Автономне енергопостачання будинку - бензогенератор, перетворювач від акумулятора, сонячна батарея

Автономне електрику для будинку: порівняння ефективності і вартості

13 Август 2014 | Категорія: Інженерні системи

Стрімке зростання цін на електроенергію змушує дачників шукати альтернативу централізованого постачання змінного струму.

Там же, де перспектива електрифікації відсунута на довгі роки або витрати на підключення до зовнішніх мереж занадто великі, автономні установки виходять на перший план.

Слабо розбираючись в тонкощах енергопостачання, далеко не кожна людина здатна проаналізувати, яке автономне енергопостачання заміського будинку економічно вигідно. Ми постараємося допомогти в цьому питанні і розглянемо три можливих варіанти енергозабезпечення: бензогенераторную установку, акумуляторний перетворювач і сонячну батарею.

Головними критеріями вибору для акумуляторного перетворювача і сонячної батареї є: вартість обладнання, термін його експлуатації до списання і як результуючий фактор - ціна 1 кВт години електроенергії, виробленої за весь цей час.

Для бензинового генератора розрахунок буде іншим. Тут на першому плані знаходиться витрата і ціна палива. Використовуючи ці параметри і з огляду на вартість самого генератора, ми отримаємо ціну 1 кВт години «бензинового» електрики.

інверторний бензогенератор

На сьогоднішній день цей агрегат найчастіше використовується для резервного енергопостачання заміських будинків. Причина такої популярності - доступна ціна генератора і простота його використання. Ніякого монтажу і налаштування. Залив бензин, натиснув кнопку і отримав світло.

Однак, будь-який комфорт має свою ціну, і вона у бензогенератора вельми велика. Давайте підрахуємо, у скільки обходиться 1 Кіловат годину електрики, що видається цим пристроєм.

Для розрахунку візьмемо однофазний генератор HERZ IG2200E (Німеччина) потужністю 2 кВт.

• Витрати на покупку - 21000 руб.
• Ресурс генератора - 4000 годин.

Собівартість кіловата розраховується наступним чином:

При навантаженні Потужність 2000 Вт витрата бензину АІ-92 за паспортом генератора становить 1,4 л / год (вартість палива приймаємо рівною 31руб.) Отримуємо ціну 1кВт * ч = 31х1,4 / 2 = 21,7 руб.

Вартість генератора ділимо на його моторесурс і отримуємо: 21 000 руб. / 4 000 годин = 5,25 руб.

В результаті собівартість 1 кВт * год = 21,7 + 5,25 = 26,95 руб.

Ціна 1 кВт години мережевий електроенергії для Московської області сьогодні становить 4,3 руб. Ми бачимо, що у бензогенератора вона вийшла в 6,2 рази дорожче.

• Застосовувати бензогенератор для довготривалого електроживлення будинку невигідно.
• Застосування генератора (за винятком установок з автозапуском) вимагає присутності людини - завести, долити бензин і стежити за роботою.

Використання бензоненератора на дачі економічно виправдано тільки в якості аварійного або резервного джерела живлення. При відсутності зовнішніх електромереж його краще експлуатувати нетривалий час (4-5 годин на добу).

Сьогодні багато виробників випускають універсальні установки, що працюють як від бензину, так і від балонного газу. Оскільки вартість скрапленого газу майже в 2 рази менше, ніж у бензину, то економічно вигідніше отримувати електроенергію саме від цього виду палива.

акумуляторний перетворювач

Принцип роботи даної установки полягає в циклічній зарядці потужних акумуляторів і їх подальшою повільною розрядці в мережу електропостачання будинку. При цьому в спеціальному пристрої - инверторе відбувається перетворення акумуляторного струму з постійного з напругою 12-24 Вольт в змінний 220 В.

Подібні автономні джерела енергопостачання потрібно заряджати від квартирної мережі в місті, а на дачі користуватися електрикою, яке запас акумулятор.

Домашні умільці повинні знати про те, що стандартний стартерний акумулятор від автомобіля для такого перетворювача не підійде. Він створює потужний струм за короткий проміжок часу. Тут же потрібен невеликий струм, який живить мережу кілька годин. Тому інверторний перетворювач працює зі спеціальними необслуговуваними акумуляторами, які в 3-4 рази дорожче автомобільних батарей такий же ємності.

Висока вартість в даному випадку себе цілком виправдовує. Термін експлуатації таких акумуляторів становить 8-9 років, тоді як автомобільні НЕ служать більше трьох.

Ціна готового комплекту акумуляторного перетворювача, що складається з інвертора, і двох батарей по 200 Ач кожна, становить близько 70 000 рублей.

Потрібна ємність акумуляторів для його роботи визначається за такою формулою:

Ємність акумулятора (Аг) = Потужність споживання (Вт) х Час розрядки (годину) х ККД (0,7) * 1.2 (коефіцієнт запасу) / Напруга акумулятора (В)

Виходить, що для забезпечення струмом побутових приладів загальною потужністю 1500 Ватт протягом 5 годин нам буде потрібно акумуляторна батарея ємністю 1500х5х0,7х1,2 / 12 = 446 Ач. Це майже стільки, скільки пропонується покупцеві в комплекті за 70 000 рублей.

За 8 років роботи акумулятора на його підзарядку потрібно 21600 Кіловат годин електроенергії за «міський» ціною 4,3 руб.

Вартість одного автономного кіловата в цьому випадку ми визначимо так:

• Вартість електроенергії для зарядки акумуляторів (за 8 років роботи) становить 21 600 х 4,3 руб. = 92 880 руб.
• Вартість обладнання - 70 000 рублів.

Всього витрат у нас вийшло 162 880 рублів. Ціна одного кіловата - 162880/21600 = 7,54 руб. Як ми бачимо, акумуляторний перетворювач дає електрику в 3,5 рази дешевше, ніж бензогенератор (7,54 проти 26,95 руб.) І майже в два рази дешевше, ніж газова генеруюча установка.

Сонячна батарея

Для розглянутих технологій автономного електропостачання заміського будинку потрібна підживлення ззовні (бензин і електрика). Сонячна батарея вигідна тим, що бере енергію прямо на місці. Їй не потрібна дозаправка паливом і перезарядка акумуляторів. Вона не отруює повітря вихлопними газами і не створює шуму.

Гарантійний термін експлуатації сучасних сонячних панелей складає 25 років. Цього цілком вистачає для повної окупності витрат і зниження вартості кіловат години.

Розглянемо докладніше, що може дати сонячне автономне електрику дачного будинку і наскільки вигідно його використання.

Вартість сонячних батарей не можна назвати низькою. Так за монокристалічного геліопанель, яка виробляє на годину 150 Ватт електрики, доведеться заплатити від 2400 рублів.

У практичному плані використання сонячної енергії потрібно говорити не про одну батареї, а про комплектної фотоелектричної станції. Вона складається з 4-х сонячних панелей, двох потужних акумуляторів ємністю по 260 А * год кожен, інвертора напруги (перетворює постійний струм 12 вольт в змінний 220 Вольт) і контролера.

За один сонячний день така система видає 3 кВт / год електрики. Цього цілком вистачає для електропостачання невеликого дачного будинку. Беручи до уваги похмурі дні, будемо вважати, що середній виробіток енергії становить 1,5 кВт / ч в добу.

При середній вартості «сонячного» комплекту в 120 тисяч рублів він пропрацює не менше 25 років. Акумулятори стільки не живуть, тому за цей час нам доведеться поміняти їх 2 рази. Вартість акумуляторів становить 28 000 рублей. Витрати на весь період експлуатації геліоустановки складуть: 120 000 + (28 000х2 = 56 000) = 176 000 рублей.

За 25 років станція згенерує нам 1,5 кВт / ч * 365 днів * 25 років = 13688 кВт / год. Розділивши вартість витрат на сонячну станцію на загальну кількість отриманого електрики, ми отримуємо 12,8 рубля за один кіловат. Це в 3 рази дорожче мережевого тарифу, проте гарантує користувачеві повну енергонезалежність.

Якщо врахувати той факт, що сонячні технології не стоять на місці, то незабаром ми отримаємо більш ємкі і дешеві акумулятори, а також батареї з підвищеним ККД і терміном служби.

Підводячи підсумок нашого міні-дослідження, виставимо оцінки розглянутим варіантам. Отже, максимальна ціна автономного електрики виходить у бензинового генератора (в 6,2 рази дорожче мережевого). На другому місці стоять відразу дві установки: газовий генератор і сонячна станція.

Формально пальму першості доведеться віддати акумуляторному перетворювача, оскільки у нього ціна енергії найнижча (7,54 руб). Однак, з ним може посперечатися сонячна батарея. Вона повністю автономна і не забруднює повітря шкідливими викидами.