- Výpočet SAE pro domov
- Solární sada (Solar)
- Větrné generátory a zelený tarif
- Malá vodní energie
- Inovativní kombinované elektrotepelné kogenerační systémy
Role autonomní energie ve světě dynamicky roste. Podíl obnovitelných zdrojů energie (OZE) je již 23% celosvětové výroby elektřiny a její další růst bude zajištěn zavedením nových netradičních technologií v domácí energii.
Světový průmysl byl schopen zařídit výrobu různých kompaktních domácích generátorů za ceny dostupné pro zákazníky se středním příjmem .
Proto se donedávna zpravidla organizovalo autonomní napájení venkovského domu, kde nebylo možné připojit se ke státnímu zdroji elektřiny, nyní je stále častěji pozorován výskyt solárních panelů a větrných mlýnů na budovách v oblastech s docela uspokojivou inženýrskou infrastrukturou .
Autonomní systém napájení doma (SAE) je zaručeným zdrojem energie v požadované kvalitě a množství, bez ohledu na přítomnost a stav externích zdrojů napájení. Ti, kteří chtějí být nezávislí na monopolech, neplatit své nafouklé účty a nikdy neporušovat svou spotřebu energie, mají zájem o vytvoření SAE.
Výpočet SAE pro domov
Autonomní zásobování energií v domácnosti se považuje za udržitelné pro běžnou životní podporu soukromého bydlení, pokud vybrané zdroje budou stabilně vyrábět elektřinu bez ohledu na vnější faktory. Obvody SAE jsou kompaktní, multifunkční a sestavené jako návrhář LEGO z následujícího standardního vybavení:
- Zdroj energie (sada - solární, větrný generátor, vodní generátor);
- přenosný řadič baterie;
- elektrochemické baterie a elektrické rozvodny;
- střídač.
Hlavním ukazatelem pro výběr zařízení je spotřeba energie, musí být známa pro technické a ekonomické výpočty systému SAE.
Autonomní elektřina pro soukromý dům (chata), výpočet spotřebované energie bytového domu o rozloze 100 m2:
| Jméno | Činný výkon | Odhadované kurzy | Celkem | |||
| Ne. | nástroje a zařízení | Množství, jednotky | poptávka | pomocí ki | KWh | |
| Ks | ||||||
| 1 | Vnitřní osvětlení doma, m2 | 100 | 0, 04 | 0, 8 | 0, 8 | 2, 56 |
| 2 | Osvětlení domu, m2 | 80 | 0, 03 | 0, 6 | 0, 6 | 0, 864 |
| 3 | Kuchyňský sporák | 1 | 4 | 0, 8 | 1 | 3.2 |
| 4 | Pračka | 1 | 2.2 | 1 | 0, 6 | 1, 32 |
| 5 | Myčka nádobí | 1 | 2.2 | 0, 8 | 0, 8 | 1, 408 |
| 6 | Ohřívač vody v nádrži | 1 | 2 | 0, 6 | 0, 8 | 0, 96 |
| 7 | Klimatické vybavení | 1 | 3 | 0, 7 | 0, 8 | 1, 68 |
| 8 | Topná zařízení | 0 | 2 | 0, 4 | 1 | 0 |
| 9 | Kuchyňské spotřebiče (celkem) | 2 | 5 | 0, 3 | 1 | 3 |
| 10 | Vytápění kotle | 1 | 6 | 0, 8 | 0, 9 | 4, 32 |
| 11 | Vyžínač 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 | Celkem | |||||
| 21, 652 | ||||||
Solární sada (Solar)
Chcete-li použít sluneční kolektor, bude to vyžadovat dvě věci: sluneční světlo a speciální zařízení, které přijímá, převádí, ukládá a přenáší přeměněnou energii slunce do domácí sítě. Takové schéma zásobování energií má neomezený zdroj energie, na rozdíl od fosilních paliv není vzácné a stává se konkurenceschopným, když cena ropy je 70 USD za barel a vyšší.
V současné době jsou nejoblíbenějšími zeměmi SNS solární energetické systémy světových výrobců, jako jsou JA Solar, Trina, Jinko Solar, Yingli Solar, Kanaďan, Amerisolar, Perlight Solar, Solar World, Sharp, LG, Altek, SMA, ABB, Omron, LogicPower., Huawei, Fronius, Steсa, SlarEdge, se zárukou výrobce až třicet let.
Specifikace populárních modelů solárních panelů:
| Indikátory | Delta SM 30-12 P | One-Sun 30P | SY-50WM | FSM 100M | |
| 1 | Výkon, W: | 30 | 30 | 50 | 100 |
| 2 | % energetické odchylky | 3 | 3 | 3 | 6 |
| 3 | U volnoběhu, In | 21, 96 | 22.6 | 22.2 | 22.7 |
| 4 | Zkratový proud, A: | 1, 76 | 1, 76 | 3 | 5, 82 |
| 5 | U v bodě maximálního výkonu, V: | 18.25 | 18 | 18 | 18.6 |
| 6 | Aktuální maximální výkon, A: | 1, 64 | 1, 66 | 2, 78 | 5, 38 |
| 7 | Účinnost panelu, %: | 12.29 | 15 | 14.3 | 0, 15, 3 |
| 8 | Efektivita nepřerušované fotobuňky, %: | 15, 57 | 17.4 | 17.8 | 18.1 |
| 9 | Typ | Polykrystalický | Polykrystalický | pazourek monokrystal 125x125mm | Monokrystalický |
| 10 | Třída kvality: | Stupeň a | Stupeň a | Stupeň a | |
| 11 | Počet diod, ks: | 2 | 2 | 15 | 2 |
| 12 | Stupeň distribuce ochrany. nouzové schránky: | 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 | Rozměry: | 678 x 360 x 25 | 450x510x25 | 645x540x30 | 1209 x 539 x 35 |
| 17 | Hmotnost kg: | 3.2 | 2.7 | 4.2 | 9.2 |
Mezi typy solárních panelů patří :
- Monokrystalický (mono);
- polykrystalický (poly);
- amorfní (amorfní).
Výsledky studií kvality práce solárních modulů
Výsledky výzkumu různých typů solárních modelů lze podrobně prostudovat a porovnat pomocí tabulky:
| Indikátory | Monokrystal | Polykrystalický | Amorfní |
| Účinnost% | 17-22 | 12-18 | 6-8 |
| Životnost, roky | 25 | 25 | 10 |
| Koeficient teploty, % | 0, 45 | 0, 45 | 0, 19 |
| Ztráta účinnosti za rok, % | 1 | 1 | 5 |
| Cena | vysoká | průměr | nízká |
| Fotocitlivost | průměr | průměr | maximum |
| Roční produkce | vysoká | průměr | nízká |
Větrné generátory a zelený tarif
Použití větrných generátorů pro domácí energetické účely se ve světě používá již dlouhou dobu. Evropa vyrábí větrnou energii již mnoho let - v Německu, Španělsku, Dánsku a Francii. Mnoho dalších zemí, jako je Čína a Indie, nedávno začalo intenzivně rozvíjet svou výrobu větrné energie.
Větrné turbíny mají tři hlavní části: lopatky, stožár a generátor. Tři velké vrtule jsou namontovány na vrcholu velkého stožáru, který je poháněn větrem. Pokud turbína produkuje více energie, než je nutné, lze ji poslat do obecného energetického systému za tzv. Zeleného tarifu. Tento tarif se používá téměř ve všech zemích světa (s výjimkou Ruska).
Na Ukrajině se v roce 2018 podle „zeleného tarifu“ vrací stát za dodávku „nadbytečného“ kW v těchto velikostech:
- pro soukromé elektrárny s kapacitou až 30 kW - 18 euro centů za 1 kW / hodinu;
- pro pozemní průmyslové stanice 15 euro centů za 1 kW / h;
- pro střechy - 16, 3 euro centů za 1 kW / hod.
Tento přístup umožňuje výrobci elektřiny pro domácnost získat zpět všechny své náklady na instalaci elektráren s výkonem 30 kW za pouhé 4 roky, přičemž roční zisk dosahuje přibližně 6500 cu. e. Jak se větrné generátory staly stále populárnějšími, staly se levnějšími a dostupnějšími pro širokou škálu zákazníků.
Výhody generátoru větru zahrnují následující:
- Vítr je volný a 100% obnovitelný;
- generátor větru neznečišťuje životní prostředí emisemi skleníkových plynů a jinými škodlivými látkami;
- vyžadují umístění malých oblastí, protože jsou umístěny ve vysoké nadmořské výšce;
- vytvořit zajímavou krajinu;
- vynikající záložní zdroj autonomního napájení ve vzdálených sídlech;
- nízká doba návratnosti při používání „zeleného tarifu“ až 4 roky.
Generátory větru však mají své nevýhody:
- Vysoké počáteční náklady na dodávku energie;
- potřeba stavebního pozemku;
- potřeba dostatečného potenciálu terénního větru;
- celkové rozměry, stavební předpisy nemusí na některých místech umožňovat instalaci turbín;
- hlukové znečištění a nouzové územní vymezení stěhovavých ptáků;
- nízká úroveň využití - až 30% instalované kapacity;
- vysoká úroveň bouřkového nebezpečí.
Při pohledu zpět na tato data to vypadá, že autonomní elektřina má více „mínusů“ než „plusů“. Větrná energie má však na životní prostředí mnohem menší dopad než elektřina vyráběná z uhlí nebo ropy, takže pro obyvatele oblastí se stabilním větrem energie je tento typ autonomního zásobování energií doma velmi slibný.
Technické vlastnosti větrných generátorů pro autonomní napájení doma
Každý typ generátoru větru má své vlastní charakteristiky, které lze porovnat pomocí tabulky:
| Značka / výrobce | Výkon kW | Napětí | Průměr větrného kola, m | Rychlost větru, 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 vodní energie
Autonomní elektřina pro soukromý dům pomocí vodní energie - vodní energie (vodní energie), má výhody oproti jiným druhům obnovitelné energie, pokud je systém navržen a nainstalován správně, vytváří minimální environmentální rizika pro životní prostředí.
K tomu je zpravidla potřeba pouze řeka s dostatečným množstvím vody a průtokovou rychlostí vstupující do vodní turbíny připojené k generátoru elektrické energie. V závislosti na velikosti a požadovaném výkonu výroby elektřiny se malá elektrárna na hydroelektrické obvody dělí takto:
- Malá vodní elektrárna (malá) vyrábí elektrickou energii mezi 100 kW (1 kW) a 1 MW (megawatty), přičemž tuto generovanou energii dodává přímo do inženýrské sítě, která napájí více než jednu domácnost.
- Mini Scale Hydro Power (mini-scale), které vyrábí energii od 5 kW do 100 kW, přičemž je napájí přímo do veřejné sítě nebo do autonomního systému napájeného střídavým proudem.
- Micro Scale Hydro Power (micro-scale), domácí schéma ESA pro řeky, s DC generátorem pro výrobu elektrické energie od stovek wattů do 5 kW jako součást autonomního systému.
Mini-hydroelektrárny (vodní elektrárny) se dělí na:
- koryto řeky - malé řeky s umělými nádržemi na pláních;
- stacionární - vysoké horské řeky;
- vodní zvedání s kapkou vody v průmyslových podnicích;
- mobilní - voda proudí zesílenými zařízeními.
Pro provozování malých vodních elektráren se používají následující typy turbín:
- tlak vody> 60 m - kbelík a radiální osa;
- při tlaku 25-60 m - radiálně-axiální a rotační lalokem;
- při nízkém tlaku - vrtule a rotační laloky v železobetonových zařízeních.
Autonomní napájení doma pomocí Hydro, Mini Hydro Systems nebo Micro Hydro Systems lze navrhnout pomocí vodních kol nebo pulzních hydraulických turbín. Generační potenciál konkrétního místa bude záviset na množství toku vody, které zase závisí na podmínkách a umístění místa, jakož i na charakteristikách srážek na místě. Vodní kola a vodní turbíny jsou skvělé pro všechny malé vodní elektrárny , protože extrahují kinetickou energii z tekoucí vody a přeměňují ji na mechanickou energii, která pohání elektrický generátor.
Maximální množství elektřiny, které lze získat z řeky nebo proudu tekoucí vody, závisí na množství energie v určitém bodě proudu. Vodní turbína však není dokonalá kvůli ztrátě energie uvnitř turbíny způsobené třením. Většina moderních hydraulických turbín má účinnost 80 až 95% a lze je použít jako malou elektrárnu pro soukromý dům. Mini-vodní elektrárny pracují na spolehlivém principu . Voda působí na lopatky turbíny pomocí hydraulického pohonu, řídí elektrický generátor, který vyrábí elektřinu.
Proces je řízen automatizačními systémy. Spolehlivý automatizační systém chrání zařízení před přetížením a poruchami. Zařízení moderních hydrogenerátorů minimalizují instalační práce během výstavby a vytvářejí optimální dodávku energie elektřinou.
Autonomní zdroje energie mini-hydroelektrárny jsou navrženy tak, aby plně vyhovovaly parametrům turbíny a hydraulické jednotky, aby produkovaly požadovanou rychlost a proud.
Mezi výhody malých vodních elektráren patří:
- environmentální bezpečnost zařízení;
- nízké náklady na 1 kWh elektřiny;
- autonomie, jednoduchost a spolehlivost obvodu;
- nevyčerpatelnost primárního zdroje.
Nevýhody mini-hydroelektrárny zahrnují slabou materiálovou a technickou a výrobní základnu pro výrobu veškerého potřebného vybavení v zemi.
Inovativní kombinované elektrotepelné kogenerační systémy
V následujících dvou desetiletích má lidstvo v úmyslu dramaticky zvýšit využívání obnovitelných zdrojů energie. Jedná se o součást dohodnuté globální politiky snižování ztrát v systémech na podporu života a emisí skleníkových plynů. Dnes se ukázalo, že použití jednoduchých schémat s jedním zdrojem k vytvoření účinné elektrárny pro soukromý dům nebude stačit, musíte hledat alternativní a nezávislý způsob dalšího rozvoje EPS.
Kogenerace SAE kombinuje osvědčené technologie fotovoltaické (PV) a solární tepelné energie (SHW) do jediného integrovaného systému solárních tepelných elektráren, který vám umožňuje získat co nejvíce sluneční energie, jak je to možné, k výrobě elektřiny, využívá veškeré užitečné teplo systému. Solární kolektory jsou vodou chlazené koncentrované PV - parabolická zařízení, která zachycují, spíše než rozptylují, co jiné návrhy PV považují za „odpadní teplo“.
Architektura zahrnuje řadu pozemních nebo podzemních zařízení, která nezávisle sledují slunce podél jedné osy. Kompaktní systém pro přenos / skladování tepla SHW přenáší teplo na předehřátou vodu pro teplou užitkovou vodu. Vytváří se tak nejúčinnější mini-kogenerační autonomní elektrárny na venkově pro venkovský dům, které poskytují nejen nepřetržité dodávky energie do soukromého domu, ale také jeho téměř bezdůvodné dodávky tepla.