Не секрет, что многие владельцы частных домов нет-нет да и задумываются об использовании возобновляемых источников электроэнергии. Ведь солнце светит, ветер дует и все это совершенно бесплатно. Подключив солнечные панели или ветряк к энергосистеме дома, можно, если не полностью отказаться от сетевого электричества, то, как минимум, сэкономить на оплате электроэнергии. Кроме того, альтернативные источники – это отличный способ обезопасить свой дом от отключений электроэнергии, которые периодически случаются.
Действительно, такая идея выглядит достаточно привлекательной: во-первых, вы экономите, во-вторых, в вашем доме всегда есть электричество и, в-третьих, вы реализуете социально значимую функцию – самостоятельно производите экологически чистую электрическую энергию.
В реальности все выглядит несколько иначе, чем это преподносят энтузиасты. В районах с развитой инфраструктурой традиционной энергетики использование альтернативных источников энергии является экономически нецелесообразным. Например, с учетом капитальных вложений, окупаемость энергоустановки на солнечных панелях наступит, ориентировочно через 15-20 лет. При том, что срок службы самих панелей составляет 25 лет. Ветряк же в частном хозяйстве окупится через «никогда» - слишком сложно и недешево его регулярное обслуживание.
Однако для удаленных регионов, а также районов, испытывающих затруднения с постоянным снабжением электроэнергией, например, отдаленных деревень и СНТ, хуторов и экопоселений, построение гибридной энергосистемы частного дома способно полностью решить проблему энергоснабжения.
Классическая компоновка гибридной системы
Гибридная система представляет собой установку с несколькими источниками электроэнергии, использующими несколько технологий ее производства. В классическом понимании она должна состоять из: подключения традиционных электросетей, солнечных батарей, резервного жидкотопливного или газового генератора, блока аккумуляторов и инвертора.
Такая система выполняет следующие задачи:
1. Мониторинг состояния энергоснабжения. Система должна самостоятельно отслеживать состояние подключения к стационарной электросети и контролировать уровень заряда аккумуляторов.
2. Выработка и распределение энергии доступным в данный момент и экономически выгодным способом с приоритетом на возобновляемые источники.
3. Использование накопленной энергии в случае отключение энергоснабжения.
Кроме перечисленного, гибридная энергосистема должна обладать легкой управляемостью и способностью моментально реагировать, как на изменения внешних факторов, таких как отключение электроэнергии, скачки напряжения в сети и т.д., так и на изменения нагрузки, например одновременное включение нескольких мощных потребителей.
Недостатки классической гибридной системы
К очевидным недостаткам классической системы можно отнести:
1. Несколько ступеней преобразования возобновляемой энергии, выполняемых разными блоками (контроллер, блок аккумуляторов, инвертор). Здесь надо понимать, что солнечные панели вырабатывают постоянный ток, заряжающий аккумуляторы, который затем необходимо преобразовывать в переменный при помощи инвертора. Под такую станцию необходимо выделить целое помещение, аккумуляторы нужно регулярно обслуживать и периодически менять.
2. Необходимость организации довольно сложной системы управления и диспетчеризации, которая будет мониторить текущее состояние всей системы. По сути, пользователю необходимо создать полноценный диспетчерский пульт, отвечающий его персональным потребностям. Такая задача под силу либо человеку с соответствующим образованием, либо большому энтузиасту.
3. Наличие в системе генератора, как резервного источника. Вот это, пожалуй, и технически, и экономически, да и с точки зрения комфорта, самое слабое звено. Генератор располагается либо на улице, либо в отдельно стоящем помещении, ему требуется топливо, а также периодически нужно проводить его техническое обслуживание. Кроме того, при использовании генератора нельзя забывать о проблеме пусковых токов оборудования. В момент запуска ток, потребляемый прибором (холодильник, насосная станция и т.д.) превышает рабочий в 6-8 раз. В такие моменты генератор просто глохнет.
Рассмотрим сценарий: вы создали гибридную систему, в которой как минимум два источника электроэнергии – подключение к сетям и солнечные панели, а также - есть аварийный генератор. Солнечные панели дают некую автономность и позволяют спокойно пережить кратковременное отключение электричества.
Но что делать, если авария на линии затянулась, на улице ночь и мороз, солнце не питает панели, а аккумуляторы уже разряжены?
Выход один: выходить ночью на улицу и запускать генератор, а потом постоянно контролировать его работу и доливать топливо в бак. Удобно ли это? Уверены, что нет, кроме того, генератор может вообще не завестись. Да, его можно оснастить дорогостоящей системой автозапуска и АВР, но если генератор не исправен, то никакая система не сможет его запустить. Стоимость генерируемой им электроэнергии превышает обычные тарифы в несколько раз. И, в конце концов, - это самый неэкологичный способ выработки электроэнергии.
Современная гибридная система
Одним из самых эффективных решений для создания современной гибридной системы, является использование модульных накопителей со встроенным инвертором и литий-ионными накопителем энергии на 1500 Вт.
Будучи встроенным в общедомовую электросистему, такой модуль полностью заменяет комплект аккумуляторных батарей, инвертор, диспетчерский пульт и отчасти - генератор. Последний, как аварийный источник питания все же рекомендуется иметь в хозяйстве.
При этом, и солнечные панели, и аварийный генератор подключаются непосредственно к оборудованию. Для полноценной работы модуля не требуется дополнительных блоков или систем. В случае с генератором полностью решается проблема пусковых токов: генератор заряжает накопитель, накопитель питает нагрузку.
После установки и настройки устройство самостоятельно проводит мониторинг энергоснабжения и обеспечивает накопление электроэнергии в накопитель по назначенным приоритетам (в течение дня от солнечных панелей, либо от сети по ночному тарифу). Во время отключения электроэнергии такая система обеспечивает электроснабжение и оптимизирует домашнее энергопотребление.
При наличии напряжения в сети, система работает в режиме "байпаса" и просто "транслирует" через себя сетевую электроэнергию, контролируя ее качество. При значительном отклонении сетевого напряжения от нормы, система переключается на работу от аккумулятора. При этом, интеллектуальные функции устройства позволяют пользователю установить приоритет на потребление электроэнергии, вырабатываемой солнечными панелями.
Контроль за состоянием системы осуществляется удаленно, с помощью приложения. Встроенная система мониторинга автоматически собирает все данные о состоянии батареи, входной и выходной сети, а также о наличии интернет-подключения.
В случае необходимости резерв мощности системы можно увеличить, купив дополнительные модули.
По сравнению с классическими гибридными системами, современная система, оснащенная модульными накопителями, обладает рядом существенных преимуществ, главное из которых: она полностью нивелирует все недостатки. Вам нет нужды вызывать электрика, вам не нужно становиться оператором генератора и закупать для него топливо, вам не потребуется обслуживать и регулярно менять комплект аккумуляторных батарей, каждая из которых весит 30 килограмм.
Все это просто заменяется одним модулем, который весит всего 14 кг, имеет компактные размеры и срок эксплуатации - 10 лет.