Солнечная энергетика — игрушка для взрослых

Независимость – это то, к чему многие стремятся. Полностью стать независимым наверное не получится, но хотя бы приблизиться на шаг можно в части электропотребления. Мы не может отказаться от много, но можем отказаться от сетевой компании, которая продает нам электричество.

В этой теме хочу затронуть тему солнечной энергетики и поделиться своими мыслями насчет автономного электроснабжения.

Вы уже знаете, что я мечтаю построить свой дом, даже построил модель (эскизный проект) в программе SketchUp. В идеале мне хотелось бы, чтобы в доме было все электрическое. Но, к сожалению, это практически всегда необоснованная идея. Если есть возможность, то газ всегда будет дешевле. Электрическое отопление – дорого, а котел на твердом топливе – не очень удобен.

Если говорить про полную электрофикацию частного дома, то наша автономная станция должна давать не менее 20 кВт*ч/сутки. В настоящее время стоимость такой станции будет ну очень дорого, поэтому нет смысла ее рассматривать.

Если исключить электроотопление, электрическую плиту, электроводонагреватель (заменить на газ), то вполне можно собрать нормальную солнечную электростанцию за относительно адекватную стоимость.

Лично у меня в моей небольшой квартире каждый месяц расходуется около 90 кВт*ч или 3 кВт*ч/сутки. Я не думаю, что в доме будет значительное увеличение потребления электроэнергии. Важно еще как вы распоряжаетесь электроэнергией.

Исходя из этого я посчитал, что мне нужна солнечная станция мощностью солнечных панель около 1 кВт.

Солнечная электростанция

Солнечная электростанция

Теоретически данная солнечная станция обеспечит меня электроэнергией за 3 часа. Но, здесь не все так гладко. Нужно учитывать, что летом выработка электроэнергии значительно больше, чем зимой.  Зимой из 1 кВт можем получить всего и 500, и 200 Вт. Поэтому если стоит цель получать электричество круглый год, то нужно ориентировать на зиму. Дополнительно ко всему нужно учитывать потери в системе. Думаю 15-20% мы не досчитаемся. Это потери в проводах, потери при преобразовании напряжения, потери в аккумуляторе.

Одной из проблем в солнечной энергетике является накопление электроэнергии.  Хорошие аккумуляторы стоят дорого, плохие – придется часто менять. Аккумулятор можно собрать и самому, заказав все необходимое из Китая. Для этого используют различные типы аккумуляторов. Чтобы «залить» электричество в аккумуляторы нужно промежуточное звено – контроллер + зарядное устройство. Часто используют гибридные изделия – гибридные инверторы. Мы получаем электроэнергию постоянного тока, которую сохраняем в аккумуляторах. Чтобы использовать бытовыми приборами электроэнергию постоянного тока, то ее нужно преобразовать в электроэнергию переменного тока. Эту функцию выполняет инвертор. Мне хватило бы и инвертора на 2-3 кВт.

Если сильно не заморачиваться, то можно купить готовую солнечную станцию. То что я хочу (1 кВт – солнечные панели, гибридный инвертор – 2 кВт, 2 аккумулятора 200 А*ч (или аналогичная сборка)) в настоящее время стоит около 2000$. Это очень дорого. Вернее я хочу еще больше, но и цена будет больше.

Но, если у вас дача и там нет электричества, то это будет неплохим решением. Для дачи можно собрать систему и попроще, и подешевле.

Почему солнечная энергетика – игрушка для взрослых?

В настоящее время я за электричество плачу менее 10$/месяц. Срок окупаемости составит около 10 лет. За это время не исключено, что что-то сломается и придется ремонтировать. Дополнительно ко всему наука и техника не стоит на месте. Возможно, через лет 5 у нас будет более совершенное оборудование, более совершенные аккумуляторы. Ближайшие года 3 мне точно не понадобится солнечная станция, поэтому есть надежда, что все изменится в лучшую сторону.

Я вот верю, что настанет время, когда вместо крыши будут устанавливать солнечные панели, которые одновременно будут и аккумуляторами =) Воткнул кабель в крышу – вот тебе и 220 В.

Вы скажете бред? Посмотрите на свой мобильный телефон и на телефон, который был 100 лет назад…

Как только каждый сможет себе позволить солнечную электростанцию, то не исключено, что придется еще платить налог на солнце =)

К солнечной электростанции неплохо еще докупить бензиновый генератор, с хорошими выходными характеристиками тока и напряжения. Мало ли...

Подведем итоги.

Не знаю как вы, но я считаю, что солнечная электростанция – это круто, но дорого. Если имеется стабильное электричество – не стоит заморачиваться. Если же вы фанат независимости и автономности, то присмотритесь внимательнее к солнечной энергетике.

Можно продавать солнечную электроэнергию государству, но это не так просто. Знаю в Украине действует зеленый тариф и некоторые умудряются продавать ее государству. Одно дело выработать электроэнергию и совсем другое сохранить, поэтому выгоднее ее не сохранять, а сразу отдавать в сеть, т.е. своим соседям =)

В любом случае, если у меня будет дом, то обязательно буду устанавливать солнечную станцию. Может быть предусмотрю только часть дома с питанием от солнца: холодильник, освещение, компьютер. А это основные потребители у меня, потребление их составляет не более 150-200 Вт*ч, т.е. будет практически равномерное потребление без пиковых нагрузок.

А что вы думаете про солнечные электростанции? Поделитесь своим опытом и знаниями…

Вы можете пролистать до конца и оставить комментарий. Уведомления сейчас отключены.

комментария 3 “Солнечная энергетика — игрушка для взрослых”

  1. Алексей Баскаков:

    Энергия солнца-это классная идея, осталось дожить до ее вменяемого ценника) Я бы посмотрел в сторону солнечных коллекторов для отопления.

  2. Вячеслав (ddecad.ru):

    Солнечная энергетика на большей части РФ — бессмысленное и дорогое удовольствие на данный момент.

    Смотрел на днях ролик на YouTube насчёт солнечной электростанции в загородном доме. Автор (владелец дома) прямо сказал: "Если есть питание от городской сети, то просто глупо от него отказываться". Автор то ли в Краснодарском крае, то ли в Ставропольском живёт. С солнцем там проблем нет.

    В РФ сейчас собираются принять закон о микрогенерации, т.е. можно будет излишки э/э в сеть выдавать и получать за это деньги. Тогда СЭС хоть как-то смогут окупаться.

    СЭС на данный момент стоит рассматривать как альтернативный или резервный источник. Как основной — только в случае отсутствия "городской" сети или большой дороговизны подключения.

    Также посоветовал бы рассмотреть отопление дома с использованием теплового насоса. При отсутствии газа (либо невменяемой стоимости на подключение газа) очень сильно позволяет сократить расходы на отопление дома.

  3. Евгений:

    В РФ закон о микрогенерации принимают уже несколько лет и на это есть свои причины. Я как то интересовался данной темой и есть небольшая описательная часть 

    Автономная централизованная и распределенная генерация.

     

          Возможность работы распределенных энергоисточников, как на общую с централизованными источниками сеть, так и на индивидуальных потребителей создает хорошие условия для интеграции секторов централизованного и изолированного (децентрализованного) производства энергии. В зоне действия централизованного энергоснабжения распределенная генерации энергии очень хорошо интегрируется с системами данного типа. В децентрализованном секторе преимущество имеет распределенная генерация энергии, хотя и здесь могут образовываться свои локальные системы энергоснабжения, объединяющие несколько распределенных энергоисточников для совместной работы на единые сети.

           Область централизованного энергоснабжения, разделяется на две зоны. Первая формируется крупными энергоисточниками, работающими на магистральные сети, а вторая – распределенными (по территории, но необязательно по мощности) источниками, работающими в распределительной сети и обслуживаемыми тем же оператором, что и энергоисточники. В зоне изолированных энергосистем работают источники отдельных потребителей, которые могут не отличаться по виду используемого топлива и технологии от источников, но будут отличаться по мощности, стоимости вырабатываемой энергии и графику ее потребления. Другая группа  представляет собой источники для совместного и раздельного децентрализованного производства энергии в изолированных энергосистемах, а  автономное производство энергии.

            Технологии распределенной генерации энергии применяются для энергоснабжения потребителей трех типов, включая:

    1) автономное энергоснабжение, при котором малые энергоустановки

    распределенной генерации энергии используются обособленно  в изолированных энергосистемах;

    2) пиковое и резервное энергоснабжение на базе распределенной генерации энергии в зоне действия централизованной системы;

    3) децентрализованная генерация энергии в зоне действия централизованной системы, при которой распределенная генерируемая энергия используются в качестве основного источника, при этом его работа согласована с централизованной системой.

    К важнейшим условиям приоритетного развития распределенной генерации (в т.ч. на основе когенерационных технологий и использования возобновляемых источников электроэнергии) можно отнести:

    — прогресс в развитии тепловых генерирующих установок средней и

    малой мощности на базе ПТУ, ГТУ и ГПУ (газопоршневых установок) и их высокая эффективность при совместном производстве электрической и тепловой энергии;

    — появление современных высокоэффективных технологий использования в энергетике возобновляемых источников энергии, многие из которых по своей мощности относятся к распределенной генерации;

    — активное развитие доступного рынка технологий и оборудования;

    -  значительный рост конкурентоспособности распределённой генерирующей энергии относительно традиционной генерации энергии.

    Дополнительными факторами, способствующими развитию

    распределенной генерации, являются:

    — стремление потребителей адаптироваться к рыночной неопределенности в развитии электроэнергетики и в ценах на электроэнергию, поскольку развитие распределенной генерации способствует снижению рисков дефицита мощности и повышению энергетической безопасности;

    — ценовая привлекательность производимой энергии, повышение требований по качеству и надежности энергоснабжения;

    — повышение адаптационных возможностей самих электроэнергетических систем к неопределенности рыночных условий развития экономики и снижение тем самым инвестиционных рисков;

    — повышение требований к эффективности использования газа в энергетике;

    — ужесточение экологических требований к субъектам хозяйственной

    деятельности, загрязняющих окружающую среду, что стимулирует использование возобновляемых источников энергии (гидроэнергии, энергии ветра, биомассы и пр.).

     

    Технологические особенности работы распределённой генерации энергии в централизованных системах.

     

    Распределенная генерация энергии дополняет централизованную систему новыми элементами с новыми динамическими характеристиками и возможностями управления. Это имеет как положительные стороны, так и обуславливает немало проблем, которые успешно решаются с развитием техники систем автоматики и регулирования. Переменный режим работы распределённой генерации энергии на базе возобновляемых источников электроэнергии требует до 50% резервирования мощности. Малые ГТУ имеют уменьшенную, по сравнению с традиционными агрегатами тепловых и гидравлических электростанций, постоянную инерции, отличные характеристики систем регулирования. Распределенная генерация усложняет систему релейной защиты и автоматики, противоаварийного управления электроэнергетической системой. Усложняется диспетчерское управление, его функции смещаются на распределительную сеть. Распределительная сеть приобретает черты основной сети со свойственными для нее проблемами устойчивости и необходимостью ее оснащения устройствами автоматики и регулирования. Наличие распределенной генерации в распределительной сети позволяет более стабильно поддерживать уровни напряжений в узлах за счет возможностей этих генераторов по генерированию реактивной мощности (в отличие от традиционных распределительных сетей, в которых потери напряжения тем больше, чем дальше от питающей подстанции высокого напряжения). При отказе питающей подстанции высокого напряжения наличие распределённой генерации энергии в распределительной сети позволяет обеспечить надежное электроснабжение многих потребителей.

    В энергосистеме с сильными связями с распределенной  генерации энергии  не возникает сложностей по поддержанию частоты, регулированию напряжения, обеспечению параллельной работы генераторов. При слабых связях с распределенной генерации энергии должна применяться специальная автоматика, ограничивающая величину перетока мощности по линии связи и воздействующая на регулирование режимов.

    Технических трудностей с присоединением распределенных источников энергии к распределительным сетям нет. Тем не менее, существует пороговый уровень единичной мощности генератора, ниже которого такое присоединение оказывается нерентабельным. В настоящее время этот уровень составляет в среднем около 3 МВт. Проблемы с надежностью и качеством электроэнергии могут возникать лишь в изолированных системах энергоснабжения, в которых суммарная установленная мощность генераторов невелика, а их доли в выработке близки, однако такие случаи пока единичны.

    Параллельная работа централизованных систем и распределённой генерации энергии имеет не только положительные эффекты, но и связана с определенными трудностями по обеспечению устойчивости работы, регулированию и поддержанию эффективных режимов, по предотвращению аварийных ситуаций и др. Во многом это связано с технической оснащенностью распределительных сетей, к которым подключаются источники распределенной генерации и которые приобретают свойства основной сети. Появление нового оборудования, использование автоматики, систем регулирования позволяет решать возникающие вопросы.

     

    Генерация параллельно с сетью.

     

    Выпускаемое ведущими производителями генерирующее оборудование, предназначенное для распределенной генерации электроэнергии (дизель-генераторы, микротурбинные или газопоршневые установки) имеет возможность работы в трёх различных режимах:

    — в автономном режиме – без присоединения к сетям;

    — параллельно с сетями;

    — параллельно с сетями в режиме «следования за нагрузкой».

     

    Автономный режим.

    К выходным клеммам оборудования подключена только электрическая нагрузка объекта. Нагрузка может изменяться от 0 до 100%, при этом оборудование генерирует электрическую энергию, обеспечивая постоянный уровень напряжения независимо от нагрузки (0,4; 6,3; 10,5 кВ). В этом режиме выходное напряжение — главный параметр, который поддерживается автоматикой генерирующего оборудования. Если энергокомплекс состоит из параллельно включенных единиц оборудования, уровни напряжения и фазы между ними должны быть строго синхронизированы и автоматически регулироваться для обеспечения равномерной загрузки генерирующего оборудования. Для этого, как правило, используется специальная система управления, выполненная в виде отдельного модуля или поставляемая в составе каждой единицы оборудования.

    Режим параллельно с сетями.

    Генерирующее оборудование подключается параллельно к сетям и к локальной электрической нагрузке. Для генерирующего оборудования сеть представляет собой источник напряжения 400VAC неограниченной мощности с внутренним сопротивлением, близким к 0. Потребляемая мощность локальной нагрузки пренебрежимо мала по сравнению с мощностью сети и в этих условиях нагрузка никак не влияет на параметры сети (напряжение, фаза, частота). Генерирующее оборудование при таком соединении оказывается подключенным параллельно к источнику напряжения и может генерировать электрический ток (передавать электрическую мощность) в направлении локальной нагрузки и сети в любом количестве (в силу низкого внутреннего сопротивления сети), в пределах собственной выходной мощности.

    Таким образом, в отличие от автономного режима, где происходит генерация напряжения, в данном случае генерируется ток. Количество электрической энергии (мощности), передаваемой в сеть и в локальную нагрузку, может регулироваться. Данная возможность позволяет при необходимости автоматически регулировать суммарную мощность генерации энергокомплекса. Каждая единица оборудования самостоятельно синхронизируется с сетевым напряжением и контролирует его параметры. Специальные меры по синхронизации работы между единицами генерирующего оборудования в данном режиме не требуются, следовательно, теоретически параллельно с сетями может быть включено любое количество единиц оборудования. Работа параллельно с сетями широко распространена в западных странах благодаря наличию законодательного разрешения и существующим тарифам передачи энергии от распределенных источников в сеть, благодаря чему использование этого режима экономически выгодно.

    Режим параллельно с сетями, «следование за нагрузкой».

    Однако, имеется возможность организации работы энергокомплекса параллельно с сетями, но без передачи электрической энергии в сеть. Этот режим работы имеет наименование «следование за нагрузкой».

    Таким образом, реализация режима «следования за нагрузкой» для работы энергоблока позволяет выполнить одно из основных технических требований энергоснабжающих организаций – исключить передачу электрической мощности в сети и одновременно использовать преимущества работы оборудования параллельно с существующими сетями электроснабжения. При использовании такого режима потребление электроэнергии из сетей резко сокращается (при стабильной нагрузке – практически до 0), что при высоких тарифах дает существенную экономию средств предприятия. 

     

Написать комментарий

Копирование информации без согласия автора запрещено!