Автономно захранване в дома - бензинов генератор, конвертор на батерията, слънчева батерия

Автономна електроенергия за къщата: сравнение на ефективността и разходите

13 август 2014 г. | Категория: Инженерни системи

Бързото покачване на цените на електроенергията налага жителите на даките да търсят алтернатива на централизираните доставки на променлив ток.

На същото място, където перспективата за електрификация се връща в продължение на много години или разходите за свързване с външни мрежи са твърде големи, отделни инсталации излизат на преден план.

Слабо разбиране на сложността на енергийните доставки не всеки може да анализира какъв вид независим източник на електроенергия на дадена селска къща е икономически изгоден. Ще се опитаме да помогнем по този въпрос и ще разгледаме три възможни варианта за захранване: бензинов генератор, преобразувател на батерии и слънчева батерия.

Основните критерии за избор на преобразувател на батерии и слънчева батерия са: цената на оборудването, периодът на експлоатация, докато бъде отписан и как полученият фактор е цената на 1 kW електрическа енергия, произведена през това време.

За бензинов генератор изчислението ще бъде различно. Тук на преден план е консумацията и цената на горивото. Като се използват тези параметри и като се вземат предвид разходите на самия генератор, получаваме цената на 1 киловат час електроенергия "бензин".

Инверторен бензинов генератор

Към днешна дата това устройство е най-често използвано за резервно електрозахранване на селски къщи. Причината за тази популярност е достъпната цена на генератора и лекотата на използване. Няма инсталиране и настройка. Той наля бензин, натисна копчето и взе светлината.

Всеки комфорт обаче има своята цена и е много висок в бензинов генератор. Нека изчислим колко киловат часа електроенергия се доставя от това устройство.

За изчисление вземаме еднофазен генератор HERZ IG2200E (Германия) с мощност 2 kW.

• Разходи за покупка - 21000 rub.
• Ресурсът на генератора е 4000 часа.

Цената на киловат се изчислява, както следва:

При натоварване от 2000 W консумация бензин AI-92 на генератора за паспорт е 1,4 л / ч (равна на стойността на горивото приеме 31rub). Получават проценти 1 kW = 31h1,4 * Н / 2 = 21.7 втриване.

Цената на генератора е разделена на неговия моторен ресурс и получаваме: 21 000 рубли / 4 000 часа = 5,25 рубли.

В резултат на това, цената на 1 kW * h = 21.7 + 5.25 = 26.95 рубли.

Цената на 1 киловат час електрическа мрежа за района на Москва днес е 4,3 рубли. Виждаме, че бензиновият генератор е бил 6.2 пъти по-скъп.

• Използването на бензинов генератор за дългосрочно електрозахранване у дома е нерентабилно.
• Използването на генератора (с изключение на инсталациите с автомат) изисква присъствието на човек - да се стартира, да се добавят гориво и мониторинг.

Използването на бензинов генератор в дача е икономически обосновано само като авариен или резервен източник на енергия. При отсъствие на външни електрически мрежи е по-добре да се работи за кратко време (4-5 часа на ден).

Днес много производители произвеждат универсални заводи, които работят както от бензин, така и от балон газ. Тъй като цената на втечнения газ е почти два пъти по-малка от тази на бензина, по-икономично е да се получава електричество от този вид гориво.

Инвертор на батерията

Принципът на работа на това устройство е цикличното зареждане на мощни батерии и тяхното последващо бавно изхвърляне в електрозахранващата мрежа на къщата. В този случай, при специален инвертор на устройство, токът на батерията се преобразува от постоянен ток с напрежение 12-24 V към променлива 220 V.

Такива автономни източници на електрозахранване трябва да се зареждат от жилищната мрежа в града, а в дача да използва електроенергия, която е батерия.

Занаятчиите от дома трябва да знаят, че стандартна стартерна батерия от кола за такъв преобразувател няма да работи. Той създава мощен ток за кратко време. Тук се нуждаете от малък ток, който захранва мрежата за няколко часа. Затова конверторът на инвертора работи със специални батерии без поддръжка, които са 3-4 пъти по-скъпи от батериите за автомобили със същия капацитет.

Висока цена в този случай, тя се оправдава. Животът на такива батерии е 8-9 години, докато автомобилните батерии не обслужват повече от три.

Цената на комплект от батериен преобразувател, състоящ се от инвертор и две батерии с по 200 Ah, е около 70 000 рубли.

Необходимият капацитет на акумулаторите за неговата работа се определя от следната формула:

Капацитет на акумулаторната батерия (Ah) = Консумирана мощност (W) x Време на разряд (h) x Ефективност (0.7)

Оказва се, че за осигуряване на ток за битови уреди с общ капацитет от 1500 вата за 5 часа, се нуждаем от батерия с капацитет 1500x5x0.7x1.2 / 12 = 446 Ah. Това е почти толкова, колкото се предлага на купувача в комплект от 70 000 рубли.

В продължение на 8 години живот на батерията ще отнеме 21 600 киловатчаса електроенергия, за да се зареди на цена от "градски" от 4,3 рубли.

Стойността на един автономен киловат в този случай определяме следното:

• Цената на електроенергията за зареждане на батериите (за 8 години експлоатация) е 21 600 х 4,3 рубли. = 92,880 рубли.
• Цената на оборудването е 70 000 рубли.

Общо разходи, които получихме 162880 рубли. Цената на един киловат е 162880/21600 = 7.54 рубли. Както можем да видим, инвертор батерия осигурява електричество за 3,5 пъти по-евтино от бензина генератор (7,54 срещу 26,95 рубли.) И е почти два пъти по-евтино от инсталацията за генериране на газ.

Слънчева батерия

За разглежданите технологии на автономно електрозахранване на селски къщи е необходима външна подкрепа (бензин и електричество). Соларната батерия е изгодна, тъй като изисква енергия директно на място. Няма нужда от зареждане и презареждане на батериите. Той не отравя въздуха с отработени газове и не създава шум.

Гаранционният срок на експлоатация на съвременните слънчеви панели е 25 години. Това е достатъчно за пълно възстановяване на разходите и намаляване на цената на един киловат час.

Нека разгледаме по-подробно какво може да даде слънчевата автономна електроенергия на ваканционен дом и колко е изгодно да се използва.

Цената на слънчевите панели не може да се нарече ниска. Така че за еднокристален хелиопанел, който произвежда 150 вата електричество на час, ще трябва да платите от 2400 рубли.

На практика използването на слънчева енергия не трябва да говори за една батерия, а за една цялостна фотоволтаична станция. Състои се от 4 слънчеви панела, две мощни батерии с капацитет от по 260 Ah, един инвертор на напрежение (преобразува DC 12 волта в 220 V AC) и контролер.

За един слънчев ден подобна система дава 3 kW / h електроенергия. Това е достатъчно за захранване на малък ваканционен дом. Като се вземат предвид облачните дни, ще приемем, че средната енергийна мощност е 1,5 kW / h на ден.

При средна цена на "слънчева" набор от 120 000 рубли, той ще работи поне 25 години. Батериите не живеят толкова много, така че за това време ще трябва да ги сменим 2 пъти. Цената на батериите е 28 000 рубли. Разходите за целия период на експлоатация на слънчевата електроцентрала ще бъдат: 120 000 + (28 000х2 = 56 000) = 176 000 рубли.

За 25 години станцията ще генерира 1,5 kWh * 365 дни * 25 години = 13688 kWh. Разделяйки цената на разходите за една соларна станция по общото количество получена електроенергия, получаваме 12.8 рубли на киловат. Това е 3 пъти по-скъпо от мрежовата тарифа, но гарантира на потребителя пълна енергийна независимост.

Ако вземем предвид факта, че слънчевите технологии не стоят неподвижни, скоро ще получим по-големи и евтини батерии, както и батерии с повишена ефективност и живот.

Като обобщим нашите мини изследвания, нека да представим оценките на разгледаните варианти. Така че най-голямата цена на автономната електроенергия се получава от бензинов генератор (6,2 пъти по-скъп от мрежовия). На второ място са само две инсталации: газов генератор и соларна станция.

Формално палмовото дърво ще се предава на преобразувателя на батерията, тъй като има най-ниската цена на енергията (7,54 рубли). Въпреки това, това може да се твърди от слънчева батерия. Той е напълно автономен и не замърсява въздуха с вредни емисии.