Автономная домашняя СЭС: от недозаряда АКБ зимой спасает ветрогенератор (мнение)

21 янв 2019 08:14:56
ВИЭ

Обеспечить полный заряд аккумуляторных батарей (АКБ) домашней солнечной электростанции в периоды недостаточного количества солнца позволит установка небольшого ветрогенератора. О таком варианте решения проблемы систематического недозаряда АКБ пишет в колонке для Энергореформы руководитель проектов компании "Греса Групп" Виталий Шестак. (укр.)

На сьогодні вже багато українців знають, що можна заробити, встановивши приватні “мережеві” сонячні електростанції (СЕС) й під'єднавши їх до розподільчої електромережі. Надлишки генерації в такій системі продаються в мережу за “зеленим” тарифом, ставка котрого фіксується на момент подання заявки в валюті (євро). Виплати будуть гарантовано тривати до 2030 року і дають змогу повернути вкладені в СЕС кошти. Слід зазначити, що сплачувати за електроенергію не потрібно вже після встановлення електростанції (звісно у разі, якщо обсяг генерації більше за споживання).

У багатьох громадян, що живуть у віддалених куточках країни, взагалі, немає електроенергії. Не поодинока ситуація, коли будуються цілі поселення в місцях, де немає підведеної елетромережі. Люди чекають роками на технічні умови, й це очікування може тривати невизначений час.

Тож тут вже мова йде не про економію чи заробіток, а про наявність хоч якогось енергоджерела. Звісно, можна купити бензогенератор, та це недешево, й тягне великі операційні витрати.

Здешевлення сонячних панелей, які спостерігається останніми роками, дало можливість будувати свої власні сонячні електростанції – автономні (такі, що працюють без під'єднання до мережі).

Сонячні панелі цієї СЕС виробляють напругу постійного струму, котра перетворюється інвертором в більш звичну для побуту напругу змінного струму “230В”. Обов'язковими в такій системі мають бути акумуляторні батареї. В них накопичується енергія, котра потім використовується в нічний час або в години з низькою інсоляцією.

Недоліком такої системи є використання свинцево-кислотної акумуляторної батареї (АКБ), що має обмежену кількість циклів розряду/заряду. Лужні акумуляторні батареї мають більшу кількість циклів заряду/розряду, але коштують дорожче. Найоптимальнішим варіантом для автономних систем є використання літій-іонних АКБ. Хоча вони коштують значно дорожче за свинцево-кислотні (і навіть лужні), але співвідношення “кількість циклів/ціна” в них є найкращим. Іншими словами, незважаючи на велику вартість, літій-іонної АКБ вистачить на більший строк, а на акумуляцію буде витрачено менше коштів за весь період експлуатації автономної СЕС.

Головним же недоліком автономних систем є велика залежність від сонячної активності, адже немає звідки взяти енергію в періоди відсутності сонця, особливо взимку. Навіть якщо обмежитися від використання електрики на обігрів приміщень, зимової інсоляції не вистачить на найскромніші потреби. По-перше, зимовий день короткий, по-друге, зимові дні найчастіше похмурі, а в таку погоду інсоляція знаходиться на рівні 5% від літньої. Також часто панелі можуть бути засипані снігом. Та навіть якщо його зчистити, зарядити АКБ до повного заряду буде складно. І саме це становить найбільшу небезпеку для працездатності системи в цілому.

Для роботи найбільш доступної свинцево-кислотної АКБ є критичним як утримання весь час в зарядженому стані, так і постійне використання недозарядженої АКБ. Обидва ці фактори скорочують тривалість експлуатації.

Частково поліпшити ситуацію може зменшення доступної ємності (глибини розряду) АКБ. Однак це може призвести до суттєвого скорочення комфортного використання, адже ми зменшуємо доступний запас енергії, котре так потрібно взимку. Крім того, немає гарантії, що АКБ все ж таки зможе зарядитися, приміром, якщо сонця не буде впродовж декількох днів.

Єдиним виходом з цієї ситуації буде використання декількох джерел енергії. Тут є два варіанти.

Перший, більш дешевий за рівнем капіталовкладень, але більш дорогий в процесі експлуатації. Це використання того ж самого бензогенератора. В автономній сонячній електростанції рекомендується хоча б раз на тиждень давати повністю зарядитися акумуляторній батареї. А це передбачає роботу генератора протягом 16 годин (при умові, що обмеження струму заряду буде на рівні 10% від номінальної ємності).

Другий спосіб - використання вітрогенератора, як другого джерела енергії. На більшості території України особливістю є сезонність вітрів. І вітряна активність збільшується саме в зимовий період. Для приватних вітроустановок використовуються машини, котрі починають впевнену генерацію вже на малих вітрах, починаючи зі швидкості у 4 м/с. А таку силу вітру можна “піймати” практично в будь-якому регіоні країни. Звісно, обмеженнями можуть бути низини, високі дерева чи будівлі.

Завжди хорошим місцем для розташування вітрогенератора може бути перехід “вода/суходіл”, узбережжя моря практично завжди буде 100%-во гарантованим варіантом. Також хороше місце - над урочищем. В місцях, де є сумніви щодо вітряної активності, слід зробити вітрозаміри протягом року.

На що ж потрібно звернути увагу, обираючи вітроустановку.

Головний параметр, на котрий треба звертати увагу при виборі вітрогенератора, не його потужність, а виробіток електроенергії за місяць. Оскільки залежність потужності від швидкості кубічна, то часто вказують значення при швидкостях 12 м/с, котрі в наших регіонах спостерігаються рідко. Тому потрібно звернути увагу на виробіток при швидкостях 4-8 м/с і сумарну генерацію по місяцях. Так, наприклад, генератор з номінальною потужністю 1,6 кВт (при швидкості вітру 8 м/с) може виробити за зимовий місяць до 500 кВт-год, чого цілком достатньо для потреб помешкання без електроопалення.

Стартова швидкість вітрогенератора також малоінформативна, оскільки для будь-якого типу вітряка впевнена генерація починаєтся при швидкості вітру від 4 м/с. Цілком зрозуміло що, аби генератор видавав енергію (а не просто обертався навколо своєї вісі), потрібна достатня сила вітру.

Типовий приклад однієї автономної домашньої СЕС

Спочатку було поле, яке розділили на ділянки на котрих в невдовзі побудували хати. Поки всі чекали на “кабель”, один мешканець побудував автономну приватну СЕС. Потужність інвертора – 5 кВт, кількість панелей 12 одиниць, додаткове обладнання - одна група АКБ на 100 Агод у поєднанні із дизель-генератором на 8 кВА. Влітку сонця вистачало, тож станція цілком забезпечувала потреби будинку. З настанням зими ситуація ускладнилася, енергії не вистачало, дизель (а він був налаштований на автоматичний запуск) постійно вмикався і через деякий, досить короткий, час глохнув.

Причиною проблеми сульфатація пластин АКБ - досить неприємна річ, котра трапляється з ними при хронічному недозаряджанні (суттєве зменшення ємності з подальшим виходом з ладу). В результаті чого, при заряджанні від ДГУ на АКБ росла напруга дуже швидко (при обмеженні струму заряду на рівні 10%), але реальної ємності вони не набирали.

На наступний сезон сонячний масив панелей було збільшено удвоє (24 панелі), АКБ було замінено на нові дві групи по 160 Агод. Номінальна ємність виросла, але глибину розряду зменшено до 60% (для збільшення кількості циклів розряду/заряду до 1500).

Щоб не повторювати старих помилок, до цієї системи додали вітрогенератор. Лише 0,8кВт додаткової потужності дало змогу утримувати АКБ зарядженою навіть в зимовий час, навіть коли всі панелі були під снігом. Такий варіант може бути корисний у будь-якій автономній системі, адже зимою такий генератор може виробити від 250 до 300 кВт-год.

Читайте также

"Энерджи 365" в мае поставит 1,67 млн кВт-ч э/э порту "Южный"

ООО "Энерджи 365" заключило договор на поставку в мае 1,67 млн кВт-ч э/э на 3,246 млн грн госпредприятию "Морской торговый порт Южный". Об этом сообщается в системе ProZorro 24 апреля, передает Энергореформа.

Дмитрий Осыка: реформа рынка и глобальные тренды требуют от нас цифровизации (интервью)

Энергетическая компания ДТЭК заявила о старте цифровой трансформации бизнеса. В 2019 году в проекты обещают инвестировать 350 млн грн. Энергореформа расспросила руководителя программы Дмитрия Осыку о том, что это за программа и почему ДТЭК инвестирует в нее.

"Интерэнергоинвест" установит АСКУЭ для части потребителей "Прикарпаттяоблэнерго" за 6 млн грн

Частное предприятие "Интерэнергоинвест" (Ивано-Франковск) установит автоматизированную систему учета электроэнергии (АСКУЭ) для потребителей ПАО "Прикарпаттяоблэнерго" в центральной части Ивано-Франковска в районе улиц Василянок – Мицкевича. Соответствующий договор на 5,97 млн грн с НДС стороны заключили 22 апреля, сообщается в системе ProZorro.

Авторизация



Создать аккаунт


Авторизация

Возникла ошибка авторизации!
Извините, возникла ошибка авторизации. Пожалуйста, попробуйте еще раз (в окне социальной сети вам необходимо подтвердить авторизацию), или попробуйте авторизоваться через другую социальную сеть.

Пожалуйста проверьте свою почту
и перейдите по ссылке,
чтобы завершить свою регистрацию
на сайте.

Комментарий отправлен на модерацию