ° C | -40 ° С … + 85 ° С | -40 ° С … + 85 ° С | -40 ° С … + 85 ° С | -40 ° С … + 85 ° С |
| 15 | konvektory: | MC4 | MC4 | MC4 | |
| 16 | rozmery: | 678 x 360 x 25 | 450h510h25 | 645h540h30 | 1209 x 539 x 35 |
| 17 | Hmotnosť kg: | 3.2 | 2.7 | 4.2 | 9.2 |
Medzi typy solárnych panelov patria :
- Monokryštalický (mono);
- polykryštalický (poly);
- amorfná (amorfná).
Výsledky štúdií o kvalite práce solárnych modulov
Výsledky výskumu rôznych typov solárnych modelov je možné podrobne študovať a porovnať pomocou tabuľky:
| ukazovatele | Monokryštál | polykryštalické | amorfný |
| Účinnosť, % | 17-22 | 12-18 | 6-8 |
| Životnosť, roky | 25 | 25 | 10 |
| Koeficient teploty, % | 0, 45 | 0, 45 | 0, 19 |
| Strata účinnosti za rok, % | 1 | 1 | 5 |
| cena | vysoký | stredná | nízky |
| fotosenzitivita | stredná | stredná | maximum |
| Ročná produkcia | vysoký | stredná | nízky |
Veterné generátory a zelená tarifa
Použitie veterných generátorov na účely domácej energie sa vo svete používa už dlho. Európa vyrába veternú energiu už mnoho rokov - v Nemecku, Španielsku, Dánsku a Francúzsku. Mnoho ďalších krajín, ako napríklad Čína a India, nedávno začalo intenzívne rozvíjať svoju výrobu veternej energie.
Veterné turbíny majú tri hlavné časti: lopatky, stožiar a generátor. Tri veľké vrtule sú namontované na vrchole veľkého stožiara, ktorý je poháňaný vetrom. Ak turbína vyrába viac energie, ako je potrebné, možno ju poslať do všeobecného energetického systému za takzvanú zelenú tarifu. Takáto tarifa sa uplatňuje takmer vo všetkých krajinách sveta (okrem Ruska).
Na Ukrajine sa v roku 2018 podľa „zeleného tarifu“ vracia štát za dodávku „prebytočného“ kW v týchto veľkostiach:
- pre súkromné elektrárne s kapacitou do 30 kW - 18 eurocentov za 1 kW / hodinu;
- pre pozemné priemyselné stanice 15 eurocentov za 1 kW / h;
- na strechy - 16 centov za 1 kW / h.
Tento prístup umožňuje domácemu výrobcovi elektrickej energie uhradiť všetky svoje náklady na inštaláciu elektrární s výkonom 30 kW za 4 roky, pričom ročný zisk dosahuje približne 6500 cu. e) S rastúcou popularitou veterných generátorov sa stali lacnejšími a dostupnejšími pre široké spektrum spotrebiteľov.
Výhody generátora vetra zahŕňajú nasledujúce:
- Vietor je voľný a 100% obnoviteľný;
- veterný generátor neznečisťuje životné prostredie emisiami skleníkových plynov a inými škodlivými látkami;
- vyžadovať umiestnenie malých plôch, pretože sú umiestnené vo vysokých nadmorských výškach;
- vytvoriť zaujímavú krajinu;
- vynikajúci záložný zdroj autonómneho napájania vo vzdialených osadách;
- nízka doba návratnosti pri použití „zeleného tarifu“ do 4 rokov.
Avšak veterné generátory majú svoje nevýhody:
- Vysoké počiatočné náklady na dodávku energie;
- potreba stavebného pozemku;
- potreba dostatočného potenciálu vetra v teréne;
- celkové rozmery, stavebné predpisy nemusia umožňovať inštaláciu turbín na niektorých miestach;
- hlukové znečistenie a núdzové územné členenie sťahovavých vtákov;
- nízka úroveň využitia - až 30% inštalovanej kapacity;
- vysoká úroveň nebezpečenstva búrok.
Pri spätnom pohľade na tieto údaje sa zdá, že autonómna elektrina má viac „mínusov“ ako „mínusov“. Veterná energia má však oveľa menšie dopady na životné prostredie ako elektrina vyrobená z uhlia alebo ropy, takže pre obyvateľov oblastí so stabilným vetrom energie je tento typ autonómneho zásobovania energiou doma veľmi sľubný.
Technické vlastnosti veterných generátorov pre autonómne napájanie doma
Každý typ veterného generátora má svoje vlastné charakteristiky, ktoré je možné porovnávať pomocou tabuľky:
| Značka / výrobca | Výkon kW | napätia, | Priemer veterného kolesa, m | Rýchlosť vetra, m / s |
| T06 / Čína | 0.6 | 24 | 2.6 | 9 |
| T12 / Čína | 1.2 | 24/48 | 2.9 | 10 |
| T23 / Čína | 2.3 | 48 | 3.3 | 10 |
| T60 / Čína | 6 | 48/240 | 6.6 | 11 |
| T120 / Čína | 12 | 240 | 8 | 11 |
| Passaat / Holandsko | 1.4 | 12/24/488 | 3.1 | 14 |
| Montana / Holandsko | 5 | 48/240 | 5 | 14 |
| Alize / Holandsko | 10 | 240 | 7 | 12 |
| W800 / Ukrajina | 0.8 | 48 | 3.1 | 8 |
| W1600 / Ukrajina | 1.6 | 48 | 4.4 | 8 |
Malá vodná energia
Autonómna elektrina pre súkromný dom pomocou vodnej energie - vodná energia (vodná energia) má výhody oproti iným druhom obnoviteľnej energie, ak je systém navrhnutý a nainštalovaný správne, vytvára minimálne environmentálne riziká pre životné prostredie.
Spravidla je na to potrebná iba rieka s dostatočným množstvom vody a prietokovou rýchlosťou vstupujúcou do vodnej turbíny pripojenej k generátoru elektrickej energie. V závislosti od veľkosti a požadovaného výkonu výroby elektrickej energie sa minielektráreň pre vodné elektrárne delí takto:
- Vodná energia malého rozsahu (malá) vyrába elektrickú energiu medzi 100 kW (1 kW) a 1 MW (megawatty), pričom dodáva túto generovanú energiu priamo do rozvodnej siete, ktorá napája viac ako jednu domácnosť.
- Mini Scale Hydro Power (mini-scale), ktoré generujú energiu od 5 kW do 100 kW, dodávajú ju priamo do rozvodnej siete alebo do autonómneho systému napájaného striedavým prúdom.
- Micro Scale Hydro Power (micro-scale), domáca schéma ESA pre rieky, s generátorom jednosmerného prúdu na výrobu elektrickej energie od stoviek wattov do 5 kW ako súčasť autonómneho systému.
Mini-vodné elektrárne (vodné elektrárne) sa delia na:
- koryto rieky - malé rieky s umelými nádržami na rovinách;
- stacionárne - vysoké horské rieky;
- zdvíhanie vody s kvapkou vody v priemyselných podnikoch;
- mobilná - voda tečie cez zosilnené zariadenia.
Na prevádzku mini-vodných elektrární sa používajú tieto typy turbín:
- tlak vody> 60 m - vedro a radiálne osové;
- pri tlaku 25 - 60 m - radiálne osové a rotačné lalokové;
- pri nízkom tlaku - vrtuľa a rotačné lobované v železobetónových zariadeniach.
Autonómne napájanie doma pomocou Hydro, Mini Hydro Systems alebo Micro Hydro Systems môže byť navrhnuté pomocou vodných kolies alebo pulzných hydraulických turbín. Generačný potenciál konkrétnej lokality bude závisieť od množstva vodného toku, ktoré zase závisí od podmienok a umiestnenia lokality, ako aj od charakteristík zrážok na lokalite. Vodné kolesá a vodné turbíny sú skvelé pre akúkoľvek schému malých vodných elektrární , pretože získavajú kinetickú energiu z pohybujúcej sa vody a premieňajú ju na mechanickú energiu, ktorá poháňa elektrický generátor.
Maximálne množstvo elektriny, ktorá sa môže získať z rieky alebo z tečúcej vody, závisí od množstva energie v určitom bode v prúde. Vodná turbína však nie je dokonalá kvôli strate energie vo vnútri turbíny spôsobenej trením. Väčšina moderných hydraulických turbín má účinnosť 80 až 95% a dá sa použiť ako malá elektráreň pre súkromný dom. Mini-vodné elektrárne pracujú na spoľahlivom princípe . Voda pôsobí na lopatky turbíny prostredníctvom hydraulického pohonu, poháňa elektrický generátor, ktorý vyrába elektrinu.
Proces je riadený automatizačnými systémami. Spoľahlivý automatizačný systém chráni zariadenie pred preťažením a poruchami. Zariadenia moderných hydrogenerátorov minimalizujú inštalačné práce počas obdobia výstavby a vytvárajú optimálny prísun energie elektrinou.
Autonómne zdroje energie mini-hydroelektrárne sú navrhnuté tak, aby plne zodpovedali parametrom turbíny a hydraulickej jednotky na výrobu požadovanej rýchlosti a prúdu.
Výhody mini-vodných elektrární zahŕňajú:
- environmentálna bezpečnosť zariadení;
- nízke náklady na 1 kWh elektrickej energie;
- autonómia, jednoduchosť a spoľahlivosť obvodu;
- nevyčerpateľnosť primárneho zdroja.
Nevýhody mini-vodnej elektrárne zahŕňajú slabú materiálno-technickú a výrobnú základňu na výrobu všetkého potrebného vybavenia v krajine.
Inovatívne kombinované elektrotepelné kogeneračné systémy
V priebehu nasledujúcich dvoch desaťročí má ľudstvo v úmysle dramaticky zvýšiť využívanie obnoviteľných zdrojov energie. Je to súčasť dohodnutej globálnej politiky na zníženie strát v systémoch na podporu života a emisií skleníkových plynov. Dnes je zrejmé, že použitie jednoduchých systémov s jedným zdrojom na vytvorenie efektívnej elektrárne pre súkromný dom nebude stačiť, musíte hľadať alternatívny a nezávislý spôsob ďalšieho rozvoja EPS.
Kogenerácia SAE kombinuje osvedčené technológie fotovoltaickej (PV) a solárnej tepelnej energie (SHW) do jedného integrovaného systému solárnych tepelných elektrární, ktorý vám umožňuje získavať čo najviac slnečnej energie na výrobu elektriny, využíva všetky užitočné teplo systému. Solárne kolektory sú vodou koncentrované PV - parabolické zariadenia, ktoré skôr než rozptyľujú to, čo iné dizajny PV považujú za „odpadové teplo“.
Architektúra obsahuje rad pozemných alebo podzemných zariadení, ktoré nezávisle sledujú slnko pozdĺž jednej osi. Kompaktný systém prenosu / skladovania tepla SHW prenáša teplo na predhrievanú vodu pre teplú vodu pre domácnosť. Takto sa vytvárajú najúčinnejšie mini kogeneračné autonómne elektrárne pre vidiecky dom, ktoré poskytujú nielen nepretržité dodávky energie do súkromného domu, ale aj takmer bezdôvodné zásobovanie teplom.