Потребители по всему миру ощущают на себе постоянное повышение стоимости энергоресурсов. Эксперты предсказывают, что в будущем рост тарифов продолжится . Это связано с ограниченностью ресурсов, традиционно используемых для получения энергии. В этой ситуации особое значение для владельцев частных домов приобретают автономные альтернативные источники. Они позволяют не только , но и стать полностью независимыми от центральных сетей, что вдвойне актуально для тех районов, где наблюдаются перебои с энергоснабжением.
Таким образом, альтернативная энергия все еще ждет светлого будущего. Хотя этот закон задерживается на 10 лет, лучше иметь его сейчас, чем платить неоправданно большие суммы за импортное топливо еще на десятилетие. Но неизбежно наступит новый этап энергетической экономики. Эта неизбежность имеет одно важное правило: кто не будет инвестировать сейчас, не будет вести инновационный поезд. Поэтому в период авангардной эволюции альтернативной энергетики существуют компании, которые разрабатывают технологии в этой области.
Сегодня технически возможно реализовать все проекты, которые планируют эффективно использовать солнечную и наземную энергию без каких-либо технологических барьеров, что наблюдается во многих европейских странах. Важность инноваций Возобновляемые источники энергии включают в себя твердотопливные котлы, наземные и солнечные энергетические установки. При использовании этого оборудования альтернативные источники энергии используются в промышленных и бытовых сегментах. Новые типы систем предназначены для удовлетворения как частных домашних потребностей, так и отремонтированных многоквартирных домов.
Жители городских квартир по понятным причинам ограничены в выборе источников энергии. Зато частные домовладельцы в зависимости от климатических условий и окружающего ландшафта могут выбрать один из нескольких видов (или их сочетание). Автономные альтернативные источники энергии в частном доме могут быть:
- Ветряными
- Солнечными
- Геотермальными
- Биотопливными
- Водяными
- Осмотическими, грозовыми и т. д.
Наиболее часто используется энергия, получаемая за счёт ветра, солнечных лучей, земли и биологических отходов .
Для небольших домов было разработано много систем отопления и отдельных компонентов - до 150 кв. м для жилых зданий. Это может быть группа заводов, комплексов отдыха или поселений. Это решение менее удобно и безвредно для окружающей среды, помимо создания таких систем, рынок либерализован, и предприятия могут более широко использовать свои возможности. Альтернативная энергетика - пример. В Западной Европе объем ископаемых энергетических ресурсов, преобладающих в Литве, зависит от импорта. Мы просто привязались к газу, нефти, мазуту.
Это означает, что мы полностью зависим от настроения восточных соседей. Страны Западной Европы разработали сеть ветровых турбин, солнечный коллекторный парк, многие из которых используют все доступные природные ресурсы. Климатические условия в Литве аналогичны северной Германии или Скандинавии - интенсивность солнца в наших широтах аналогична широте этих стран, то же самое можно сказать и о плотности водоемов и рек. Таким образом, увеличение энергетической независимости посредством альтернативной энергетики является неизбежной необходимостью.
Ветряные источники
Ветряные генераторы широко применяются по всему миру. Во многих странах с их помощью вырабатывается значительная доля энергии. К их основным преимуществам относится, во-первых, то, что ветер является неисчерпаемым и бесплатным ресурсом
. Во-вторых, при их работе не наносится вред окружающей среде. Подразделяются на три основных типа:
Нет необходимости искать источники возобновляемой энергии где-то далеко, все мы имеем это для себя. Прежде всего, это хорошо известный способ для домовладельца - дровяное отопление. В настоящее время разрабатываются высокоэффективные котлы на твердом топливе с высокой эффективностью. Дрова, брикеты, древесные гранулы не являются хорошей альтернативной энергией из возобновляемых источников, но гораздо более эффективным способом является использование тепловой энергии для производства тепла и производства горячей воды.
Одним из наиболее перспективных способов является установка тепловых насосов - эти устройства поглощают энергию из воздуха, воды или почвы, используют небольшое электричество или могут сочетаться с солнечными коллекторами. Специалистам тепловой системы часто приходится слышать вопрос о погашении таких крупных инвестиций в геотермальные системы. Первоначальные инвестиции на самом деле выше, чем у обычных котлов, но, учитывая долговечность и низкую энергию, связанную с ценой на электроэнергию, нет никаких сомнений в том, что такая инвестиция окупится.
- Малолопастные крыльчатые (имеют от 2 до 4 лопастей, обладают высоким КПД, однако эффективны только при устойчивом сильном ветре и создают много шума при работе)
- Многолопастные крыльчатые (имеют до 24 лопастей, эффективны даже при достаточно слабом ветре (до 4 м/с), не создают большого шума при работе, но обладают низким КПД)
- Карусельные (роторные) — характеризуются теми же достоинствами и недостатками, что и многолопастные
Малолопастные генераторы при устойчивом ветре способны полностью обеспечить потребности в электроэнергии в небольших домах. Устройства второго и третьего типов лучше использовать только в качестве дополнительного источника.
Альтернативные энергетические решения сегодня уже равнозначны традиционным технологиям, они постоянно совершенствуются и развертываются. Это комплексное решение - наземный или водяной тепловой насос с нагнетателем горячей воды. Двухвалентный режим работает в сочетании со вторым нагревательным блоком, может использоваться для модернизации системы отопления.
Ассортимент продукции оптимально разделяется тепловой мощностью от 4, 8 до 43, 0 кВт. Блок высокой температуры воды. В то же время, из-за высокой температуры температуры теплоносителя 65 градусов в объемном нагревателе, питьевая вода может нагреваться до 58 градусов тепла. Работая в режиме моновалентного нагрева, он обеспечивает обогрев в помещении и ГВС в течение года. На четвертый год в Литве средства Специальной программы по изменению климата были субсидированы за счет использования возобновляемых источников энергии - солнечной, ветровой, биотопливной, геотермальной энергии - в отдельных жилых зданиях.
В зависимости от мощности, стоимость электростанции варьируется от 1000 до 10 000 долларов. Система требует установки высокой мачты с надёжным фундаментом и дренажем. Важно учитывать, что вследствие обледенения лопастей в зимний период КПД генератора может существенно снизиться . По причине повышенного уровня шума размещать станцию рекомендуется подальше от жилья.
С начала программы на компенсацию было выделено 2, 8 млн. Они являются одним из самых тихих рынков тепловых насосов. Неспособность представить необходимые документы без надлежащего времени теряет право на один год из Специальной программы по изменению климата.
Это солнечные коллекторы для производства горячей воды или электричества, ветряные турбины для выработки электроэнергии, геотермальные энергетические установки, биотопливные котлы и т.д. Компенсация предоставляется существующим, а не вновь построенным домам, с тем чтобы побудить людей превращать старые экологически чистые отопительные котлы в экологически чистые, возобновляемые источники энергии. Все владельцы зданий одной или двух квартир в жилых зданиях могут претендовать на компенсацию.
Солнечная энергия
Гелиосистемы используются в самых разных отраслях. В большинстве случаев энергия солнца служит источником тепла для нагрева воды в системах отопления и водоснабжения. Такие устройства отличаются большим разнообразием: от простейших, выполненных по принципу обычного парника (их можно сделать своими руками), до более сложных, включающих вакуумные стеклянные трубки и тепловые насосы (изготавливаются только в заводских условиях).
Компенсация применяется, когда дома нагреваются газовыми или угольными котлами. Однако, например, древесные котлы считаются дружественными к окружающей среде, и их переход на более эффективные котлы не подлежит. Однако, например, если дровяной котел заменяется геотермальным тепловым насосом, компенсация зависит.
Возврат 30% от приемлемых расходов, но не более, чем утвержденная максимальная ставка. Например, при установке геотермального насоса этот сбор составляет 840 евро за кВт. Между тем, цена геотермального насоса для дома среднего размера начинается с 10 тысяч. евро.
Установки для нагрева воды делятся на пассивные и активные . В первом случае лучи солнца падают непосредственно на нагреваемый объект. Регулировать температуру при этом невозможно, однако такие системы выгодно отличает дешевизна и простота конструкции.
Активные гелиосистемы включают в себя солнечный коллектор , который преобразует лучи в тепловую энергию. Он соединён со стеклянными трубками, заполненными специальным теплоносителем. Внутри них установлены светопоглощающие чёрные стержни. Стоимость коллектора — до 4000 долларов. В систему также входит насос, трубопровод с термоизоляцией и теплообменник. Установка монтируется под определённым наклоном (угол зависит от региона). Такие гелиосистемы эффективны даже зимой.
Пранайтис говорит, что гораздо больше преимуществ можно получить за счет установки солнечных коллекторов для производства горячей воды, поскольку они окупаются за счет субсидий более 5-6 лет. Однако не все заявители удовлетворены - около трети заявок отклоняются, поскольку они не отвечают требованиям, указанным в описании процедуры использования специальной программы по изменению климата. Наиболее распространенные причины отказа: недостроенные дома, цель здания не жилая, но, например, сады, отдых и т.д.
Вс: обмен электричеством
Ежегодно министерство охраны окружающей среды публикует план, в котором подробно описывается специальная программа по изменению климата, в которой указывается, сколько конкретных средств будет выделено на компенсацию. Это прорыв в электроэнергетике: отныне любой частный клиент может стать и производителем энергии. Таким образом, у клиентов будет возможность поставлять альтернативные источники энергии, будет усилена энергетическая безопасность страны и гибкость сети.
Солнечные лучи можно использовать и для электроснабжения дома. Для этого потребуется монтаж достаточно сложной системы, состоящей из модуля солнечных батарей (изготавливается на основе фотоэлектрических панелей), контроллера, инвертора и аккумуляторов. Основным препятствием к повсеместному использованию является высокая стоимость: электростанция небольшой мощности (2 кВт) обойдётся примерно в 55 000 долларов. Некоторые мастера изготавливают фотоэлектрические панели самостоятельно. Это позволяет сэкономить, но приводит к существенному (до 40%) снижению КПД.
Внедрение инновационных технологий в модернизацию многоквартирных домов - прекрасная возможность использовать альтернативные источники энергии для внутреннего и водяного отопления или выработки электроэнергии. Ассоциация литовских производителей тепловых электростанций подчеркивает, что использование возобновляемых источников энергии при реконструкции многоквартирных домов имеет очень высокие перспективы.
Однако до сих пор есть люди, которые скептически относятся к инновациям, думая, что реализация этих мер отделит их от «космических» денег. С другой стороны, государство уже восемь лет поддерживает внедрение возобновляемых источников энергии в многоквартирных домах. Группа альтернативных отопительных компаний считает, что инвестиции будут окупаться в течение 3-8 лет, в зависимости от количества и количества мер.
К недостаткам гелиосистем относится недостаточная эффективность в регионах с низкой солнечной активностью и неработоспособность в тёмное время суток.
Геотермальные источники
Тепло и электроэнергию можно получать прямо из земли. Основными элементами таких схем являются тепловые насосы. Они подразделяются на три типа:
Если мы планируем покрыть электричество, тогда это будет стоить около 145 евро в год с солнечными батареями. Если мы планируем покрыть тепловую энергию, мы сэкономим около 377 евро в год с помощью солнечных коллекторов. Одним из лучших способов использования возобновляемых источников энергии для ремонта многоквартирного дома является дом в Варене, улица Марцинньоу. Владельцы квартир были первыми в Литве, которые установили как систему солнечных коллекторов, так и систему геотермального отопления.
Сегодняшние жители отремонтированного дома рады, что они платили за отопление в три раза меньше, чем другие отремонтированные жилые дома. После реконструкции здания тепловая энергия может подаваться одновременно из трех источников: теплового насоса, солнечных коллекторов и тепловых сетей.
- Грунтовые — для сбора тепла используется горизонтальный коллектор или вертикальный зонд; в холодном климате используются только как дополнительный источник отопления
- Вводяные — используют тепловую энергию подземных источников
- Воздушные — подходят только для регионов с тёплым климатом
Функционирование системы построено на получении тепла из низкотемпературного потенциала. В основе лежат процессы, обратные тем, что происходят в холодильнике. Жидкость, циркулирующая в замкнутом контуре и обладающая низкой температурой кипения, нагревается от окружающей среды, после чего конденсируется и передаёт тепло в отопительную систему. Аналогичным способом вырабатывается электроэнергия.
Модернизация работает на уличном доме Марцинньоу с солнечными коллекторами и геотермальным отопительным оборудованием стоимостью почти 350 тысяч. евро. Среднемесячная стоимость отопления для жителей этого дома составляет около 11 евро, а кредит - 33 евро.
Домохозяйка Альгимантас Радзявичюс теперь пользуется теми, кто раньше был против, и современное оборудование должно окупиться около 18 лет. Если бы было установлено только геотермальное отопление, оборудование окупилось бы намного быстрее. Тем не менее, мы хотели пройти весь путь и максимально повысить эффективность отопления квартиры и установить солнечные коллекторы, - заверил мужчина.
Следует отметить, что такие системы обходятся достаточно дорого (до нескольких десятков тысяч долларов), но при этом не обладают высокой эффективностью. С их помощью теплоноситель можно нагреть максимум до 60 градусов . В целях экономии некоторые мастера изготавливают тепловые насосы из холодильных компрессоров. Если использовать систему для выработки электроэнергии, то можно получить ток в 5−6 раз больше израсходованного.
Валиус Сербента, директор жилищного агентства по энергосбережению, заметил, что интерес населения к внедрению возобновляемых источников энергии в последнее время активизировался. Были утверждены проекты модернизации, включающие внедрение возобновляемых источников энергии, и некоторые из них уже реализуются или выполняются в Вильнюсском, Каунасском, Клайпедском, Шяуляйском, Паневежском, Мариямпольском и Алитусском уездах, а также один такой проект готовится в регионах Тельшяй и Утена.
Возможности для более широкого использования местных энергетических ресурсов - нефтяные, торфяные и химические процессы, производимые в Литве, - крайне ограничены, и поэтому более широкое использование возобновляемых источников энергии очень важно. Энергоэффективность обновления увеличивается за счет установки солнечных тепловых коллекторов, термодинамических тепловых насосов, геотермального отопления и воздушных тепловых насосов - воды.
Биогазовая энергетика
В качестве топлива используется газ, выделяемый при брожении отходов растительного и животного происхождения (навоза, прогнившего зерна, остатков пищи и т. д.) в условиях замкнутого пространства без доступа воздуха. Для этого процесса установки оснащаются специальными емкостями. Получаемый газ более чем наполовину состоит из метана
. Оставшаяся часть — примеси: углекислый газ, сероводород, азот и др.
Большинство жителей жилого дома, которые решили инвестировать в альтернативную энергию, обычно выбирают солнечные коллекторы для горячей воды и тепловые насосы для отопления. Особое внимание уделяется опыту использования ветряной энергии в Дании и планам будущего развития этого сектора.
До тех пор страна почти полностью зависела от импортных источников энергии, в частности угля, нефти и газа. Уголь и природный газ, используемые для городского отопления, полностью заменят тепловые насосы, солнечную энергию и биотопливные котельные. Альтернативные энергетические технологии координация, консультация, продвижение и распространение заботы агентства «Состояние Грин», частично финансируемое государство, частично - частные компании.
Тепло и электричество из газа получают при помощи когенерационных установок. Такие системы целесообразно устанавливать только при достаточном постоянном наличии биоматериала. В холодном климате эффективность их работы снижается.
Прочие источники
Помимо перечисленных, доступны и другие источники альтернативной энергии для дома.
К ним относятся: течение воды, энергия молнии, приливов и отливов и тому подобное. Однако, они не получили широкого распространения в энергоснабжении частных домов (по причине высокой стоимости, низкой эффективности, нестабильности и других недостатков).
Комбинирование видов энергии
Основным недостатком альтернативных источников является их недостаточно высокая эффективность. Кроме того, наряду с плюсами, у каждого из них есть и собственные дополнительные минусы. Поэтому для достижения оптимального эффекта рекомендуется источники сочетать
. Так, например, владелец коттеджа с приусадебным участком может полностью обеспечить себя электроэнергией за счёт одновременного использования ветрогенератора и солнечных батарей, а отопление и горячую воду получать от теплового насоса. Впрочем, комбинация может быть и другой, всё зависит от конкретных условий.
Альтернативные системы можно сочетать любым образом, поскольку они черпают энергию из разных источников и при работе не создают взаимных помех.
Современные технологии предоставляют достаточно вариантов для обустройства альтернативного энергоснабжения дома. Это позволяет выбрать наиболее эффективную систему в соответствии с доступным бюджетом. По причине высокой стоимости окупаемость оборудования может занять несколько лет . Однако такие инвестиции могут оказаться вполне оправданными, учитывая постоянные повышения цен на энергоресурсы.
Вопросы снабжения энергией нашего жилища становятся все актуальнее. И связано это не с отсутствием энергоносителей или генерирующих мощностей.
Как ни грустно звучит, но это связано с "коммерческой" монополизацией всего, что связано с энергетикой и нежеланием Правительства менять положение в этой области.
Тем не менее, существуют способы снизить финансовое давление энергетиков на бюджет семьи, а в ряде случаев, полностью отказаться от их централизованных услуг.
Общий принцип работы инвертора и системы энергообеспечения
Как ни странно, но продвижению альтернативной энергетики для жилища с использованием возобновляемых источников энергии (ВИЭ) препятствует неосведомленность потенциальных потребителей о технологии получения энергии таким способом, показателей долговечности и надежности системы.
Главным элементом всех систем с ВИЭ является инвертор - электронное устройство преобразования низкого постоянного напряжения в переменное с характеристиками сети. Для управления параметрами выходного сигнала (напряжения сети) используется два "чудесных" качества инвертора:
- Обратная связь - возможность средствами электроники реагировать на изменение состояния потребителей.
- Импульсная генерация выходного сигнала электроникой инвертора. Импульсы с частотой несколько тысяч герц формируют синусоиду переменного тока, а обратная связь позволяет учитывать величину нагрузки потребителя. Кроме этого, высокочастотные импульсы позволили снизить потери на перемагничивание железа трансформатора, что привело к значительному уменьшению его размеров.
Другой важной частью электронного управления потоками электрической энергии является контроллер, который играет роль шлюза, распределяющего поток энергии от генерирующего устройства к накопителю или инвертору.
Судить об энергетических возможностях системы аккумулятор-инвертор-потребитель можно по следующим цифрам:
- Мощность потребителя - 14 кВт (с учетом одновременной загрузки 60% получаем 8,4 КВт).
- Характеристики АКБ - 24 В, 225 А*ч, 4 шт.
- Инвертор - 9-12 КВт.
Система с такими характеристиками может работать двое суток без подзарядки до разрядки АКБ на 70%.
Альтернативные источники энергии для дома будут рассмотрены отдельно.
Способы получения энергии
Основные принципы получения энергии "из воздуха" открыты давно, но для практического применения не хватало уровня технического развития. С развитием электроники и материаловедения это стало возможным. В техническом и материальном плане солнечные батареи и ветрогенераторы доступны большинству потребителей, но сказывается определенный консерватизм населения России. Тепловой насос или биоэнергетическая установка - это уже серьезная инженерная и техническая задача. Но все они достойны внимания.
В странах Средиземноморья солнечная энергетика настолько развита, что правительства Испании и Италии закрывают государственные программы субсидирования частных потребителей.
Эффективность солнечной батареи зависит от длительности освещения и угла падения света. Оба фактора на территории России не совсем благоприятные. В чистом виде фотоэлектронные источники энергии применимы для специального назначения, в качестве вспомогательного устройства для подзарядки аккумулятора. К примеру, это может быть удаленный контрольно-измерительный прибор, который передает данные телеметрии на базу (трубопроводы, энергосети, метеорологические станции и т.п.). Кроме этого, солнечные батареи хорошо зарекомендовали себя в системах охраны, аварийного освещения и системах с низкой энергоемкостью.
Солнечный коллектор
Один из самых распространенных и отработанных вариантов теплового насоса является солнечный коллектор. Контур с низкокипящей жидкостью представляет собой большое количество очень тонких трубок, которые размещены в плоской светопоглощающей панели.
Компрессор прокачивает жидкость через панель, что обеспечивает её постоянный нагрев солнечным светом и эффективную работу контура отбора тепла.
Солнечный коллектор может быть использован, как самостоятельный элемент системы ГВС, так и совместно с тепловым насосом подземного размещения или с электрическим котлом (от ветряка) для автономного отопления жилого дома.
Эффективность солнечного коллектора достаточно высокая даже в пасмурную погоду. Следует предусматривать термоаккумулятор.
Сила ветра давно служит человеку, но только с появлением электроники и новых материалов стало возможным использовать легкий ветер (2 балла, до 3,3 м/с по шкале Бофорта) и не бояться штормовых нагрузок (10-11 баллов, 30 м/с и более).
Ветрогенератор с закрытыми металлокерамическими подшипниками, неодимовыми магнитами, стеклопластиковыми лопастями и прочным корпусом представляет собой абсолютно надежный и неприхотливый механизм, который хорошо подходит к жестким климатическим условиям России. Альтернативная энергетика для загородного дома , построенная на базе ветрогенератора, обладает высоким уровнем стабильности характеристик.
Термодинамические источники (тепловой насос)
Неисчислимые объемы энергии низкопотенциального тепла, которые "скрыты" в цикле Карно (Сади Карно, 1824 год), не дают покоя инженерам с момента его открытия. Современные технологии, материалы и достижения машиностроителей с электронщиками позволяют реализовать теоретические основы этого принципа на практике. Компрессорная и насосная техника, низкокипящие теплоносители, система трубопроводов и электронная система управления - этот не простой технический набор элементов дополняется разнообразием конкретных условий применения. Этим объясняется сложность массового внедрения систем отопления на основе принципа теплового насоса.
Но интерес к ТН в России нарастает. С развитием малоэтажного строительства количество предлагаемых моделей увеличивается. Но беда в том, что даже Финляндия (Ultimate), наиболее близкая к нам по климату, поставляет устройства, рассчитанные на среднегодовую температуру отопительного периода минус 7 град., а на 70% территории России она составляет минус 12-15. Доводка до нужных параметров - дело не простое.
Биоэнергетические источники
Источник этого класса относится к категории источников со сложными технологическими и техническими требованиями. Биологическая составляющая процессов предъявляет требования к температуре и давлению в зоне брожения, состав и консистенция сырья имеет свои параметры, а конечный продукт (метан) требует специальных условий для работы. Все это требует больших капиталовложений. Современные технологии подготовки сырья (коагуляция, центрифугирование, биодобавки) позволили уменьшить размеры метантенка более чем в два раза. Этот альтернативный источник энергии экономически целесообразен для фермерских хозяйств со стабильной и достаточной сырьевой базой.
Очень интересно дополнение биоэнергетической установки промышленным ветрогенератором. Зависимость от внешних сетей исчезает полностью, с высокой степенью энергобезопасности.
Варианты компоновки альтернативных источников
Предложенные в таблице варианты компоновки альтернативных возобновляемых источников энергии не может быть догмой. С подпиткой из сети вариантов становится еще больше.
Безусловно, стоимость оборудования и монтаж стоят не так дешево, что приводит к длительным срокам окупаемости проекта. К тому же, государство и энергетики не торопится выкупать излишки энергии, которые обязательно появятся, т.к. нормальный расчет ведется с запасом. Но если Вам, хоть раз, приходилось судиться с энергетической компанией по поводу сгоревшей бытовой техники или проводить и подключать электричество к удаленному дому и заглядывать в будущее, то цена уже не кажется запредельной. Сроки службы альтернативных источников энергии для дачи или загородного дома позволяют вырастить в таком доме не одного ребенка.
| Вид объекта | Параметры и состав источников альтернативной энергии | |
| Схема компоновки | ||
| Квартира (электронные потребители: телевизор, компьютер, муз. центр и освещение.) | 2,0-2,5/60-75 | солнечная батарея - АКБ - инвертор - контроллер |
| Дача (насос, холодильник, телевизор, освещение). Из расчета 2 дня без подзарядки АКБ. | 3,0-3,5/90-105 (лето) |
1) солнечная батарея (30%)- ветрогенератор - АКБ - инвертор - контроллер; 2) солнечная батарея (100%) - дизельгенератор - АКБ - инвертор - контроллер; 3) ветрогенератор - дизельгенератор - АКБ - инвертор - контроллер; |
| Загородный дом для постоянного проживания | 7-10/210-300 | ветрогенератор - дизельгенератор - АКБ - инвертор - контроллер; |
| Ферма с домом | 1) ветрогенератор - дизельгенератор - АКБ - инвертор - контроллер; 2) ветрогенератор - дизельгенератор - АКБ - инвертор - контроллер + тепловой насос. |
|
Вы можете обратится к менеджерам нашей компании и мы подберём для Вас оптимальный комплект , отвечающие энерготребованиям Вашего жилища.