Автономное электричество для дома

Нередко возникают споры о том, целесообразно ли использовать солнечные батареи для автономного электроснабжения жилища. На первый взгляд кажется, что энергия солнца - дармовая, бесплатная. Но оборудование для превращения этой энергии в электричество стоит довольно дорого. Для оценки экономической целесообразности вложений в такое оборудование необходимо сравнить текущие затраты на электроэнергию с разовыми капитальными затратами.
Сравнение капитальных затрат на оборудование и текущих затрат на электроэнергию

Для сравнения капитальных затрат с текущими применяется следующая модель. Предполагается, что деньги на оборудование взяты в кредит по текущей процентной ставке. Кредит берется навечно, он не погашается, по нему постоянно платятся проценты. Даже если у Вас есть деньги, и Вы не нуждаетесь в кредите, в качестве альтернативы Вы можете разместить эти деньги на депозите, а с процентов оплачивать текущие расходы на электричество.

Слабо разбираясь в тонкостях энергоснабжения, далеко не каждый человек способен проанализировать, какое автономное энергоснабжение загородного дома экономически выгодно. Мы постараемся помочь в этом вопросе и рассмотрим три возможных варианта энергообеспечения: бензогенераторную установку, аккумуляторный преобразователь и солнечную батарею.

Видео - Автономное электричество для дома


Главными критериями выбора для аккумуляторного преобразователя и солнечной батареи являются: стоимость оборудования, срок его эксплуатации до списания и как результирующий фактор – цена 1 кВт часа электроэнергии, выработанной за все это время.

Для бензинового генератора расчет будет другим. Здесь на первом плане находится расход и цена топлива. Используя эти параметры и учитывая стоимость самого генератора, мы получим цену 1 кВт часа «бензинового» электричества.

Основные принципы работы систем энергоснабжения:

Основным источником энергии являются аккумуляторные батареи, которые накапливают и сохраняют необходимый объем электроэнергии. АКБ отдают потребителю ровно столько электрической энергии, сколько ему необходимо.
Генератор (к примеру, бензиновый или дизельный) работает кратковременно и без перегрузок. По мере необходимости система самостоятельно запускает генератор и останавливает его работу по достижении необходимого уровня заряда АКБ.
Продолжительность работы генератора обратно пропорциональна полной емкости всех аккумуляторных батарей. То есть, чем больше аккумуляторная емкость, тем реже система включает источник питания для их подзарядки, и наоборот.
Напряжение всегда остается стабильным, без малейшего "мигания" при переключении режимов работы оборудования. Качество сигнала обеспечивают инвертор, создающий идеальную синусоиду.
Генератор работает периодически, а электрическая энергия есть всегда. Это постоянство поддерживается нашей патентованной автоматизированной системой управления.


Инверторный бензогенератор

На сегодняшний день этот агрегат чаще всего используется для резервного энергоснабжения загородных домов. Причина такой популярности – доступная цена генератора и простота его использования. Никакого монтажа и настройки. Залил бензин, нажал кнопку и получил свет.

Однако, любой комфорт имеет свою цену, и она у бензогенератора весьма велика. Давайте подсчитаем, во сколько обходится 1 Киловатт час электричества, выдаваемого этим устройством.

Для расчета возьмем однофазный генератор HERZ IG2200E (Германия) мощностью 2 кВт.

Затраты на покупку – 21000 руб.
Ресурс генератора – 4000 часов.

Видео - Автономное электроснабжение

Себестоимость киловатта рассчитывается следующим образом:

При нагрузке 2000 Вт расход бензина АИ-92 по паспорту генератора составляет 1,4 л/час (стоимость топлива принимаем равной 31руб.) Получаем цену 1кВт*ч = 31х1,4/2=21,7 руб.

Стоимость генератора делим на его моторесурс и получаем: 21 000 руб./4 000 часов = 5,25 руб.

В итоге себестоимость 1кВт*ч = 21,7 + 5,25 = 26,95 руб.

Цена 1 кВт часа сетевой электроэнергии для Московской области сегодня составляет 4,3 руб. Мы видим, что у бензогенератора она получилась в 6,2 раза дороже.

Выводы:

Применять бензогенератор для долговременного электропитания дома невыгодно.
Применение генератора (за исключением установок с автозапуском) требует присутствия человека – завести, долить бензин и следить за работой.

Использование бензоненератора на даче экономически оправдано только в качестве аварийного либо резервного источника питания. При отсутствии внешних электросетей его лучше эксплуатировать непродолжительное время (4-5 часов в сутки).

Сегодня многие производители выпускают универсальные установки, работающие как от бензина, так и от баллонного газа. Поскольку стоимость сжиженного газа почти в 2 раза меньше, чем у бензина, то экономически выгоднее получать электроэнергию именно от этого вида топлива.
Аккумуляторный преобразователь

Принцип работы данной установки заключается в циклической зарядке мощных аккумуляторов и их последующей медленной разрядке в сеть электроснабжения дома. При этом в специальном устройстве – инверторе происходит преобразование аккумуляторного тока из постоянного с напряжением 12-24 Вольт в переменный 220 В.

Подобные автономные источники энергоснабжения нужно заряжать от квартирной сети в городе, а на даче пользоваться электричеством, которое запас аккумулятор.

Домашние умельцы должны знать о том, что стандартный стартерный аккумулятор от автомобиля для такого преобразователя не подойдет. Он создает мощный ток за короткий промежуток времени. Здесь же нужен небольшой ток, который питает сеть несколько часов. Поэтому инверторный преобразователь работает со специальными необслуживаемыми аккумуляторами, которые в 3-4 раза дороже автомобильных батарей такой же емкости.

Высокая стоимость в данном случае себя вполне оправдывает. Срок эксплуатации таких аккумуляторов составляет 8-9 лет, то время как автомобильные не служат больше трех.

Цена готового комплекта аккумуляторного преобразователя, состоящего из инвертора, и двух батарей по 200 Ач каждая, составляет около 70 000 рублей.

Потребная емкость аккумуляторов для его работы определяется по такой формуле:

Емкость аккумулятора (Ач) = Мощность потребления (Вт) х Время разрядки (час) х КПД (0,7) * 1.2 (коэффициент запаса) / Напряжение аккумулятора (В)

Получается, что для обеспечения током бытовых приборов общей мощностью 1500 Ватт в течение 5 часов нам потребуется аккумуляторная батарея емкостью 1500х5х0,7х1,2/12= 446 Ач. Это почти столько, сколько предлагается покупателю в комплекте за 70 000 рублей.

За 8 лет работы аккумулятора на его подзарядку потребуется 21600 Киловатт часов электроэнергии по «городской» цене 4,3 руб.

Стоимость одного автономного киловатта в этом случае мы определим так:

Стоимость электроэнергии для зарядки аккумуляторов (за 8 лет работы) составляет 21 600 х 4,3 руб. = 92 880 руб.
Стоимость оборудования – 70 000 рублей.

Всего расходов у нас получилось 162880 рублей. Цена одного киловатта – 162880/21600 = 7,54 руб. Как мы видим, аккумуляторный преобразователь дает электричество в 3,5 раза дешевле, чем бензогенератор (7,54 против 26,95 руб.) и почти в два раза дешевле, чем газовая генерирующая установка.
Солнечная батарея

Для рассмотренных технологий автономного электроснабжения загородного дома нужна подпитка извне (бензин и электричество). Солнечная батарея выгодна тем, что берет энергию прямо на месте. Ей не нужна дозаправка топливом и перезарядка аккумуляторов. Она не отравляет воздух выхлопными газами и не создает шума.

Гарантийный срок эксплуатации современных солнечных панелей составляет 25 лет. Этого вполне хватает для полной окупаемости расходов и снижения стоимости киловатт часа.

Рассмотрим подробнее, что может дать солнечное автономное электричество дачному дому и насколько выгодно его использование.

Стоимость солнечных батарей нельзя назвать низкой. Так за монокристаллическую гелиопанель, которая вырабатывает в час 150 Ватт электричества, придется заплатить от 2400 рублей.

В практическом плане использования солнечной энергии нужно говорить не об одной батарее, а о комплектной фотоэлектрической станции. Она состоит из 4-х солнечных панелей, двух мощных аккумуляторов емкостью по 260 А*ч каждый, инвертора напряжения (преобразует постоянный ток 12 вольт в переменный 220 Вольт) и контроллера.

За один солнечный день такая система выдает 3 кВт/ч электричества. Этого вполне хватает для электроснабжения небольшого дачного дома. Принимая в расчет пасмурные дни, будем считать, что средняя выработка энергии составляет 1,5 кВт/ч в сутки.

При средней стоимости «солнечного» комплекта в 120 тысяч рублей он проработает не менее 25 лет. Аккумуляторы столько не живут, поэтому за это время нам придется поменять их 2 раза. Стоимость аккумуляторов составляет 28 000 рублей. Расходы на весь период эксплуатации гелиоустановки составят: 120 000 +(28 000х2 = 56 000) = 176 000 рублей.

За 25 лет станция сгенерирует нам 1,5 кВт/ч *365 дней*25 лет=13688 кВт/ч. Разделив стоимость расходов на солнечную станцию на общее количество полученного электричества, мы получаем 12,8 рубля за один киловатт. Это в 3 раза дороже сетевого тарифа, но зато гарантирует пользователю полную энергонезависимость.

Если учесть тот факт, что солнечные технологии не стоят на месте, то в скором времени мы получим более емкие и дешевые аккумуляторы, а также батареи с повышенным КПД и сроком службы.

Подводя итог нашего мини-исследования, выставим оценки рассмотренным вариантам. Итак, наибольшая стоимость автономного электричества получается у бензинового генератора (в 6,2 раза дороже сетевого). На втором месте стоят сразу две установки: газовый генератор и солнечная станция.

Формально пальму первенства придется отдать аккумуляторному преобразователю, поскольку у него цена энергии самая низкая (7,54 руб). Однако, с ним может поспорить солнечная батарея. Она полностью автономна и не загрязняет воздух вредными выбросами.