Автономное энергоснабжение дома — бензогенератор, преобразователь от аккумулятора, солнечная батарея

Резкий рост цен на электроэнергию вынуждает дачников искать альтернативу централизованному снабжению переменным током.

Автономные установки появляются, когда перспектива электрификации откладывается на многие годы или когда стоимость подключения к внешним сетям слишком высока.

Не каждый способен проанализировать, какое автономное энергоснабжение загородного дома экономически выгодно, из-за плохого понимания тонкостей энергоснабжения. Для решения этой проблемы мы рассмотрим три возможных варианта энергоснабжения: газогенераторные установки, аккумуляторные преобразователи и солнечные элементы.

основными критериями выбора аккумуляторных преобразователей и солнечных элементов являются стоимость оборудования, срок службы до амортизации и, как следствие, цена 1 кВт-часа электроэнергии, произведенной за этот период.

для бензиновых генераторов расчеты другие. Экономия топлива и цена здесь являются главными приоритетами. Используя эти параметры и учитывая стоимость самого генератора, получаем цену за 1 кВт-час «бензиновой» электроэнергии.

Инверторный бензогенератор

В настоящее время этот агрегат чаще всего используется в качестве резервного электроснабжения загородных домов. Причиной его популярности является доступность генератора и простота использования. Никакой установки или настройки не требуется. Когда я заправил его бензином и нажал кнопку, он загорелся.

Однако за любой комфорт приходится платить, а бензиновые генераторы могут стоить довольно дорого. Давайте посчитаем стоимость 1 киловатт-часа электроэнергии, вырабатываемой этим устройством.

для расчетов мы используем однофазный генератор HERZ IG2200E (Германия) мощностью 2 кВт.

• Стоимость покупки 21 000 рублей.
• Ресурс генератора 4000 часов.

Стоимость за киловатт рассчитывается следующим образом:

При нагрузке 2000 Вт расход бензина АИ-92 по паспорту генератора составляет 1,4 л/час (с учетом стоимости топлива, равной 36 руб.). Вы получаете цену 1 кВтч = 36×1,4/2. = 25,2 руб.

Разделим стоимость генератора на срок службы мотора: 21 000 руб/4 000 часов = 5,25 руб.

в результате стоимость 1 кВтч = 25,2+5,25=30,45 руб.

цена 1 кВтч сетевой электроэнергии в Московском регионе в первом полугодии 2016 года составила 5,03 рубля. Газовые генераторы оказались в шесть раз дороже.

Заключение:

• Использовать газогенератор для питания дома в течение длительного времени невыгодно.
• Для использования генератора (за исключением автоматических стартеров) необходимо присутствие человека, который сможет его запустить, долить бензин и следить за его работой.

Использование газовых генераторов в загородных домах экономически оправдано только в качестве аварийного или резервного источника питания. При отсутствии внешней электросети рекомендуется работать кратковременно (4-5 часов в день).

Многие производители сейчас выпускают универсальные агрегаты, работающие как на бензине, так и на баллонном газе. Стоимость сжиженного газа почти в два раза превышает стоимость бензина, поэтому получать электроэнергию из этого вида топлива экономически выгодно.

Аккумуляторный преобразователь

Принцип работы данной установки заключается в периодической зарядке мощного аккумулятора и медленном разряде его в бытовую электросеть. При этом специальное устройство – инвертор – преобразует ток аккумуляторной батареи из постоянного тока напряжением 12-24 Вольта в переменный ток напряжением 220 В.

Такой автономный источник питания придется заряжать от квартирной сети в городах или использовать электроэнергию, запасенную в аккумуляторах, в сельской местности.

Домашним мастерам следует учитывать, что штатный стартерный аккумулятор автомобиля не подходит для такого преобразователя. Создает сильный ток за короткий промежуток времени. Здесь нам понадобится небольшой ток, который будет питать сеть в течение нескольких часов. Поэтому инверторные преобразователи работают на специальных необслуживаемых аккумуляторах, которые в 3-4 раза дороже автомобильных аккумуляторов той же емкости.

Высокая стоимость в данном случае полностью оправдана. Срок службы таких аккумуляторов составляет 8-9 лет, а автомобильных – не более 3 лет.

Готовый комплект аккумуляторного преобразователя, состоящий из инвертора и двух аккумуляторов по 200 Ач каждый, стоит примерно 110 000 рублей.

Необходимая для работы емкость аккумулятора определяется по следующей формуле:

Емкость аккумулятора (Ач) = потребляемая мощность (Вт) x время разряда (часы) x эффективность (0,7) x 1,2 (коэффициент безопасности) / напряжение аккумулятора (В)

получается, что для подачи суммарной мощности тока 1500 Вт на бытовой прибор в течение 5 часов потребуется аккумуляторная батарея емкостью 1500х5х0,7х1,2/12 = 446 Ач. Это примерно та же сумма, которую предлагают покупателям за комплект в 110 000 рублей.

Батарея прослужит 8 лет и потребует для подзарядки 21 600 киловатт-часов электроэнергии при «городской» цене 5,03 рубля.

В этом случае стоимость 1 автономного киловатта определяется следующим образом:

• стоимость электроэнергии для зарядки аккумулятора (8 лет эксплуатации) составляет 21600 х 5,03 рубля. = 108 648 руб.
• Стоимость устройства 110 000 рублей.

Общие расходы составили 218 648 рублей. Цена 1 киловатта равна 218 648/21 600 = 10,12 руб. Как видите, аккумуляторный преобразователь в 3 раза дешевле газогенератора (10,12 руб против 30,45 руб.) и обеспечивает мощность в 1,7 раза дешевле газогенераторной установки.

Солнечная батарея

Рассматриваемые технологии автономного электроснабжения загородных домов требуют внешней зарядки (бензина и электричества). Солнечные элементы выгодны, поскольку они потребляют энергию непосредственно на месте. Нет необходимости дозаправляться или заряжать аккумулятор. Он не загрязняет воздух выхлопными газами и не издает никакого шума.

Гарантия на современные солнечные панели составляет 25 лет. Этого достаточно, чтобы полностью покрыть ваши расходы и снизить себестоимость киловатт-часа.

Давайте подробнее рассмотрим, что может предложить солнечное автономное электричество загородному дому и какую пользу может принести его использование.

Цена на солнечные панели нельзя назвать дешевой. Так, за монокристаллическую солнечную панель, вырабатывающую мощность 150 Вт в час, придется заплатить от 11 000 рублей.

С практической точки зрения использования солнечной энергии нужно говорить не об одной батарее, а о полноценной солнечной электростанции. Он состоит из четырех солнечных панелей, двух мощных аккумуляторов емкостью по 200 Ач каждый, инвертора напряжения (преобразующего 12 вольт постоянного тока в 220 вольт переменного тока) и контроллера.

в солнечный день такая система вырабатывает 2,5 кВт/ч электроэнергии. Этого достаточно для питания небольшого загородного дома. Предположим, что среднее производство электроэнергии за сутки составляет 1,5 кВтч с учетом пасмурных дней.

средняя стоимость «солнечного» комплекта составляет 130 000 рублей и прослужит не менее 25 лет. Срок службы батареи не очень большой, поэтому за это время вам придется заменить ее дважды. Цена аккумулятора 30 000 рублей. Стоимость за весь срок эксплуатации солнечной установки составит 130 000 + (30 000х2 = 60 000) = 190 000 рублей.

через 25 лет станция будет вырабатывать 1,5 кВт/ч * 365 дней * 25 лет = 13688 кВт/ч. Если разделить стоимость солнечной электростанции на общее количество полученной электроэнергии, получится 13,9 рубля за киловатт. Это в 2,75 раза дороже, чем плата за сеть, но гарантирует полную энергонезависимость пользователей.

Учитывая тот факт, что технологии солнечной энергетики не стоят на месте, вскоре мы увидим аккумуляторы большей емкости, более дешевые, а также аккумуляторы с повышенной эффективностью и сроком службы.

Подводя итог своему мини-исследованию, оцените рассмотренные вами варианты. Поэтому самая высокая стоимость автономной электроэнергии у бензиновых генераторов (в шесть раз дороже сетевых генераторов). На втором месте стоял монтаж сразу двух объектов: газогенератора и солнечной станции.

Официально цена на электроэнергию самая низкая (10,12 руб.), поэтому пальму первенства стоит отдать аккумуляторному преобразователю. Но солнечные батареи могут быть не менее хороши. Он полностью автономен и не загрязняет воздух вредными выбросами.