Накопитель энергии для дома: VOLTS бесперебойное питание Вашего дома

Содержание

12 домашних накопителей энергии, которые могут соперничать с Тесла …

В конце октября прошлого года Маск представил Tesla Powerwall 2.0, новое поколение своей системы аккумуляции энергии для дома. Батарея имеет улучшенный дизайн и характеристики, но самое главное, что Powerwall показывает общее видение энергетики будущего. Идея в том, чтобы эффективно совместить частные солнечные станции и аккумуляторы, и дать людям больше возможностей производить чистую энергию, быть энергонезависимыми, и экономить средства.
аккумуляторы накопители энергии: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи

Читайте также:
Как сделать аккумулятор Tesla PowerWall из батарей от ноутбука (видео)
Сколько солнечных панелей и аккумуляторов нужно для вашего дома
SUN2WHEEL — самодостаточный солнечный гараж для электромобилей

Интегрированные системы аккумуляции накапливают энергию, сгенерированную солнечными панелями, или заряжаются от сети, когда солнце не светит или потребление очень высокое. Они также обеспечивают владельца дома аварийным источником энергии для экстренных случаев. И хотя такие системы еще не проникли на рынки многих стран, компактность, гарантия, и отсутствие необходимости в обслуживании делают их очень перспективными.

Но Тесла — не единственная компания, которая предлагает свои системы аккумуляторов. Подобные решения уже есть у нескольких других производителей. Именно их мы и сравним здесь.

Что собой представляет Tesla Powerwall

Tesla Powerwall 2.0 — это блок литий-ионных батарей, который весит 122 кг, и монтируется на стене. Аккумуляторы производит компания Panasonic, тогда как Tesla производит все остальные компоненты. В будущем аккумуляторы для Powerwall будут производиться на собственных мощностях Tesla — Гигафабрике.
Tesla Powerwall 2 накопитель энергии: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи


Цена Tesla Powerwall 2.0 — около $ 5,500, включая инвертор. Она может хранить до 13,5 кВт * ч энергии.
Установка является модульной, то есть при необходимости можно объединять до девяти аккумуляторов в мощную систему. По расчетам Tesla, монтаж будет стоить около $ 1,000, и доставки начнутся с января этого года.

11 альтернатив акумуляторам Tesla Powerwall

1. Аккумуляторы LG Chem RESU выглядят крупнейшим конкурентом Tesla Powerwall на сегодня. Хотя эта модель и не получает такого медиа внимания, но по характеристикам они очень похожи. Сейчас Chem RESU очень популярны на австралийском рынке, и осваивают рынки США и Европы.
LG chem Resu накопители энергии: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи

Аккумуляторы могут накопить до 6,5 кВт * ч энергии, стоят около $ 4,000, но инвертор вы можете приобрести отдельно. Цена также не включает монтаж.
LG chem Resu накопители энергии 2: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи
2. Sunverge предлагает системы аккумуляторов, которые дадут вам от 6 до 23 кВт * ч. Блок весит до 170 кг, и должен устанавливаться сертифицированным специалистом Sunverge.
Система комплектуется соответствующим приложением, которое мониторит потребление энергии, степень заряда от солнечных панелей. Цена системы колеблется от $ 8,000 до $ 20,000 в зависимости от емкости.
Sunverge накопители энергии аккумулятор: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи

3. Компания ElectrIQ создает накопители энергии для дома в США, в нем хранится 10 киловатт-часов энергии и они будут доступны в конце года. Его розничная цена составляет $ 13 000 и включает в себя стоимость инвертора. Батарея должна быть установлена квалифицированным электриком.
Electriq накопители энергии: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи
4. Решение от Panasоnic даст вам 8 кВт * ч электроэнергии. Прибор доступен в Австралии, но планируется выход и на рынок Европы. Известно, что Panasonic поставляет аккумуляторы для всей продукции Tesla.
Panasonic накопители энергии : Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи
5. Nissan предлагает системы аккумуляции под брендом XStorage, которые сохраняют 4,2 кВт * ч энергии. Заказы начали приниматься в сентябре прошлого года, но модель пока доступна только в Европе.
Стоимость системы $ 4,500, включая стоимость монтажа. Nissan позиционирует себя как экологически ответственный производитель, используя бывшие в употреблении аккумуляторы в своих продуктах.
nissan xstorage: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи
6. Аккумуляторы от Mercedes-Benz пока продаются в Германии и Австралии. Каждый накопитель сохраняет 2,5 кВт * ч энергии, но их можно сочетать в блоки до 20 кВт * ч. Инвертор не входит в стоимость оборудования.
Компания оценивает свою систему от $ 9,000 до $ 10,000. Владелец может мониторить заряд аккумуляторов с помощью специального мобильного приложения.
Mercedes Benz накопители энергии: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи
Mercedes Benz накопители энергии 2: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи
7. Стартап Orison предлагает 18 килограмовую батарею на дому. Это значительно легче, чем Powerwall Тесла, но она имеет место лишь 2,2 кВт · ч энергии. Один Orison блок стоит $ 1600.
Orison накопители энергии: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи

Тем не менее, в отличие от батареи Тесла, вам не нужно обученного электрика, чтобы установить Orison. Продукт Orison приходит в виде плоской панели на стену или в виде напольной лампы, как показано ниже. Вы можете комбинировать панели или использовать несколько стоящих единиц для увеличения хранения.
Orison накопители энергии 2: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи
8. Sonnen, немецкая компания, продает несколько вариантов домашних батарей-накопителей емкостью до 16 кВт · ч. Экологически компактная версия изображенная здесь имеет 4 кВтч энергии и стоит $ 5950. Она поставляется с инвертором.
Sonnen batterie: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи
Sonnen недавно привлекла $ 85 млн, чтобы расширить свою деятельность в Италии, Австралии, США и Великобритании. Компания продала более 15000 аккумуляторов и в настоящее время получает две трети своих доходов от своих немецких сделок. Но компания рассчитывает увеличить свою долю доходов за рубежом в следующем году.

9. SimpliPhi — компания производитель батарей для хранения энергии в домашних условиях, занимается этим примерно с 2002 года, но ее первоначальное название было LibertyPak. SimpliPhi предлагает несколько вариантов батарей, самая большая из которых хранит 3,4 кВт · ч энергии.
SimpliPhi накопитель энергии: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи


Батареи SimpliPhi могут быть объединены, чтобы образовать большой аккумулятор при необходимости. SimpliPhi публично не раскрывает информацию о ценах.
SimpliPhi накопители: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи
10. BMW предлагает вариант батареи 6,4 кВт · ч на дому, но не дает цену за единицу. Как и Nissan, BMW принимает устойчивый подход, многократно используя батареи из своей серии i3 BMW. BMW планирует в конечном итоге предложить две единицы, которые могут хранить 22 кВт и 33 кВт · ч.
BMW батареи для дома: Солнечная энергия, солнечные фермы, модули, панели, батареи

11. Serenis ESS — аккумуляторная система с украинскими корнями. Особенность системы — она включает несколько модулей — литий-ионную батарею, гибридный инвертор, высокотехнологичные контроллеры, систему онлайн-мониторинга и управления энергопотоками. Это позволяет ей работать с солнечными модулями и ветрогенераторами, продавать энергию по «зеленому» тарифу.
Serenis ESS акумуляторы: Солнечная энергия, солнечные фермы, моду

Накопители энергии для эффективной работы энергосистемы

С самого момента появления электрических сетей большой проблемой была зависимость уровня потребления энергии от времени суток. В наше время к ней прибавилась зависимость выработки электроэнергии от множества факторов, быстро меняющихся в течение дня. Да, увы, такова плата за прогресс — внедрение альтернативной энергетики. Помочь решить проблему способны накопители электроэнергии.

Для гармонизации пиков производства и потребления электроэнергии нужно использовать накопители большой емкости. И в первую очередь следует определиться, где их устанавливать.

Загорская ГАЭСЗагорская ГАЭС

Накопитель, установленный на электростанции

Довольно распространенное решение в солнечной энергетике. В готовый комплект солнечных панелей, применяемых в жилом секторе, как правило, входят аккумулятор и контроллер, управляющий его зарядом-разрядом. В итоге пользователь получает привычный ему интерфейс — стандартную розетку, с которой можно стабильно снимать мощность не выше определенного значения. На солнечных электростанциях, работающих по технологии Thermal Solar, а это, как правило, очень крупная электрогенерация, под действием солнца плавятся минеральные соли, их расплав держит тепло длительное время, хоть всю ночь. Благодаря данной особенности генерация электричества стабильно происходит круглые сутки.

Накопитель, установленный у потребителя

Решение, активно продвигаемое сейчас на рынок рядом производителей, в том числе компанией Tesla. Аккумулятор заряжается от сети в промежуток времени, который задал контроллеру пользователь. Например, это может быть временной интервал, когда цены на электроэнергию самые низкие. Тогда накопитель позволяет экономить средства клиента, а для электросетевой компании — получить реальный эффект снижения пиковой нагрузки на сеть за счет применения нескольких тарифов в зависимости от времени суток. Другое преимущество — появляется возможность подключать к электросети приборы с большей мощностью, чем позволяет линия электропередачи, идущая к клиенту. Накопитель потихоньку запасает энергию на протяжении длительного промежутка времени, а затем отдает большую мощность на протяжении относительно короткого промежутка времени. Скажем, не позволяют провода, идущие к потребителю, передавать ток более 10 А.

Но современные электропечи для кухни потребляют не менее 16 А. Выход простой — ставим накопитель. Пока вы спите или занимаетесь своими делами, он в течение 4 часов накапливает нужное количество энергии, отдавая потом в электропечь на протяжении 2 часов ток 16 А, позволяя вам запечь индейку (пример учитывает потери в преобразователе и аккумуляторе).

Накопитель, установленный в ключевых узлах электросети

Идея, на самом деле, довольно старая. Например, в 1987 году рядом с Москвой была построена Загорская гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС), позволяющая сгладить пики потребления, характерные для большого города. Самый известный проект, реализованный в 2017 году — увеличение суммарной подключаемой мощности в одном из удаленных регионов Австралии без реконструкции ЛЭП. Компания Tesla поставила гигантский накопитель, который равномерно запасает электроэнергию, не создавая ярко выраженных пиковых нагрузок на ЛЭП, что позволило избежать ее реконструкции. Но клиенты электрической компании могут получать от накопителя на пиках потребления гораздо большую мощность, чем могла бы выдержать ЛЭП.

В зависимости от места установки определяется емкость накопителя. Емкость накопителя, используемого в солнечных электростанциях для индивидуального применения, составляет не более 2 кВтч. Накопители, устанавливаемые у бытового потребителя, имеют емкость не более 7 кВтч. Для промышленных потребителей под заказ изготавливают накопители емкостью 100 кВтч. Что же касается накопителей, устанавливаемых в узлах энергосистемы, то их емкость составляет порядка сотен МВт — единиц ГВт.

Аккумуляторы

Для накопителей, выравнивающих энергопотребление, обычные свинцово-кислотные аккумуляторы не подходят. Это связано с малым количеством циклов заряда-разряда, а также необходимостью обслуживания аккумуляторов (при-ходится регулярно доливать дистиллированную воду из-за испарения электролита). В солнечных электростанциях небольшой мощности применяются так называемые гелевые аккумуляторы. В них электролит находится не в форме жидкости, а в форме геля. Такие аккумуляторы не требуют обслуживания. Их недостатком является то, что при зарядке свыше номинального уровня они быстро выходят из строя, но эта проблема решается при помощи современных микропроцессорных контроллеров. Уникальным преимуществом гелевых аккумуляторов является их возможность работы при низких (до —15°С) температурах. Благодаря этому нет необходимости специально отапливать накопитель, размещенный на улице, достаточно тепла, отводимого от контроллера.

Более совершенными являются никель-кадмиевые (NiCd) аккумуляторы. Они надежны и обеспечивают сохранение большего количества энергии в меньшем объеме. Тем не менее для накопителей энергии, сглаживающих пики потребления в сети, данные аккумуляторы непригодны из-за ярко выраженного «эффекта памяти». При неполном разряде и последующем заряде емкость аккумулятора снижается. Требуется полностью разряжать аккумулятор и потом заряжать его до 100%. Для рассматриваемого применения такие аккумуляторы непригодны. Более продвинутые никель-металлогидридные (NiMH) аккумуляторы обладают большей емкостью, «эффект памяти» в них менее выражен, но все-таки присутствует.

Аккумуляторы типоразмера 18650Аккумуляторы типоразмера 18650 используются в электромобилях,
и они же являются основой накопителей энергии

Наиболее популярным сейчас являются литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы. Именно их сейчас используют в накопителях, устанавливаемых непосредственно у потребителей, а также в ключевых местах электросети. Кстати, идея создания накопителя, стоящего у потребителя дома, возникла из необходимости использования аккумуляторов типоразмера 18650, применяемых в электромобилях. По мере износа аккумуляторной батареи в электромобиле производитель забирает ее себе обратно (почему — будет сказано далее). Аккумуляторы, которые уже не могут обеспечить нужную тягу электромобилю, тем не менее подходят для использования в бытовом накопителе энергии. После всестороннего тестирования их туда и ставят. Что же касается накопителей, устанавливаемых на узлах электросети, то в них используют новые аккумуляторные батареи, но есть проекты построения таких накопителей и на основе аккумуляторов, ранее стоявших в электромобилях.

Накопитель Tesla Powerwall 2Накопитель Tesla Powerwall 2

Преимуществами Li-Ion аккумуляторов являются: высокая плотность накапливаемой энергии, пренебрежительно малый уровень «эффекта памяти», низкое выходное сопротивление, что позволяет на пиках нагрузки отдавать потребителю большую мощность. Но есть и недостатки. При неправильных зарядке и эксплуатации аккумуляторы не просто выходят из строя, они могут воспламеняться и даже взрываться. Проблема решается с помощью микропроцессорных контроллеров в зарядных устройствах, тем не менее, иногда такие устройства могут давать сбои. Литий — чрезвычайно токсичный химический элемент, вот почему производители электромобилей в обязательном порядке забирают себе обратно отработавшие свое аккумуляторы. Наконец, запасы лития в мире ограничены, уже в ближайшее время прогнозируется нехватка этого металла.

Большие надежды возлагаются на так называемые водородные аккумуляторы, в которых вода расщепляется путем электролиза на кислород и водород. Энергия хранится в виде водорода, который потом используется для выработки электричества. В настоящее время по-прежнему этот проект находится на стадии исследований, так как водород взрывоопасен и легко улетучивается из резервуара, где он хранится.

Суперконденсаторы

Принципиальным недостатком аккумуляторов является то, что электрическая энергия в них при заряде превращается в химическую, а при разряде — из химической в электрическую. Такие преобразования обуславливают потери энергии, а также ограниченное количество циклов заряд-разряд (до 3000 у массово выпускаемых Li-Ion аккумуляторов).

Решение проблемы заключается в том, чтобы накапливать непосредственно электрическую энергию в конденсаторе. В накопителях применяют так называемые суперконденсаторы (другие названия — ультраконденсаторы, ионисторы) емкостью от 1000 Ф каждый, соединенные в большие массивы.

СуперконденсаторыСуперконденсаторы — перспективная технология, но пока она слишком дорогостоящая

Ультраконденсаторы имеют КПД, близкий к 100%, количество циклов заряда-разряда у них практически не ограничено. И, что немаловажно, суперконденсаторы безопасны в эксплуатации и не содержат вредных для природы веществ.

К недостаткам суперконденсаторов следует отнести дороговизну этих устройств, а также сопутствующего оборудования. Кроме этого, по плотности хранения энергии суперконденсаторы пока уступают Li-Ion аккумуляторам, что обуславливает большие размеры накопителей.

В сша был проведен эксперимент по использованию накопителя на суперконденсаторах в солнечной электростанции, питающей кампус крупного университета. В итоге эффективность работы электростанции возросла в 1,5 раза по сравнению с использованием li-ion аккумуляторов. Но пока широкого применения для сглаживания пиков энергопотребления конденсаторы не получили.

ГАЭС

Гидроаккумулирующая электростанция состоит из нижнего водохранилища, верхнего водохранилища и реверсивных турбин. При избытке электроэнергии в регионе турбины потребляют энергию, поднимая воду из нижнего водохранилища в верхнее. При недостатке электроэнергии турбины переходят в режим генерации, вода из верхнего водохранилища поступает в нижнее, в результате вырабатывается электроэнергия.

Недостатком ГАЭС является то, что при их строительстве приходится вмешиваться в уже сложившиеся природные комплексы. Кроме этого, наиболее успешные проекты ГАЭС были реализованы в горной местности, где есть твердые горные породы и легко обеспечить перепад уровней между двумя водохранилищами. Строительство Загорской ГАЭС в Московской области сопровождалось большими трудностями, связанными с оползнями, из-за чего на полную мощность электростанция заработала в 2003 году. Вторую очередь Загорской ГАЭС начали строить в 2007 году, и, по тем же причинам, на момент написания статьи строительство так и не было завершено.

Зеленчукская ГЭС-ГАЭСЗеленчукская ГЭС-ГАЭС

Пневматические системы

Принцип их работы достаточно прост. С помощью насоса сжимается воздух и закачивается в резервуар. При необходимости расходования электроэнергии воздух выпускается из резервуара, проходя через турбину, вырабатывающую электроэнергию. Идея тоже древняя, относится к XIX веку. Главный недостаток — КПД не превышает 55%. Тем не менее в XX веке аккумулирующие электростанции на основе сжатого воздуха широко использовались в США и Германии. Кстати, в Германии для закачки воздуха использовались заброшенные соляные шахты. Но потом все сошло на нет — последняя электростанция на сжатом воздухе была запущена в США в 1991 году.

В 2010-х годах идею возродили, и на деньги Европейского союза запущен исследовательский проект Ricas 2020, направленный на поиск новых способов использования сжатого воздуха для накопления энергии с более высоким КПД. Но пока ни о каких реальных результатах не известно.

Супермаховик

Накапливать электроэнергию можно и в механическом виде. Раскрутить тяжелый маховик, и он некоторое время будет вращаться, приводя в действие генератор. Для того, чтобы не мешало трение воздуха, маховик вращается внутри герметичного кожуха, из которого откачан воздух. Технически реализовать эту идею очень просто, КПД достигает 98%. Выпускаются накопители на супермаховиках с емкостью до 25 кВтч. Но широкого применения они пока не получили. Причина заключается в том, что не удается быстро управлять отдачей электроэнергии в сеть. Кроме этого, со временем частота вращения маховика падает, и мощность, отдаваемая накопителем в сеть, падает.

Электромобиль как накопитель

В электромобиле есть аккумуляторы, выпрямитель и инвертор — все элементы накопителя для выравнивания пиков потребления электроэнергии. Почему бы не задействовать электромобиль в качестве накопителя энергии, пока он стоит в гараже?

Компании Renault и Nissan уже выпускают электромобили, способные отдавать энергию, накопленную в аккумуляторе. А Schneider Electric создала электрическую зарядную станцию, поддерживающую данную функцию. В Великобритании рассматривается вопрос о том, что-бы предоставлять электромобилям бесплатную парковку в обмен на определенное количество электроэнергии, отдаваемое во время стоянки в сеть.

Электромобиль RenaultКомпания Renault начала выпуск электромобилей, способных работать как накопители

Наконец, в той же Великобритании рассматривается законопроект, обязывающий владельцев электромобилей подключать их к электросети для выравнивания баланса все то время, пока они не ездят. С 2018 года компания Renault проводит масштабный эксперимент на португальском острове Мадейра по испытанию технологии обратной поставки электроэнергии в сеть от электромобиля.

Будущее — за распределенным хранением энергии?

Технологии сглаживания пиков выработки электроэнергии и ее потребления, существовавшие до недавних пор, исходили из реалий XX века — централизованной энергосистемы без возможности управления оборудованием, установленным у клиента. Установка гигантского накопителя на аккумуляторах в Австралии — это всего лишь способ улучшить энергосистему, созданную в прошлом веке, но не изменить ее кардинально.

С распространением альтернативной энергетики генерация становится все более децентрализованной. При этом уже нельзя точно определить место в энергосистеме, куда следует подключить гигантский аккумулятор, чтобы выровнять баланс. По мнению автора статьи, будущее принадлежит не только децентрализованной генерации, но и децентрализованному хранению электроэнергии. В каждой квартире, в каждом офисе или заводе будет стоять локальный накопитель электроэнергии. Путем предоставления скидок или жесткого законодательного регулирования пользователя простимулируют (обяжут) подключать такой накопитель к управляющей системе. Электроэнергетическая компания будет с помощью технологии «Интернета вещей» дистанционно регулировать процесс накопления электроэнергии и отдачи ее в сеть. Тем самым будут сглаживаться пики выработки и потребления электроэнергии.

На самом деле, «первой ласточкой» такого подхода уже стали серьезные вложения британского правительства в разработку технологии использования электромобилей как накопителей для электросети и проект законодательно обязать владельцев электромобилей использовать их в таком качестве.

В итоге гигантские накопители энергии вроде ГАЭС или же огромной аккумуляторной батареи, установленной в австралийской пустыне, станут просто не нужны. Накопление электроэнергии будет осуществляться только у пользователей, в недорогих компактных устройствах. Развитие технологии суперконденсаторов позволит обеспечить надежность и безопасность таких накопителей.

Источник: Алексей Васильев, журнал «Электротехнический рынок» №3 Май-Июнь 2019

Готовые комплекты МАП «Энергия»

Бесперебойное питание на базе инверторов: как правильно выбрать систему?

Современные модификации инверторов МАП «Энергия» зарекомендовали себя как надежные и качественные приборы с широкими возможностями. Как правильно подобрать систему под свои потребности из всего ассортимента предложений не переплатив за лишние функции? Представим простой алгоритм.

1) Выбор мощности

Нужно иметь ввиду, что соответствующие параметры, указанные в названии МАПа, относятся к максимальной мощности, которую инвертор способен продержать 20-30 минут. Показатель номинальной мощности в 1.5 раза меньше, так:

  • МАП SIN «Энергия» Pro 4.5/48 имеет максимальную мощность: 4,5кВт; номинальную: 3кВт, пиковую: 7кВт
  • МАП SIN «Энергия» Pro 6.0/48 имеет максимальную мощность: 6кВт; номинальную: 4кВт, пиковую: 9кВт.

При расчете имейте ввиду, что максимальная длительная нагрузка (свыше 2-х часов) на инвертор не рекомендуется свыше 60% от номинальной мощности.

Как посчитать мощность потребителей в частном доме? Вам нужно открыть распределительный электрощиток (ГРЩ) и определить, какие автоматы вы будете резервировать, а затем посчитать все необходимые параметры вам поможет:

Калькулятор расчета мощности и потребления

Если необходимо быстро прикинуть мощность , то условно можно рассчитывать так:

  • для газифицированного дома площадью 100-200кв. м достаточно модели МАП 6.0/48
  • до 300-350кв.м – 9.0/48
  • если выше следует обратить внимание на модели от 12кВт.

2) Автономия

Как выбрать аккумуляторы? Для этого нам необходимо понимание усредненной мощности нагрузки на инвертор и желаемого времени автономной работы в случае отключения электричества. Первое можно получить из нашего калькулятора расчета мощности, а второе – это вопрос вашего желания. В описаниях к нашим комплектам вы можете найти таблицу «Мощность/Автономия», которая позволит легко сориентироваться. Имейте ввиду, усредненная нагрузка существенно ниже суммы мощности всех приборов, т.к. редко вся нагрузка работает одновременно.

В представленных комплектах мы используем надежные и качественные аккумуляторы Delta серий DTM и HR, Leoch серий DJM сроком службы 10-12лет, оптимально подходящих для условий работы с инверторами. К инверторам с цифровым обозначением «—/24» — подключается последовательно 2 и более аккумуляторов, кратным 2 (4-6-8шт.) (подключение дополнительных АКБ осуществляется паралельно-последовательно). При максимальной мощности свыше от 6 кВт мы рекомендуем использовать схему «—/48», т.е. с подключением 4-х и более АКБ, кратным 4 (8-12-16шт.)

3) Подключение

Схема монтажа зависит от того, какие потребители будут подключены к бесперебойному питанию. Рассмотрим несколько вариантов:

а) Инверторы мощностью до 3кВт можно подключать через вилки/розетки. Т.е. у вас есть блок бесперебойного питания с розетками, к которому можно подключиться в случае отключения «света»

б) Резервирование части или всех потребителей при однофазном подключении дома: в этом случае, вы определяете автоматы, и монтажник их выводит на питание через инвертор.

в) Часть потребителей при трехфазном подключении дома: если схема электрики позволяет, все автоматы в щитке выбранных потребителей подключаются на одну или две фазы.

г) Резервирование всего дома, подключенного по трехфазной схеме или при невозможности выделить потребителей на одну фазу. Тут есть два пути:

  • использование АКФ – автоматический коммутатор фаз, который соединит все фазы в случае отключения электричества и запитает их от инвертора
  • поставить три инвертора по одному на каждую фазу, но с одним батарейным банком

Специалисты компании «Ток» имеют большой опыт реализации всех возможных сценариев монтажа с минимальной стоимостью для заказчика. Стоимость монтажа зависит от сложности и степени подготовленности объекта. Примеры некоторых наших работ вы можете посмотреть в блоге.

Дополнительные возможности и опции


Работа с генератором

В случае, если вы сталкиваетесь с отключениями электричества на длительное время (от 16 часов и более) или вы проектируете автономное электропитание, можно рассмотреть систему бесперебойного электроснабжения в совокупности с генератором и тут возможны два варианта:

  • Автоматический запуск генератора в случае, если заряд на аккумуляторах близок к минимальному: МАП Dominator даст сигнал на запуск электростанции и заглушит её, когда заряд АКБ закончится.
  • Ручной запуск генератора. При минимальном заряде АКБ, при соответствующих настройках, МАП начинает издавать звуковые сигналы. Вы запускаете электростанцию и переключаете реверсный рубильник – питание пошло на инвертор, который продолжает питать нагрузку и параллельно зарядит АКБ.

В паре с МАП через сетевой фильтр мы рекомендуем использовать генераторы инверторного или щеточного типа, т.к. они дают достаточно качественный синусоидальный сигнал на выходе и не повредят импульсными выбросами бытовую и мультимедийную технику.

Подкачка мощности

Часто управляющие компании коттеджных поселков ограничивают максимальную мощность, выделенную на участок, а подключение дополнительной неоправданно дорого. Но есть выход – использование инвертора МАП серии Hibrid, который способен подкачивать недостающую мощность с аккумуляторов в пики потребления, которые, как правило, не очень продолжительные.

Стабилизаторы напряжения и УЗМ-51М

В инверторах МАП «Энергия» отсутствует встроенный стабилизатор напряжения, как и у всех профессиональных инверторов на рынке. В связи с этим, мы рекомендуем устанавливать дополнительную защиту для ваших потребителей:

  • Если напряжение «скачет», просаживается или ниже/выше нормы следует перед МАПом установить стабилизатор напряжения.
  • Бюджетный, но надежный релейный стабилизатор мощностью 6800Вт

    Гибридный стабилизатор: релейниый+электромеханический (8000Вт)

    Электронный быстродействующий стабилизатор (8000Вт)

    SUNTEK СНЭТ 8500 ВА

    Мощность: 6,8кВт Диапазон: 120-285В
    Точность: 5-8% Родина: Китай

    10 820р.

    Cтабилизатор напряжения Энергия HYBRID РСН 10000

    Тип: гибридный; 10кВА
    Предельный диапазон: 105-265В
    Точность: 10%
    Производство: Китай

    15 100р.

    • Cтабилизатор напряжения Энергия HYBRID РСН 10000
    Lider PS10000W-50

    Тип: тиристорный; 10кВА
    Предельный диапазон: 110-320В
    Точность: 4,5%
    Производство: Россия

    45 760р.

  • Если напряжение стабильно, мы рекомендуем использовать реле контроля напряжение со встроенным вариатором (защита от импульсов) — УЗМ 51М.
  • При воздушном вводе в дом дополнительно УЗИП (защита от «молний»).

Солнечные панели

КПД солнечных батарей растет, как и стоимость кВт/ч от энергетических компаний и, в связи с этим, использование солнечной энергетики становится всё более актуальным. МАП сери Hibrid и Dominator имеют возможность работы с солнечными панелями посредством MPPT-контроллеров.

Lider PS10000W-50 Паспорт-инструкция к МАП «Энергия»

консультация по телефону

ИБП для дома – нюансы выбора источника бесперебойного питания для частного дома

Содержание

Назначение ИБП для дома

В наше время сложно представить себе жилой частный дом без «традиционного» набора как простых, так и высокотехнологичных электроприборов: систем освещения, отопление, вентиляции, водоснабжения и охраны, различной кухонной бытовой техники, телевизоров, ПК, ноутбука, пылесоса, стиральной машины, кондиционера. Все современные инженерные системы, оснащенные электронными компонентами, а также сложная бытовая техника наших домов с каждым годом становятся все более совершенными.

Однако, существенно облегчая жизнь и экономя наше время, подавляющее большинство бытовой техники требует при этом соблюдения обязательных условий эксплуатации, одним из которых, безусловно, является качественное и бесперебойное электроснабжение. Несоответствие параметров электропитания или внезапные отключения электричества, в лучшем случае, приведут к некорректной работе или к сокращению срока службы оборудования, в худшем, – к преждевременному выходу его из строя. Предотвратить все эти последствия позволит установка источника бесперебойного питания для дома.

ИБП просто необходим в тех случаях, когда в доме или квартире случаются периодические отключения электроэнергии в питающей основной сети. Чаще всего, причинами этого могут быть воздействия атмосферных явлений на ЛЭП (дождь, ураганный ветер, наледь на проводах, вызывающие их обрыв) или ненадлежащее состояние электросетей и вспомогательного оборудования, приводящее к аварийным отключениям.

Подбирая ИБП для дома, вы должны знать, что прибор решает сразу две задачи.

Функционал ИБП Комментарий
Обеспечение бесперебойного электроснабжения ИБП, работая в автономном режиме, обеспечивает бесперебойное питание нагрузки электроэнергией, зарезервированной в аккумуляторных батареях.
Стабилизация напряжения При наличии встроенного стабилизатора напряжения, ИБП может осуществлять коррекцию параметров напряжения до номинальных значений.

Виды ИБП

Конечно, универсального ИБП для дома быть не может. Подходящий тип устройства во многом определяется видом нагрузки, для которой требуется бесперебойное питание, характером возможных неполадок и перебоев в питающей сети.

Для домашнего использования в некоторых случаях подходящими будут самые дешевые на рынке ИБП резервного и линейно-интерактивного типов. Однако, существует еще один более дорогостоящий, но и более универсальный и совершенный тип бесперебойников, работающий по принципу двойного преобразования. Он способен обеспечить максимально качественную и надежную защиту любой домашней техники. Далее мы рассмотрим каждый из указанных типов более подробно.

ИБП резервного типа (off-line)

Такие устройства вполне подойдут для работы с нетребовательной к питанию нагрузкой. Они отличаются отсутствием блока стабилизации напряжения и, как правило, рассчитаны на работу с нагрузкой небольшой потребляемой мощности.

При возникновении перебоев в основной сети или недопустимых отклонениях напряжения от нормы ИБП резервного типа просто переключается в автономный режим, коммутируя нагрузку на питание от аккумуляторов. При возобновлении электроснабжения питание потребителей перенаправляется на основную сеть.

Большим преимуществом применения бесперебойников этого типа является простота устройства, достаточная надежность работы и невысокая стоимость.

ИБП офлайн картинка

Очевидные недостатки ИБП резервного типа – это время переключения при переходе на работу в автономный режиме и обратно (в среднем 4-10 мс) и отсутствие функции стабилизации. В совокупности с искаженной синусоидой выходного напряжения, характерной большинству ИБП этого типа, можно сказать что их использование будет приемлемым лишь для нетребовательной к форме сигнала и провалам питающего напряжения нагрузки.

Линейно-интерактивные ИБП (line-interactive)

Для более требовательной к качеству напряжения и бесперебойности питания бытовой техники можно порекомендовать использование ИБП линейно-интерактивной топологии (line-interactive). Главное их отличие от резервного типа состоит в наличии функции контроля и стабилизации напряжения.

Коррекция напряжения, выполняемая автотрансформатором, обеспечивает нормальную работу бытовой техники при пониженном или повышенном напряжении сети без перехода на работу от аккумуляторов.

ИБП этого типа, отличаясь возможностью подачи напряжения с более чистой синусоидой, хорошо подходят для работы с чувствительными к питанию электроприборами (например, ПК, принтерами, ТВ и видеоаппаратурой) и техникой с электродвигателями (например, циркуляционными насосами систем отопления и водоснабжения).

К недостаткам ИБП можно отнести не моментальный переход на работу от АКБ, ступенчатость регулировки выходного напряжения и достаточно высокую на сегодняшний день стоимость устройств.

ИБП line-interactive картинка

Онлайн ИБП (on-line)

Особенностью их работы можно назвать постоянный процесс двойного преобразования переменного напряжения. При отсутствии напряжения в сети нагрузка получает питание от аккумуляторов, напряжение которых инвертируется в переменное.

Главным преимуществом таких ИБП, безусловно, является отсутствие времени перехода в автономный режим, обеспечиваемое используемой технологией онлайн.

Данные источники бесперебойного питания для частного дома имеют более высокую стоимость по сравнению с другими типами ИБП в силу своей технологичности. Однако, вполне обоснованным их бытовое применение будет для защиты особо важных и наиболее требовательных к качеству электропитания электроприборов в сетях с крайне низким качеством электроэнергии и частыми перебоями в электроснабжении.

Форма сигнала онлайн ИБП на выходе – это идеальная синусоида, которая гарантированно подойдет для работы с любыми электродвигателями. Наличие сквозной нейтрали делает эти бесперебойники незаменимыми для работы с фазозависимыми электронными блоками управления отопительных котлов.

Онлайн ИБП картинка

Солнечная электростанция на дом 200 м2 своими руками / Хабр

Частенько в сети проскакивают сообщения о борьбе за экологию, развитие альтернативных источников энергии. Иногда даже проводят репортажи о том, как в заброшенной деревне сделали солнечную электростанцию, чтобы местные жители могли пользоваться благами цивилизации не 2-3 часа в сутки, пока работает генератор, а постоянно. Но это всё как-то далеко от нашей жизни, поэтому я решил на своем примере показать и рассказать, как устроена и как работает солнечная электростанция для частного дома. Расскажу обо всех этапах: от идеи до включения всех приборов, а также поделюсь опытом эксплуатации. Статья получится немаленькая, поэтому кто не любит много букв могут посмотреть ролик. Там я постарался рассказать то же самое, но будет видно, как я все это сам собираю.



Исходные данные: частный дом площадью около 200 м2 подключен к электросетям. Трехфазный ввод, суммарной мощностью 15 кВт. В доме стандартный набор электроприборов: холодильник, телевизоры, компьютеры, стиральные и посудомоечные машинки и так далее. Стабильностью электросеть не отличается: зафиксированный мною рекорд — отключение 6 дней подряд на период от 2 до 8 часов.

Что хочется получить: забыть о перебоях электроэнергии и пользоваться электричеством, невзирая ни на что.

Какие могут быть бонусы: Максимально использовать энергию солнца, чтобы дом приоритетно питался солнечной энергией, а недостаток добирал из сети. Как бонус, после принятия закона о продаже частными лицами электроэнергии в сеть, начать компенсировать часть своих затрат, продавая излишки выработки в общую электросеть.

С чего начать?


Всегда есть минимум два пути для решения любой задачи: учиться самому или поручить решение задачи кому-то другому. Первый вариант предполагает изучение теоретических материалов, чтение форумов, общение с владельцами солнечных электростанций, борьбу с внутренне жабой и, наконец, покупку оборудования, а после — установку. Второй вариант: позвонить в специализированную фирму, где зададут много вопросов, подберут и продадут нужное оборудование, а могут и установить за отдельные деньги. Я решил совместить эти два способа. Отчасти потому что мне это интересно, а отчасти для того, чтобы не напороться на продавцов, которым надо просто заработать, продав не совсем то, что мне нужно. Теперь пришло время теории, чтобы понять, как я делал выбор.

На фото пример «освоения» денег на строительство солнечной электростанции. Обратите внимание, солнечные панели установлены ЗА деревом – таким образом, свет на них не попадает, и они просто не работают.

Типы солнечных электростанций


Сразу отмечу, что говорить я буду не о промышленных решениях и не о сверхмощных системах, а об обычной потребительской солнечной электростанции для небольшого дома. Я не олигарх, чтобы разбрасываться деньгами, но я придерживаюсь принципа достаточной разумности. То есть я не хочу греть бассейн «солнечным» электричеством или заряжать электромобиль, которого у меня нет, но я хочу, чтобы в моем доме все приборы постоянно работали, без оглядки на электросети.

Теперь расскажу про типы солнечных электростанций для частного дома. По большому счету, их всего три, но бывают вариации. Расположу, по росту стоимости каждой системы.

Сетевая Солнечная Электростанция — этот тип электростанции сочетает в себе невысокую стоимость и максимальную простоту эксплуатации. Состоит всего из двух элементов: солнечных панелей и сетевого инвертора. Электричество от солнечных панелей напрямую преобразуется в 220В/380В в доме и потребляется домашними энергосистемами. Но есть существенный недостаток: для работы ССЭ необходима опорная сеть. В случае отключения внешней электросети, солнечные батареи превратятся в «тыкву» и перестанут выдавать электричество, так как для функционирования сетевого инвертора нужна опорная сеть, то есть само наличие электричества. Кроме того, со сложившейся инфраструктурой электросети, работа сетевого инвертора не очень выгодна. Пример: у вас солнечная электростанция на 3 кВт, а дом потребляет 1 кВт. Излишки будут «перетекать» в сеть, а обычные счетчики считают энергию «по модулю», то есть отданную в сеть энергию счетчик посчитает, как потребленную, и за нее еще придется заплатить. Тут логично подходит вопрос: куда девать лишнюю энергию и как этого избежать? Переходим ко второму типу солнечных электростанций.

Гибридная Солнечная Электростанция – этот тип электростанции сочетает в себе достоинства сетевой и автономной электростанции. Состоит из 4 элементов: солнечные панели, солнечный контроллер, аккумуляторы и гибридный инвертор. Основа всего – это гибридный инвертор, который способен в потребляемую от внешней сети энергии подмешивать энергию, выработанную солнечными панелями. Более того, хорошие инверторы имеют возможность настройки приоритезации потребляемой энергии. В идеале, дом должен потреблять сначала энергию от солнечных панелей и только при ее недостатке, добирать из внешней сети. В случае исчезновения внешней сети инвертор переходит в автономную работу и пользуется энергией от солнечных панелей и энергией, запасенной в аккумуляторах. Таким образом, даже если электроэнергию отключат на продолжительное время и будет пасмурный день (или электричество отключат ночью), в доме всё будет функционировать. Но что делать, если электричества нет вообще, а жить как-то надо? Тут я перехожу к третьему типу электростанции.

Автономная Солнечная Электростанция – этот тип электростанции позволяет жить полностью независимо от внешних электросетей. Она может включать в себя больше 4 стандартных элементов: солнечные панели, солнечный контроллер, АКБ, инвертор.

Дополнительно к этому, а иногда вместо солнечных панелей, может быть установлена ГидроЭлектроСтанция малой мощности, ветряная электростанция, генератор (дизельный, газовый или бензиновый). Как правило, на таких объектах присутствует генератор, поскольку может не быть солнца и ветра, а запас энергии в аккумуляторах не бесконечен – в этом случае генератор запускается и обеспечивает энергией весь объект, попутно заряжая АКБ. Такая электростанция легко трансформируется в гибридную, при подключении внешней электросети, если инвертор обладает этими функциями. Основное отличие автономного инвертора от гибридного – это то, что он не умеет подмешивать энергию от солнечных панелей к энергии из внешней сети. При этом гибридный инвертор, наоборот, умеет работать в качестве автономного, если внешняя сеть будет отключена. Как правило, гибридные инверторы соразмерны по цене с полностью автономными, а если и отличаются, то несущественно.

Что такое солнечный контроллер?


Во всех типах солнечных электростанций присутствует солнечный контроллер. Даже в сетевой солнечной электростанции он есть, просто входит в состав сетевого инвертора. Да и многие гибридные инверторы выпускаются с солнечными контроллерами на борту. Что же это такое и для чего он нужен? Буду говорить о гибридной и автономной солнечной электростанции, поскольку это как раз мой случай, а с устройством сетевого инвертора могу ознакомить детальнее в комментариях, если будут запросы в комментариях.

Солнечный контроллер – это устройство, которое полученную от солнечных панелей энергию преобразует в перевариваемую инвертором энергию. Например, солнечные панели изготавливаются с напряжением кратно 12В. И АКБ изготавливаются кратно 12В, так уж повелось. Простые системы на 1-2 кВт мощности работают от 12В. Производительные системы на 2-3 кВт уже функционируют от 24В, а мощные системы на 4-5 кВт и более работают на 48В. Сейчас я буду рассматривать только «домашние» системы, потому что знаю, что есть инверторы, работающие на напряжениях в несколько сотен вольт, но для дома это уже опасно.

Итак, допустим у нас есть система на 48В и солнечные панели на 36В (панель собрана кратно 3х12В). Как получить искомые 48В для работы инвертора? Конечно, к инвертору подключаются АКБ на 48В, а к этим аккумуляторам подключается солнечный контроллер с одной стороны и солнечные панели с другой. Солнечные панели собираются на заведомо большее напряжение, чтобы суметь зарядить АКБ. Солнечный контроллер, получая заведомо большее напряжение с солнечных панелей, трансформирует это напряжение до нужной величины и передает в АКБ. Это упрощенно. Есть контроллеры, которые могут со 150-200 В от солнечных панелей понижать до 12 В аккумуляторов, но тут протекают очень большие токи и контроллер работает с худшим КПД. Идеальный случай, когда напряжение с солнечных панелей вдвое больше напряжения на АКБ.

Солнечных контроллеров существует два типа: PWM (ШИМ – Широтно-Импульсная Модуляция) и MPPT (Maximum Power Point Tracking – отслеживание точки максимальной мощности). Принципиальная разница между ними в том, что ШИМ-контроллер может работать только со сборками панелей, не превышающими напряжения АКБ. MPPT – контроллер может работать с заметным превышением напряжения относительно АКБ. Кроме того, MPPT-контроллеры обладают заметно бОльшим КПД, но и стоят дороже.

Как выбрать солнечные панели?


На первый взгляд, все солнечные панели одинаковы: ячейки солнечных элементов соединены между собой шинками, а на задней стороне есть два провода: плюс и минус. Но есть в этом деле масса нюансов. Солнечные панели бывают из разных элементов: аморфных, поликристаллических, монокристаллических. Я не буду агитировать за тот или иной тип элементов. Скажу просто, что сам предпочитаю монокристаллические солнечные панели. Но и это не всё. Каждая солнечная батарея – это четырехслойный пирог: стекло, прозрачная EVA-пленка, солнечный элемент, герметизирующая пленка. И вот тут каждый этап крайне важен. Стекло подходит не любое, а со специальной фактурой, которое снижает отражение света и преломляет падающий под углом свет таким образом, чтобы элементы были максимально освещены, ведь от количества света зависит количество выработанной энергии. От прозрачности EVA-пленки зависит, сколько энергии попадет на элемент и сколько энергии выработает панель. Если пленка окажется бракованной и со временем помутнеет, то и выработка заметно упадет.

Далее идут сами элементы, и они распределяются по типам, в зависимости от качества: Grade A, B, C, D и далее. Конечно, лучше иметь элементы качества А и хорошую пайку, ведь при плохом контакте, элемент будет греться и быстрее выйдет из строя. Ну и финишная пленка должна также быть качественной и обеспечивать хорошую герметизацию. В случае разгерметизации панелей, очень быстро на элементы попадет влага, начнется коррозия и панель также выйдет из строя.

Как правильно выбрать солнечную панель? Основной производитель для нашей страны – это Китай, хотя на рынке присутствуют и Российские производители. Есть масса OEM-заводов, которые наклеят любой заказанный шильдик и отправят панели заказчику. А есть заводы, которые обеспечивают полный цикл производства и способны проконтролировать качество продукции на всех этапах производства. Как узнать о таких заводах и брендах? Есть пара авторитетных лабораторий, которые проводят независимые испытания солнечных панелей и открыто публикуют результаты этих испытаний. Перед покупкой вы можете вбить название и модель солнечной панели и узнать, насколько солнечная панель соответствует заявленным характеристикам. Первая лаборатория – это Калифорнийская Энергетическая Комиссия, а вторая лаборатория Европейская – TUV. Если производителя панелей в этих списках нет, то стоит задуматься о качестве. Это не значит, что панель плохая. Просто бренд может быть OEM, а завод-производитель выпускает и другие панели. В любом случае, присутствие в списках этих лабораторий уже свидетельствует о том, что вы покупаете солнечные батареи не у производителя-однодневки.

Мой выбор солнечной электростанции


Перед покупкой стоит очертить круг задач, которые ставятся перед солнечной электростанцией, чтобы не заплатить за ненужное и не переплатить за неиспользуемое. Тут я перейду к практике, как и что делал я сам. Для начала, цель и исходные: в деревне периодически отключают электроэнергию на период от получаса до 8 часов. Возможны отключения как раз в месяц, так и подряд несколько дней. Задача: обеспечить дом электроснабжением в круглосуточном режиме с некоторым ограничением потребления на период отключения внешней сети. При этом, основные системы безопасности и жизнеобеспечения должны функционировать, то есть: должны работать насосная станция, система видеонаблюдения и сигнализации, роутер, сервер и вся сетевая инфраструктура, освещение и компьютеры, холодильник. Вторично: телевизоры, развлекательные системы, электроинструмент (газонокосилка, триммер, насос для полива огорода). Можно отключить: бойлер, электрочайник, утюг и прочие греющие и много потребляющие устройства, работа которых сиюминутно не важна. Чайник можно вскипятить на газовой плите, а погладить позже.

Как правило, солнечную электростанцию можно купить в одном месте. Продавцы солнечных панелей также продают всё сопутствующее оборудование, поэтому я начал поиск отталкиваясь от солнечных батарей. Один из солидных брендов – TopRay Solar. О них есть хорошие отзывы и реальный опыт эксплуатации в России, в частности, в Краснодарском крае, где знают толк в солнце. В РФ есть официальный дистрибьютор и дилеры по регионам, на вышеозначенных сайтах с лабораториями для проверки солнечных панелей этот бренд присутствует и далеко не на последних местах, то есть можно брать. Кроме того, фирма-продавец солнечных панелей TopRay, также занимается собственным производством контроллеров и электроники для дорожной инфраструктуры: системы управления трафиком, светодиодные светофоры, мигающие знаки, солнечные контроллеры и прочее. Ради любопытства даже напросился на их производство – вполне технологично и даже есть девушки, которые знают, с какой стороны подходить к паяльнику. Бывает же!

Со своим списком хотелок я обратился к ним и попросил собрать мне пару комплектаций: подороже и подешевле для моего дома. Мне задали ряд уточняющих вопросов насчет резервируемой мощности, наличия потребителей, максимальной и постоянной потребляемой мощности. Последнее вообще оказалось для меня неожиданным: дом в режиме энергосбережения, когда работают только системы видеонаблюдения, охраны, связь с инетом и сетевая инфраструктура, потребляет 300-350 Вт. То есть даже если дома никто не пользуется электричеством, на внутренние нужды уходит до 215 кВт*ч в месяц. Вот тут и задумаешься над проведением энергетического аудита. И начнешь выключать из розеток зарядки, телевизоры и приставки, которые в режиме ожидания потребляют по чуть-чуть, а набегает прилично.
Не буду томить, остановился я на более дешевой системе, так как зачастую до половины суммы за электростанцию может занимать стоимость аккумуляторов. Список оборудования получился следующим:

  1. Солнечная батарея TopRay Solar 280 Вт Моно – 9 шт
  2. Однофазный Гибридный инвертор на 5 кВт InfiniSolar V-5K-48 – 1 шт
  3. Аккумулятор AGM Парус HML-12-100 – 4 шт

Дополнительно, мне было предложено приобрести профессиональную систему крепления солнечных панелей на крышу, но я, посмотрев фотографии, решил обойтись самодельными креплениями и тоже сэкономить. Но я решил собирать систему сам и не жалел сил и времени, а монтажники работают с этими системами постоянно и гарантируют быстрый и качественный результат. Так что решайте сами: с заводскими креплениями работать гораздо приятнее и проще, а моё решение просто дешевле.

Что даёт солнечная электростанция?


Этот комплект может выдать до 5 кВт мощности в автономном режиме – именно такой мощности я выбрал однофазный инвертор. Если докупить такой же инвертор и модуль сопряжения к нему, то можно нарастить мощность до 5кВт+5кВт=10 кВт на фазу. Или можно сделать трехфазную систему, но я пока довольствуюсь и этим. Инвертор высокочастотный, а потому достаточно легкий (порядка 15 кг) и занимает немного места – легко монтируется на стену. В него уже встроено 2 MPPT-контроллера мощностью 2,5 кВт каждый, то есть я могу добавить еще столько же панелей без покупки дополнительного оборудования.

Солнечных панелей у меня на 2520 Вт по шильдику, но из-за неоптимального угла установки они выдают меньше – максимум я видел 2400 Вт. Оптимальный угол – это перпендикулярно солнцу, что в наших широтах составляет примерно 45 градусов к горизонту. У меня панели установлены под 30 градусов.

Сборка АКБ составляет 100А*ч 48В, то есть запасено 4,8 кВт*ч, но забирать энергию полностью крайне нежелательно, поскольку тогда их ресурс заметно сокращается. Желательно разряжать такие АКБ не более, чем на 50%. Это литий-железофосфатные или литий-титанатные можно заряжать и разряжать глубоко и большими токами, а свинцово-кислотные, будь то жидкостные, гелевые или AGM лучше не насиловать. Итак, у меня есть половина емкости, а это 2,4 кВт*ч, то есть порядка 8 часов в полностью автономном режиме без солнца. Этого хватит на ночь работы всех систем и еще останется половина емкости АКБ на аварийный режим. Утром уже встанет солнце и начнет заряжать АКБ, параллельно обеспечивая дом энергией. То есть дом может функционировать и автономно в таком режиме, если снизить энергопотребление и погода будет хорошей. Для полной автономии можно было бы добавить еще аккумуляторов и генератор. Ведь зимой солнца совсем мало и без генератора будет не обойтись.

Начинаю собирать


Перед покупкой и сборкой необходимо просчитать всю систему, чтобы не ошибиться с расположением всех систем и прокладкой кабелей. От солнечных панелей до инвертора у меня порядка 25-30 метров и я заранее проложил два гибких провода сечением 6 кв.мм, так как по ним будет передаваться напряжение до 100В и ток 25-30А. Такой запас по сечению был выбран, чтобы минимизировать потери на проводе и максимально доставить энергию до приборов. Сами солнечные панели я монтировал на самодельные направляющие из алюминиевых уголков и притягивал их самодельными же креплениями. Чтобы панель не сползала вниз, на алюминиевом уголке напротив каждой панели смотрит вверх пара 30мм болтов, и они являются своеобразным «крючком» для панелей. После монтажа их не видно, но они продолжают нести нагрузку.

Солнечные панели были собраны в три блока по 3 панели в каждом. В блоках панели подключаются последовательно — так напряжение удалось поднять до 115В без нагрузки и снизить ток, а значит можно выбрать провода меньшего сечения. Блоки между собой подключены параллельно специальными коннекторами, обеспечивающими хороший контакт и герметичность соединения – называются MC4. Их же я использовал для подключения проводов к солнечному контроллеру, так как они обеспечивают надежный контакт и быстрое замыкание\размыкание цепи для обслуживания.

Далее переходим к монтажу в доме. АКБ предварительно заряжены «умной» автомобильной зарядкой, чтобы выровнять напряжение и подключены последовательно для обеспечения напряжения 48В. Далее, они подключены к инвертору кабелем с сечением 25 мм кв. Кстати, во время первого подключения АКБ к инвертору будет заметная искра на контактах. Если вы не спутали полярность, то всё нормально – в инверторе установлены довольно емкие конденсаторы и они начинают заряжаться в момент подключения к аккумуляторам. Максимальная мощность инвертора – 5000 Вт, а значит ток, который может проходить по проводу от АКБ будет составлять 100-110А. Выбранного кабеля хватает для безопасной эксплуатации. После подключения АКБ, можно подключать внешнюю сеть и нагрузку дома. К клеммным колодкам цепляются провода: фаза, ноль, заземление. Тут всё просто и наглядно, но если для вас починить розетку небезопасно, то подключение этой системы лучше доверить опытным электромонтажникам. Ну и последним элементом подключаю солнечные панели: тут тоже надо быть внимательным и не перепутать полярность. При мощности в 2,5 кВт и неправильном подключении, солнечный контроллер сгорит моментально. Да что там говорить: при такой мощности, от солнечных панелей можно заниматься сваркой напрямую, без сварочного инвертора. Здоровья это солнечным панелям не добавит, но мощь солнца действительно велика. Так как я дополнительно использую разъемы MC4, перепутать полярность просто невозможно при первоначальном правильном монтаже.

Всё подключено, один щелчок выключателя и инвертор переходит в режим настройки: тут надо выставить тип АКБ, режим работы, зарядные токи и прочее. Для этого есть вполне понятная инструкция и если вы можете справиться с настройкой роутера, то настройка инвертора тоже не будет очень сложной. Надо только знать параметры АКБ и правильно их настроить, чтобы они прослужили как можно дольше. После этого, хм… После этого наступает самое интересное.

Эксплуатация гибридной солнечной электростанции


После запуска солнечной электростанции, я и моя семья пересмотрели многие привычки. Например, если раньше стирка или посудомоечная машина запускались после 23 часов, когда работал ночной тариф в электросетях, то теперь эти энергозатратные работы перенесены на день, потому что стиралка потребляет 500-2100 Вт во время работы, посудомоечная машина потребляет 400-2100 Вт. Почему такой разброс? Потому что насосы и моторы потребляют немного, а вот нагреватели воды крайне прожорливы. Гладить оказалось тоже «выгоднее» и приятнее днем: в комнате гораздо светлее, а энергия солнца полностью покрывает потребление утюга. На скриншоте продемонстрирован график выработки энергии солнечной электростанцией. Хорошо виден утренний пик, когда работала стиральная машинка и потребляла много энергии – эта энергия была выработана солнечными панелями.

Первые дни я по несколько раз подходил к инвертору, взглянуть на экран выработки и потребления. После поставил утилиту на домашний сервер, который в реальном времени отображает режим работы инвертора и все параметры электросети. К примеру, на скриншоте видно, что дом потребляет больше 2 кВт энергии (пункт AC output active power) и вся эта энергия заимствуется от солнечных батарей (пункт PV1 input power). То есть инвертор, работая в гибридном режиме с приоритетом питания от солнца, полностью покрывает энергопотребление приборов за счет солнца. Это ли не счастье? Каждый день в таблице появлялся новый столбик выработки энергии и это не могло не радовать. А когда во всей деревне отключили электричество, я узнал об этом только по писку инвертора, который оповещал о работе в автономном режиме. Для всего дома это означало только одно: живем как прежде, пока соседи ходят за водой с ведрами.

Но есть в наличии дома солнечной электростанции и нюансы:

  1. Я начал замечать, что птицы любят солнечные панели и, пролетая над ними, не могут сдержаться от счастья наличия технологичного оборудования в деревне. То есть иногда всё же солнечные панели надо мыть от следов и пыли. Думаю, что при установке под 45 градусов, все следы просто смывались бы дождями. Выработка от нескольких птичьих следов вообще не падает, но если затенена часть панели, то падение выработки становится ощутимым. Это я заметил, когда солнце пошло к закату и тень от крыши начала накрывать панели одну за другой. То есть лучше располагать панели вдали от всех конструкций, способных их затенить. Но даже вечером, при рассеянном свете, панели выдавали несколько сотен ватт.
  2. При большой мощности солнечных панелей и подкачке от 700 Ватт и более, инвертор включает вентиляторы активнее и их становится слышно, если дверь в техническое помещение открыта. Тут либо закрывать дверь, либо крепить инвертор на стену через демпфирующие прокладки. В принципе, ничего неожиданного: любая электроника греется при работе. Просто надо учитывать, что инвертор не стоит вешать там, где он может мешать звуком своей работы.
  3. Фирменное приложение умеет отправлять оповещения по электронной почте или в SMS, если произошло какое-либо событие: включение/отключение внешней сети, разряд АКБ и подобное. Вот только приложение работает по незащищенному 25 порту SMTP, а все современные почтовые сервисы, вроде gmail.com или mail.ru работают по защищенному порту 465. То есть сейчас, фактически, оповещения по почте не приходят, а хотелось бы.

Не сказать, что эти пункты как-то огорчают, ведь всегда надо стремиться к совершенству, но имеющаяся энергонезависимость того стоит.

Заключение


Полагаю, что это не последний мой рассказ о собственной солнечной электростанции. Опыт эксплуатации в различных режимах и в разное время года однозначно будет отличаться, но я точно знаю, что даже если в Новый Год отключат электричество, в моём доме будет светло. По результатам эксплуатации установленной солнечной электростанции могу отметить, что оно того стоило. Несколько отключений внешней сети прошли незаметно. О нескольких я узнал только по звонкам соседей с вопросом «У тебя тоже нет света?». Бегущие цифры выработки электричества безмерно радуют, а возможность убрать от компа UPS зная, что даже при отключении электроэнергии всё продолжит работать – это приятно. Ну а когда у нас наконец-то примут закон о возможности продажи электроэнергии частными лицами в сеть, я первый подам заявку на эту функцию, ведь в инверторе достаточно изменить один пункт и всю выработанную, но не потребленную домом энергию, я буду продавать в сеть и получать за это деньги. В общем, это оказалось довольно просто, эффективно и удобно. Готов ответить на ваши вопросы и выдержать натиск критиков, убеждающих всех, что в наших широтах солнечная электростанция – это игрушка.

Тяжелая энергетика | Журнал Популярная Механика

Штангисты знают, что поднять вес мало — важно его удержать. Сколько бы мы ни произвели чистой — или любой другой — энергии, от нее будет мало толка, если мы не умеем ее хранить. Но что способно накапливать гигаватт- и тераватт-часы, а в нужный момент за секунды отдать их в сеть? Только что-нибудь по‑настоящему серьезное. Водохранилища и поезда, бетонные поплавки и даже лифты-многотонники, разработанные в Новосибирске. О них мы и поговорим, вспомнив по пути школьную физику.

Профессор из Беркли Дэвид Каммен считает электросети самой сложной машиной, которую когда-либо создавало человечество: «Она самая большая, самая дорогая, включает больше всего компонентов и при этом элегантно проста. В ее основе лежит единственный принцип — приток энергии должен постоянно равняться оттоку». Система работает как ресторан быстрого питания: сколько заказано блюд, столько и приготовлено, лишнее приходится выбрасывать. Между тем потребление электроэнергии меняется постоянно и довольно ощутимо.

Взглянув на графики, легко заметить, что нагрузка на сеть следует суточным и недельным циклам и повышена во время зимних холодов. Работа солнечных электростанций с этими периодами согласуется плохо: излучение есть именно тогда, когда его энергия меньше всего нужна, — днем. А ярче всего солнце светит летом. Производство электроэнергии ветряными станциями тоже подчиняется погодным условиям. Реакторы АЭС нельзя подстраивать под нужды потребителей: они выдают постоянное количество энергии, так как должны функционировать в стабильном режиме. Регулировать подачу тока в сеть приходится, меняя объемы сжигаемого топлива на газовых и угольных ТЭС. Энергосеть постоянно балансирует между выработкой электростанций и нуждами потребителей.

Cравнение потребления и генерации электроэнергии различными источниками на примере декабря 2012 года (по данным BM Reports).

Если бы тепловые электростанции не приходилось регулировать и они могли работать всегда в оптимальном режиме, их ресурс был бы выше, а стоимость и потребление топлива — ниже. Но для этого сеть должна иметь запас энергии, который накапливался бы в периоды избыточного производства и отдавался на пиках потребления. Ну а если уж мы хотим вовсе отказаться от углеводородов и использовать только чистое электричество возобновляемых источников, то без средств для накопления энергии и стабилизации ее подачи в сеть никак не обойтись… Есть идеи?

Варианты очевидные

Электросети начали проектировать больше века назад с учетом технологий того времени, и сегодня даже в самых развитых странах они нуждаются в модернизации, в том числе во введении «амортизирующего» компонента, накопителей соответствующей мощности. Пока что такими проектами не могут похвастаться даже США: по данным за 2017 год, все имевшиеся в стране промышленные накопители имели мощность лишь около 24,2 ГВт, тогда как генерирующие мощности составили 1081 ГВт. Текущие возможности России в области накопления — чуть больше 2 ГВт, а всего мира — 175,8 ГВт.

Газ — топливо современности: объясняем, почему это действительно так

Почасовое потребление в Великобритании в течение одного зимнего и одного летнего месяцев 2009 года. Максимум потребления пришелся на шесть часов январского утра (58,9 ГВт), минимум — на теплый субботний вечер в июле (22,3 ГВт), разница более чем вдвое.

Почти весь этот объем приходится на гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС). Самая большая в России Загорская ГАЭС имеет мощность 1,2 ГВт, а самая мощная в мире работает в Вирджинии. Станция Bath County мощностью 3 ГВт и высотой 380 м способна накачивать воду в верхний резервуар и спускать в нижний со скоростью около 50 тыс. т в минуту. Такие накопители превращают электричество в потенциальную энергию воды и вырабатывают его обратно с потерями лишь 30%. Однако их недостатки вполне очевидны: водохранилища требуют сложного рельефа, обширной и часто нужной площади и связаны с неизбежными потерями на испарение.

Сегодня больше 98% мировых мощностей накопителей приходится на ГАЭС, а из оставшегося количества около трети используется в химических аккумуляторах. Прежде всего, это обычные литий-ионные батареи: крошечные размеры ионов лития делают их отличными носителями заряда, позволяя добиться высокой плотности энергии. По оценке Джорджа Крабтри из Аргоннской национальной лаборатории министерства энергетики США, литий-ионным аккумуляторам для широкого применения необходимо стать как минимум впятеро более емкими и на столько же более дешевыми. Но даже в этом случае они останутся токсичными и взрывоопасными.

Некоторых их недостатков лишены альтернативные проекты: сегодня создан целый «зоопарк» электрохимических элементов. Например, аккумуляторы профессора Дональда Садоуэя на основе жидких металлических электродов и расплава соли требуют для работы высоких температур, зато они безопасны и намного дешевле литий-ионных. Однако любые батареи со временем неизбежно деградируют и уже лет через десять потребуют серьезных и регулярных вложений в обновление… Что нам остается, помимо этого?

Школьная физика

Инженеры любят простые и остроумные решения, и многие проекты накопителей основаны на довольно простой физике. Базовые формулы, позволяющие оценить энергию таких систем, проходят еще в средней школе. Скажем, вращательная кинетическая энергия пропорциональна массе и квадрату скорости, что позволяет сохранять электрическую энергию во вращении тяжелого маховика. Такие накопители отличаются великолепной управляемостью и надежностью, они используются на транспорте и даже в космосе. Однако самые мощные из них способны обеспечить разве что небольшую электростанцию, стабилизируя выдачу тока, и эффективны лишь на небольших промежутках времени — не больше четверти часа.

Из той же школьной физики мы помним, что энергия идеального газа пропорциональна его давлению, что дает возможность накопить ее в виде сжатого воздуха. Емкостью для него могут служить герметичные цистерны, как у 9-мегаваттного накопителя Next Gen CAES на одной из электростанций в Нью-Йорке, штольни заброшенных шахт или естественные пещеры-каверны. На том же принципе разницы давлений работает предложенный немецкими инженерами концепт ORES. Полые бетонные емкости погружаются на дно и подключаются к офшорной электростанции: избыток энергии они накапливают, закачивая внутрь воду, а при необходимости она под давлением сжатого внутри воздуха выбрасывается наружу, запуская генератор.

Баланс на масштабах от секунд до недель Накопители энергии, работающие на разных принципах, имеют свои преимущества и недостатки, и могут подходить для различных задач. Одни оптимальны в поддержке электростанций, другие — на этапе передачи и распределения энергии, третьи — для крупных потребителей, четвертые — для конечных пользователей, в их домах и мобильных гаджетах.

Пригодится нам и энергия тепловая: например, концерн Siemens уже сооружает для одной из ветряных электростанций под Гамбургом накопитель, запасающий энергию в тепле 100 тонн камня. Избыток выработки будет направляться на их нагрев, чтобы затем груз, остывая, превращал воду в пар, вращающий турбину генератора. Впрочем, чаще энергию градиента температуры используют для накопителей энергии на солнечных электростанциях. Зеркала концентраторов фокусируют свет, раскаляя теплоноситель (обычно расплавленный солевой раствор), который продолжает отдавать тепло и днем, и ночью, когда солнце уже не светит, — в полном согласии с изученными в школе началами термодинамики.

Еще ближе нам элементарная формула потенциальной энергии тела в поле тяжести Земли: E = mgh (где m — масса груза, h — высота его подъема, g — ускорение свободного падения). Именно в таком виде запасают ее мощные и надежные ГАЭС или проект немецкой компании Heindl Energy, поднимающий водным столбом внутри цилиндра цельный гранитный поршень диаметром до 250 м. Потенциальную энергию накапливают и тяжелые железнодорожные составы проекта ARES, которые буксируют бетонные грузы вверх и вырабатывают ток, когда спускаются с ними. Но для всего этого нужно иметь наготове холм высотой в несколько сотен метров и — как в случае с ГАЭС — большую площадь под строительство… Есть ли другие возможности?

Гравитационный накопитель Проект профессора Эдварда Хейндля обещает мощность до 8 ГВт — этого достаточно для того, чтобы обеспечивать энергией 2 млн потребителей в течение суток.

Вариант почти невероятный

Накопитель в новосибирском Академгородке много места не занимает. За самым обыкновенным забором стоит новенькое здание размером с пятиэтажку — шоу-рум, в котором размещен действующий прототип твердотельной аккумулирующей электростанции (ТАЭС) высотой 20 м и мощностью 10 кВт. Внутри здания вдоль стен расположены две узкие ячейки ТАЭС шириной около 2 м и длиной около 12.

Принцип работы их основан на накоплении потенциальной энергии: двигатель потребляет электроэнергию из сети и с помощью каната поднимает наполненные грунтом полимерные мешки. Они крепятся наверху и в любой момент готовы начать спуск, вращая вал генератора. По словам основателя проекта «Энергозапас» Андрея Брызгалова, инженеры изучили почти сотню идей для промышленных накопителей энергии, но не нашли подходящего варианта и создали собственный.

Твердотельный накопитель Полномасштабная ТАЭС будет достигать 300 м в высоту и сможет накапливать до 10 ГВт·ч. При грузообороте до 14 млн т в сутки она будет производить на грунт давление до 4 кг/см2 — меньше, чем обычная пятиэтажка. Расчетный срок службы: 50 лет.

В самом деле, Россия — страна богатая, но не рельефом. «Это практически ровный стол, — рассказывает Андрей Брызгалов, — возводить ГАЭС можно лишь в отдельных районах, остальное — равнинная плоскость». В отличие от водохранилища, ТАЭС можно установить где угодно: для строительства не требуется водохранилищ и естественного перепада высот. Мешки заполняются местным грунтом, который добывают при строительстве фундамента, а строить можно в чистом поле, которого в России достаточно.

Оптимальная мощность ТАЭС при высоте 300 м будет порядка 1 ГВт, а емкость определяется площадью накопителя и при застройке 1 км² составит 10 ГВт·ч, то есть станция займет примерно в пять раз меньше места, чем аналогичная ГАЭС. Тысячи специальных многошахтных лифтов, снабженных системой рекуперации, будут перемещать за сутки около 15 млн т груза. «Ежедневный грузооборот одной такой ТАЭС будет всемеро больше, чем у крупнейшего мирового порта, Шанхайского, — объясняет Андрей Брызгалов. — Вы представляете себе уровень задачи?» Неудивительно, что дальше начинается физика уже отнюдь не школьного уровня.

«Мы не можем позволить себе строить сразу 300-метровую башню, — говорит Андрей Брызгалов, — это по меньшей мере легкомысленно. Поэтому мы делаем конструкцию минимальных размеров, при которых она обладает свойствами полноразмерной ТАЭС». Как только проект получит господдержку в рамках Национальной технологической инициативы, в «Энергозапасе» приступят к работе. Возведение 80-метровой башни мощностью более 3 МВт позволит испытать строительные решения, которые на данный момент прошли только модельные испытания на многоядерных компьютерных кластерах.

Сложная наука

В самом деле, какой бы простой ни была высотная конструкция, ей предстоит столкнуться с опасностью землетрясений и нагрузкой ветра. Но вместо обычных решений с применением все более мощных и тяжелых несущих элементов из стали и бетона ТАЭС использует массу инженерных находок. Для борьбы с ветром ее окружат защитной «юбкой», которая раскинется на ширину примерно в четверть радиуса самой станции. Она будет превращать горизонтальное давление ветра в вертикальную нагрузку, на которую рассчитана конструкция. «Это позволяет значительно сократить расходы на металл, который применяют для компенсации изгибных нагрузок, снизить себестоимость ТАЭС и тем самым поднять ее конкурентоспособность», — объясняют разработчики.

Сейсмические колебания демпфирует сама конструкция — матрица вертикальных колонн, к каждой четверке которых подвешено до девяти 40-тонных грузов. «В любой конкретный момент перемещается лишь небольшое количество груза, остальное действует как отвес, подавляя раскачивание. Несмотря на огромную массу, даже благодаря ей мы получили самое сейсмостойкое здание в мире, — уверяет Андрей Брызгалов, — причем практически без дополнительных расходов». Легкая, простая, лишенная перекрытий, такая башня будет в несколько раз дешевле обычного здания тех же размеров.

Накопители

Тип Мощность Время отклика Продолжительность накопления и отдачи Эффективность накопления-отдачи
Гравитационные / ГАЭС, ТАЭС / МВт, ГВт Секунды, минуты От часов до недель 70−85%
Термические / солевые / МВт Минуты Часы 80−90%
Электрохимические / МВт Li-Ion и другие / Вт, МВт Миллисекунды Минуты, часы, дни До 98%
Механические / маховики / Вт, кВт

Миллисекунды

Секунды, минуты До 98%
Химические / водород, метан, этанол и т. п. / ГВт От секунд до минут Часы До 45%

Накопители

Тип Типичные сроки службы Оптимальные участки использования Плюсы Минусы
Гравитационные / ГАЭС, ТАЭС / Десятилетия Генерация, распределение Дешевизна, техн. зрелость Требовательность к строит. участку, малая плотность
Термические / солевые / Десятилетия Генерация Простота, техн. зрелость, экономичность Подходят лишь для солнечных электростанций с концентраторами
Электрохимические / МВт Li-Ion и другие / Годы Генерация, распределение, потребление Высокая плотность накопления, глубоко развитая технология Подходят лишь для солнечных электростанций с концентраторами
Механические / маховики / Годы Потребление Высокая точность, отзывчивость, надежность Не подходят для накопления в больших или достаточных масштабах
Химические / водород, метан, этанол и т. п. / Годы Генерация, распределение Технология дешева и легко масштабируется от «домашних» до промышленных масштабов Низкая плотность накопления, опасность возгорания

Несмотря на внешнюю простоту, разработка накопителя потребовала не только знаний сложной физики и материаловедения, но даже аэродинамики и программирования. «Возьмите, например, провод, — объясняет Андрей Брызгалов. — Ни один не выдержит десятки миллионов циклов сгибания-разгибания, а мы рассчитываем на полвека бесперебойной работы. Поэтому передача энергии между подвижными частями ТАЭС будет реализована без проводов». Накопитель ТАЭС буквально нашпигован новыми технологиями, и десятки инженерных находок уже запатентованы.

Матричные преобразователи частоты тока позволяют мягко и точно управлять работой моторов и сглаживать выдачу энергии. Сложный алгоритм автоматически координирует параллельную работу нескольких тележек-подъемников и требует лишь удаленного присмотра со стороны оператора. «У нас есть специалисты десятков направлений, — говорит Андрей Брызгалов, — и все они работают, не ожидая моментального результата и окупаемости проекта в ближайшие 2−3 года. При этом создано решение, равного которому нет нигде в мире. Теперь его можно лишь повторить, но сделать такое с нуля было возможно только в России, только в Сибири, где есть такие люди».

Впрочем, без уверенности в том, что проект рано или поздно станет прибыльным, ничего бы не состоялось. «Проблема российской энергосистемы — избыток мощностей, — продолжает Андрей Брызгалов. — Исторически сложилось так, что мы генерируем больше, чем надо, и это позволяет немало экспортировать, но и создает серьезный запрос на аккумулирующие мощности». По оценкам Navigant Research, к 2025 году этот рынок будет расти средними темпами в 60% ежегодно и достигнет 80 млрд долларов. Возможно, эти деньги преобразуют типичный российский пейзаж, и где-то у горизонта обычной бесконечной плоскости появятся и станут привычными гигантские гравитационные накопители.

Статья «Накопители: очевидные и невероятные» опубликована в журнале «Популярная механика» (№4, Апрель 2018).

Накопитель электроэнергии для дома Tesla PowerWall 2.0

Производство энергии за последний век нанесло колоссальный вред окружающей среде нашей планеты.

 Использование ископаемых источников, их сжигание и выброс отходов в атмосферу — одна из причин смены климата на Земле. накопитель энергии Tesla Powerwall

Презентация накопителя энергии для дома Tesla Energy Powerwall 2.0 на выставке в Хауторн (Hawthorne), Калифорния, 30 апреля 2015 года

Когда ситуация стала критической, люди начали задумываться об альтернативных источниках энергии. Кто-то задумывается, а кто-то делает. Накопитель электроэнергии PowerWall 2 0 — один из примеров действий.

Альтернативные источники энергии

Уже давно человечеством были придуманы солнечные батареи и ветряки. Они преобразуют солнечные лучи и ветер в электроэнергию, которую используют люди для своих повседневных нужд. Солнечные батареи применяют в многочисленных сферах жизни человечества: в космосе, в быту, на производстве.

схема создания альтернативной энергии для дома от tesla

Принцип организации построения электросети от солнечных панелей и накопителя для дома Tesla PowerWall 2.0

В странах Скандинавии люди устанавливают батареи на крыши своих домов, расходуют электроэнергию, а остатки продают соседям. У них получилось не только отказаться от традиционных источников электричества, но и заработать небольшую сумму денег на свои расходы.

Американская компания Tesla пошла дальше и предложила миру PowerPack — солнечную батарею нового поколения. Она представляет собой целую крышу, а не отдельные маленькие солнечные батареи. Представлено четыре вида такой конструкции, что позволяет подобрать крышу под архитектуру своего дома. Такая технология способа брать на себя все расходы электроэнергии среднестатистической семьи.

Tesla Powerwall

Идея Tesla состоит в том, чтобы накопленной энергией заряжать автомобиль или автомобилем запитывать дом электричеством

Куда девать лишнюю энергию? Не всегда получается расходовать всё электричество, которое человек получается от ветряков и солнечных батарей. Отличным вариантом станет накопитель энергии.

PowerWall от Tesla

Илон Маск высказывается об идее создания новой эры «зелёной энергетики», полного отказа от производства электричества на земных ископаемых. Шагом вперёд стал выпуск домашнего накопителя энергии PowerWall, который стоит применять при наличии ветряков или солнечных батарей, в частности, PowerPack.

Илон Маск и powerwall - накопитель энергии для дома на 10 кВт

Илон Маск презентует Powerwall на 10 кВт

Использование такой технологии — инвестиция в будущее и снижение расходов на электроэнергию. В США, когда люди возвращаются с работы, вырастают тарифы на потребление энергии. Использование PowerWall позволяет накопить электричество от альтернативных источников в течение дня, а затем потреблять её в вечернее время суток.

автозаправочная станция для машин Tesla

Автозаправочная станция для машин Tesla будет доступна по всему миру

Накопитель энергии может стать запасным источником питания на случай, если будет отключено центрально энергоснабжение. Полного запаса ёмкости хватит на обеспечение дома в течение нескольких часов. Излишки можно продавать соседям.

Доступно две версии: PowerWall и PowerWall 2.0. Отличаются они запасом энергии. Первая версия имеет два варианта: на 7 кВч ($3000) и 10 кВч ($3500). Вторая версия предлагает ёмкость на 14 кВч за 5,5 тысяч долларов.

система из солнечных панелей и аккумулятора Tesla Powerwall на улице

Система из солнечных панелей и Tesla PowerWall, смонтированной на фасаде дома

Использование этой новации возможно и на производстве. Два, три и более аккумулятора можно объединить в одну систему и увеличить запас резервной энергии в разы. Всего можно соединять до 9 накопителей Tesla. Маленькие производства могут работать только на альтернативной энергии благодаря технологии американской компании.

Практическую пользу дополняет красивый внешний вид. Аккумулятор Tesla не только не испортит интерьер любого помещения, но в некоторых случаях сможет его дополнить. Размеры у него небольшие, много места он не занимает.

накопитель Tesla PowerWall на стене частного дома

PowerWall не портит внешний вид, и имеет влагозащищенный IP65 корпус и может размещаться на стене дома для дозарядки автомобиля

Внедрение новации может статьи большим шагом в будущее, в возможности скоро отказа от использования традиционных источников энергии. Это сделает окружающую среду чище и позволит нормализовать проблемы с изменением климата.

Альтернатива для России

Техника Tesla на российском рынке не имеет особого распространения, возможно дело в высокой стоимости оборудования. Подсчитаем, цена в США за единицу оборудования составляет $5500 для PowerWall 2.0 на 14 кВт*ч. Инсталляция стоит $1500, при увеличении количества оборудования цена увеличивается на $100.

С инсталляцией стоимость PowerWall 2.0 составит $7000/1шт. При депозите в $500 граждане могут стать обладателями накопителя.

При наличии солнечных модулей на 4 кВт дом не зависит от городской энергии.

При стоимости солнечных панелей порядка $200/шт за 250 Вт, нужно 16 панелей и один инвертор, чтобы получить 100% энергонезависимый дом, который питается от солнечной энергии и Powerwall. Это условие справедливо при потреблении дома 10 кВт/день (400 Вт/час).

Стоимость энергии в США 10 руб/день, 2 руб/ночь, стоимость оборудования будет составлять порядка $14000. Банки дают кредиты при взносе 10% от стоимости товара под 2-3% годовых, таким образом, за $140 долларов в месяц потребитель сможет заряжать машину и обеспечивать энергией дом.

В России все печальнее. Стоимость электроэнергии составляет 3-6 руб/кВт. Стоимость оборудования пройдя через таможню будет составлять на 54% больше. Только накопитель PowerWall 2.0 увеличится в стоимости до $10000 без учета монтажа и доставки до объекта.

Компании, для которых вопрос в обеспечении резервным источником питания является приоритетным обязаны потратить значительные средства на покупку оборудования либо создавать альтернативные сборки. Поэтому когда до нас дойдут накопители энергии — вопрос без ответа. Основным направлением компании Илона Маска является рынок энергетики США.

Солнечные батареи для домашнего использования

Последнее обновление 15.07.2020

Обзор солнечных батарей

Когда вы устанавливаете аккумуляторную батарею вместе с вашей системой солнечных панелей, вы можете хранить избыточную солнечную электроэнергию, производимую вашими панелями, для использования позже, когда солнце садится, когда ваши панели не производят энергию.

Солнечные батареи предоставляют владельцам недвижимости множество преимуществ, в том числе повышенную экономию и устойчивость к бедствиям.Если ваша электроэнергетическая компания использует структуру тарифов по времени использования (TOU) или плату за потребление, наличие резервной солнечной батареи может сэкономить вам деньги на счетах за электричество. Кроме того, в районах, где нет истинной политики индивидуального чистого измерения, солнечные батареи также сэкономят деньги на вашем счете.

Помимо экономии на счетах за электроэнергию, солнечные батареи могут обеспечить резервное питание в случае отключения электроэнергии. Если электричество отключается, а в домашней батарее хранится солнечная энергия, вы можете в течение некоторого времени обеспечивать электроэнергией свой дом, используя электроэнергию, которую вы производите с помощью своих солнечных батарей.Традиционный метод питания дома во время отключения электроэнергии — это использование стандартного дизельного генератора, который требует дополнительных денег на топливо и обслуживание и производит выбросы парниковых газов.

solar batter

Руководство по выбору аккумулятора для солнечных панелей

Вы думаете об установке батареи в вашу солнечную энергетическую систему? С помощью справочника по солнечным батареям EnergySage вы можете определить, подходит ли для вашего дома система «солнечная энергия плюс накопитель», и подобрать батарею, которая соответствует вашим потребностям.

Найдите лучшие солнечные батареи для вашего дома

EnergySage провела обзор всех лучших солнечных батарей, доступных для вашего дома. Воспользуйтесь нашими подробными обзорами солнечных батарей.

Получите лучшую цену на солнечную систему плюс накопитель

Независимо от того, рассматриваете ли вы стандартную солнечную энергетическую систему или систему с накоплением энергии, вы можете получить несколько предложений от квалифицированных, предварительно прошедших предварительную проверку специалистов по установке солнечных батарей в вашем районе на EnergySage Solar Marketplace.Благодаря EnergySage качественные установщики солнечных батарей конкурируют за ваш бизнес, а это означает, что вы можете сэкономить 20 и более процентов. При регистрации укажите, что вас интересует вариант «солнечная энергия плюс накопитель», чтобы получать предложения, включающие солнечные батареи.

solar batter

FAQ: Могут ли солнечные батареи питать ваш дом?

Да, солнечные батареи можно использовать для питания вашего дома. Однако от одной солнечной батареи ваш дом будет работать всего несколько часов. В большинстве случаев имеет смысл оставаться подключенным к электросети, даже если у вас есть солнечная система с накоплением энергии.

Посмотреть все часто задаваемые вопросы

Начните свое солнечное путешествие сегодня с EnergySage

EnergySage — это национальный онлайн-рынок солнечной энергии: когда вы регистрируете бесплатную учетную запись, мы соединяем вас с солнечными компаниями в вашем районе, которые конкурируют за ваш бизнес с индивидуальными ценами на солнечную энергию, адаптированными к вашим потребностям. Ежегодно в EnergySage приходят более 10 миллионов человек, чтобы узнать о солнечной энергии, сделать покупки и инвестировать в нее. Зарегистрируйтесь сегодня, чтобы узнать, сколько солнечной энергии можно сэкономить.

,

Какая лучшая батарея для солнечного хранения в 2019 году?

Последнее обновление 15.07.2020

Существуют определенные характеристики, которые вы должны использовать при оценке вариантов ваших солнечных батарей, например, на сколько хватит солнечной батареи или сколько энергии она может обеспечить. Ниже вы узнаете обо всех критериях, которые следует использовать для сравнения вариантов накопления энергии в вашем доме, а также различных типов солнечных батарей.

solar batter

Как сравнить варианты хранения солнечных батарей

При рассмотрении вариантов «солнечная энергия плюс накопитель» вы столкнетесь со множеством сложных технических характеристик продукта. Наиболее важные параметры, которые следует использовать во время оценки, — это емкость и номинальная мощность аккумулятора, глубина разряда (DoD), эффективность приема-передачи, гарантия и производитель.

Вместимость и мощность

Емкость — это общее количество электроэнергии, которое может хранить солнечная батарея, измеряется в киловатт-часах (кВтч).Большинство домашних солнечных батарей спроектировано так, чтобы их можно было «штабелировать», что означает, что вы можете включить несколько батарей в свою систему «солнечная энергия плюс накопитель», чтобы получить дополнительную емкость.

Хотя емкость говорит вам, насколько велика ваша батарея, она не говорит вам, сколько электроэнергии может обеспечить батарея в данный момент. Чтобы получить полную картину, вам также необходимо принять во внимание номинальную мощность аккумулятора. В контексте солнечных батарей номинальная мощность — это количество электричества, которое батарея может доставить за один раз.Он измеряется в киловаттах (кВт).

Батарея большой емкости и малой мощности будет обеспечивать низкое количество электроэнергии (достаточное для работы нескольких важных устройств) в течение длительного времени. Батарея малой емкости и высокой мощности может проработать весь ваш дом, но только в течение нескольких часов.

Глубина разряда (DoD)

solar batter

Большинству солнечных батарей необходимо постоянно сохранять определенный заряд из-за их химического состава. Если вы используете 100% заряда аккумулятора, срок его службы значительно сократится.

Глубина разряда (DoD) батареи относится к количеству использованной емкости батареи. Большинство производителей указывают максимальное значение DoD для оптимальной производительности. Например, если батарея на 10 кВтч имеет степень разряда 90 процентов, вы не должны использовать более 9 кВтч батареи перед ее зарядкой. Вообще говоря, более высокий уровень DoD означает, что вы сможете использовать большую часть емкости аккумулятора.

КПД в оба конца

solar batter

КПД батареи в оба конца представляет собой количество энергии, которое может быть использовано в процентах от количества энергии, которое потребовалось для ее хранения.Например, если вы подаете в батарею пять кВтч электроэнергии и можете получить обратно только четыре кВтч полезной электроэнергии, батарея будет иметь 80-процентный КПД в оба конца (4 кВтч / 5 кВтч = 80%). Вообще говоря, более высокая эффективность приема-передачи означает, что вы получите большую экономическую выгоду от своей батареи.

Срок службы батареи и гарантия

Для большинства случаев использования домашнего накопителя энергии ваша батарея будет «циклически» (заряжаться и разряжаться) ежедневно. Способность аккумулятора удерживать заряд будет постепенно снижаться, чем больше вы его используете.Таким образом, солнечные батареи подобны батарее в вашем сотовом телефоне — вы заряжаете свой телефон каждую ночь, чтобы использовать его в течение дня, и по мере того, как ваш телефон стареет, вы начнете замечать, что батарея не держит столько заряд, как и когда он был новым. Например, батарея может иметь гарантию на 5 000 циклов или 10 лет при 70 процентах ее первоначальной емкости. Это означает, что по истечении гарантии аккумулятор потеряет не более 30 процентов своей первоначальной способности накапливать энергию.

На вашу солнечную батарею предоставляется гарантия, которая гарантирует определенное количество циклов и / или лет полезного использования. Поскольку характеристики батареи со временем естественным образом ухудшаются, большинство производителей также гарантируют, что батарея сохранит определенную емкость в течение срока действия гарантии. Поэтому простой ответ на вопрос «на сколько хватит моей солнечной батареи?» в том, что это зависит от марки батареи, которую вы покупаете, и от того, сколько емкости она потеряет со временем.

Производитель

Много разных организаций разрабатывают и производят солнечные батареи, от автомобильных компаний до технологических стартапов.Хотя крупная автомобильная компания, выходящая на рынок накопителей энергии, вероятно, имеет более длительную историю производства продукции, они могут не предлагать самые революционные технологии. Напротив, у технологического стартапа может быть совершенно новая высокопроизводительная технология, но меньше опыта, подтверждающего долговременную работоспособность батареи.

Выберете ли вы аккумулятор, произведенный передовым стартапом или производителем с долгой историей, зависит от ваших приоритетов. Оценка гарантий, связанных с каждым продуктом, может дать вам дополнительные рекомендации при принятии решения.

solar instant estimate graphic

Автомобильные компании стремятся использовать накопители энергии

Домашние накопители энергии и электромобили во многом похожи: в них используются современные аккумуляторы, позволяющие создавать более эффективные и экологически безопасные продукты, способные снизить выбросы парниковых газов.

По мере того, как электромобили становятся все более популярными, все больше компаний выделяют значительные средства на исследования и разработки на разработку аккумуляторов и расширяют свою деятельность в сфере аккумулирования энергии.Tesla — первый массовый образец (с батареей Powerwall), но Mercedes-Benz и BMW также выводят на рынок автономные батареи в 2017 году.

Как долго служат солнечные батареи?

Есть два способа ответить на этот вопрос, и первый — определить, как долго солнечная батарея может питать ваш дом. Во многих случаях полностью заряженная батарея может проработать ваш дом в течение ночи, когда солнечные панели не производят энергию. Чтобы сделать более точный расчет, вам необходимо знать несколько переменных, в том числе, сколько энергии потребляет ваше домохозяйство в данный день, какова емкость и номинальная мощность вашей солнечной батареи, а также подключены ли вы к электросети. сетка.

В качестве простого примера мы определим размер батареи, необходимой для обеспечения адекватного решения для солнечных батарей и накопителей, используя средние данные по стране от Управления энергетической информации США. Среднее домашнее хозяйство в США будет потреблять примерно 30 киловатт-часов (кВтч) энергии в день, а типичная солнечная батарея может обеспечить около 10 кВтч энергии. Таким образом, очень простой ответ: если бы вы приобрели три солнечные батареи, вы могли бы работать в своем доме целый день, не имея ничего, кроме поддержки батареи.

На самом деле ответ намного сложнее. Вы также будете вырабатывать электроэнергию с помощью своей системы солнечных батарей в течение дня, которая будет обеспечивать высокую мощность в течение 6-7 часов в сутки в часы пиковой нагрузки солнечного света. С другой стороны, большинство аккумуляторов не могут работать с максимальной емкостью и обычно достигают максимума при 90% DoD (как описано выше). В результате ваша батарея на 10 кВтч, вероятно, будет иметь полезную емкость 9 кВтч.

В конечном счете, если вы соединяете батарею с солнечной панелью, одна или две батареи могут обеспечить достаточную мощность в ночное время, когда ваши панели не работают.Однако без использования возобновляемых источников энергии вам может потребоваться 3 или более батарей, чтобы обеспечить питание всего дома в течение 24 часов. Кроме того, если вы устанавливаете домашний накопитель энергии для отключения от электросети, вам следует установить резервное питание на несколько дней, чтобы учесть дни, когда у вас может быть пасмурная погода.

Срок службы солнечной батареи

Общий срок службы солнечной батареи составляет от 5 до 15 лет. Если вы установите солнечную батарею сегодня, вам, вероятно, придется заменить ее хотя бы один раз, чтобы обеспечить срок службы вашей фотоэлектрической системы от 25 до 30 лет.Однако так же, как срок службы солнечных панелей значительно увеличился за последнее десятилетие, ожидается, что солнечные батареи последуют этому примеру по мере роста рынка решений для хранения энергии.

Правильное обслуживание также может существенно повлиять на срок службы вашей солнечной батареи. Солнечные батареи значительно зависят от температуры, поэтому защита батареи от замерзания или жары может продлить срок ее службы. Когда фотоэлектрическая батарея опускается ниже 30 ° F, для достижения максимального заряда потребуется большее напряжение; когда та же самая батарея поднимается выше порогового значения 90 ° F, она перегревается и потребует снижения заряда.Чтобы решить эту проблему, многие ведущие производители аккумуляторов, такие как Tesla, предоставляют функцию регулирования температуры. Однако, если аккумулятор, который вы покупаете, не подходит, вам нужно будет рассмотреть другие решения, например, защищенные от земли корпуса. Усилия по качественному обслуживанию могут определенно повлиять на срок службы вашей солнечной батареи.

Какие батареи лучше всего подходят для солнечных батарей?

Батареи, используемые в домашних накопителях энергии, обычно имеют один из трех химических составов: свинцово-кислотный, литий-ионный и соленая вода.В большинстве случаев литий-ионные батареи являются лучшим вариантом для системы солнечных панелей, хотя другие типы батарей могут быть более доступными.

  1. Свинцово-кислотный

    Свинцово-кислотные батареи

    — это испытанная технология, которая десятилетиями использовалась в автономных энергосистемах. Несмотря на то, что они имеют относительно короткий срок службы и более низкую степень разряда по сравнению с другими типами батарей, они также являются одним из наименее дорогих вариантов, имеющихся в настоящее время на рынке в секторе домашних накопителей энергии. Для домовладельцев, которые хотят отключиться от электросети и которым необходимо установить много аккумуляторов энергии, свинцово-кислотный вариант может быть хорошим вариантом.

  2. Литий-ионный

    Большинство новых технологий хранения энергии в домашних условиях, например, используют литий-ионный химический состав в той или иной форме. Литий-ионные батареи легче и компактнее, чем свинцово-кислотные. По сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами они также имеют более высокий уровень DoD и более длительный срок службы. Однако литий-ионные аккумуляторы дороже своих свинцово-кислотных аналогов.

  3. Морская вода

    Новинка в индустрии домашних аккумуляторов — это аккумулятор для морской воды.В отличие от других домашних аккумуляторов энергии, аккумуляторы для морской воды не содержат тяжелых металлов, вместо этого они используют соленые электролиты. В то время как батареи, в которых используются тяжелые металлы, в том числе свинцово-кислотные и литий-ионные батареи, необходимо утилизировать с помощью специальных процессов, аккумулятор для морской воды можно легко переработать. Однако, как новая технология, морские батареи относительно непроверены, и одна компания, которая производит солнечные батареи для домашнего использования (Aquion), объявила о банкротстве в 2017 году.

solar instant estimate graphic

Найдите лучшую солнечную батарею для своего дома

EnergySage провела обзор всех лучших солнечных батарей, доступных для вашего дома.Воспользуйтесь нашими подробными обзорами солнечных батарей.

Начните свое солнечное путешествие сегодня с EnergySage

EnergySage — это национальный онлайн-рынок солнечной энергии: когда вы регистрируете бесплатную учетную запись, мы соединяем вас с солнечными компаниями в вашем районе, которые конкурируют за ваш бизнес с индивидуальными ценами на солнечную энергию, адаптированными к вашим потребностям. Ежегодно в EnergySage приходят более 10 миллионов человек, чтобы узнать о солнечной энергии, сделать покупки и инвестировать в нее. Зарегистрируйтесь сегодня, чтобы узнать, сколько солнечной энергии можно сэкономить.

,

Как хранится солнечная энергия в 2019 году?

Последнее обновление 15.07.2020

Системы солнечных панелей стали одними из самых быстрорастущих источников энергии в США. По данным Ассоциации производителей солнечной энергии, ожидается, что к 2023 году рынок солнечной энергии увеличится вдвое и к тому времени станет рынком на 4,5 миллиарда долларов.

Популярность солнечной энергии привела к появлению другой возобновляемой технологии: солнечных батарей, которые могут накапливать дополнительную солнечную энергию для дальнейшего использования.Такие компании, как Tesla, разрабатывают батареи, которые можно установить с солнечными панелями, чтобы создать системы «солнечная энергия плюс накопители» для вашего дома. Читайте дальше, чтобы узнать больше о солнечных батареях для жилых помещений и узнать, стоит ли вам подумать об установке системы солнечной энергии и накопления в вашем доме.

Solar plus storage: описание солнечных батарей для дома

Чтобы понять, почему вы можете выбрать установку солнечной системы с накоплением в своем доме, вам сначала нужно понять, как работает стандартная домашняя солнечная фотоэлектрическая система.

Типичная солнечная энергетическая система включает солнечные панели, инвертор, оборудование для установки панелей на крыше и систему мониторинга производительности, которая отслеживает производство электроэнергии. Солнечные панели собирают энергию солнца и превращают ее в электричество, которое проходит через инвертор и преобразуется в форму, которую вы можете использовать для питания вашего дома.

Подавляющее большинство бытовых солнечных энергетических систем подключены к электросети (или «привязаны к сети»). Когда ваши панели производят больше электроэнергии, чем нужно вашему дому, избыток возвращается в электросеть.И наоборот, когда вашему дому требуется больше электроэнергии, чем вырабатывают солнечные батареи, вы можете получать электроэнергию из электрической сети.

В большинстве случаев вы получаете кредит на счет за электроэнергию, которую вы отправляете обратно в сеть. Позже, когда вы потребляете больше электроэнергии, чем произведено вашими солнечными панелями, вы можете использовать эти кредиты вместо того, чтобы платить больше коммунальным услугам. Этот процесс известен как чистое измерение.

s

Как солнечная энергия хранится в батареях?

Солнечные батареи работают, накапливая энергию, произведенную вашими солнечными панелями, для дальнейшего использования.В некоторых случаях солнечные батареи имеют собственный инвертор и предлагают интегрированное преобразование энергии. Чем выше емкость вашего аккумулятора, тем больше солнечной энергии он может хранить.

Когда вы устанавливаете солнечную батарею как часть вашей системы солнечных панелей, вы можете хранить излишки солнечной электроэнергии у себя дома, а не отправлять ее обратно в сеть. Если ваши солнечные панели производят больше электроэнергии, чем вам нужно, избыточная энергия идет на зарядку аккумулятора. Позже, когда ваши солнечные панели не производят электричество, вы можете использовать энергию, которую вы ранее хранили в батарее, для использования в ночное время.Вы будете отправлять электричество обратно в сеть только тогда, когда ваша батарея полностью заряжена, и вы будете получать электричество из сети только тогда, когда ваша батарея разряжена.

На практике это означает, что дома с солнечной батареей и накопителем могут накапливать излишки солнечной энергии на месте для использования позже, когда солнце не светит. В качестве бонуса, поскольку солнечные батареи хранят энергию в вашем доме, они также предлагают краткосрочное резервное питание на случай отключения электричества в вашем районе.

Домашний накопитель энергии может быть полезен даже без солнечной энергии

Хотя батареи обычно используются вместе с домашними солнечными энергетическими системами, они также могут быть полезны домовладельцам без солнечных панелей.Маломасштабное накопление энергии, технология, используемая в системах солнечного накопления и накопления, также может заряжаться электричеством из сети для обеспечения резервного питания без использования резервного генератора с дизельным двигателем.

Стоит ли устанавливать у себя дома солнечную батарею?

Сможете ли вы сэкономить деньги, установив солнечную батарею, зависит от того, каким образом ваше коммунальное предприятие компенсирует вам солнечную энергию. Большинство коммунальных предприятий предлагают полное нетто-измерение, что означает, что вы получаете кредит на счет за электричество за каждый киловатт-час электроэнергии, производимой вашими солнечными панелями (даже если вы не используете их сразу).Это означает, что вы не получите дополнительной экономии на ежемесячном счете за электроэнергию, если установите солнечную батарею.

Однако есть много ситуаций, когда солнечная батарея может улучшить экономику солнечных панелей для вашего дома или бизнеса. Если ваша коммунальная компания имеет тарифы на время использования или плату за потребление или не предлагает нетто-учет, солнечные батареи могут помочь вам сэкономить больше , когда вы перейдете на солнечную.

Хранение в солнечной сети: как солнечные батареи вписываются в более широкую экосистему электроэнергии

s

Солнечные батареи и другие технологии хранения энергии, возможно, еще не стали обычным явлением, но так будет ненадолго.GTM Research и Ассоциация по хранению энергии ожидают, что к 2020 году он станет рынком в США с оборотом 2,5 миллиарда долларов.

Почему ожидается, что накопление энергии будет расти такими быстрыми темпами? Те же преимущества, которые солнечные батареи предлагают домовладельцам, а именно возможность хранить возобновляемую электроэнергию для последующего использования, также могут быть применены в более широком масштабе для всей электросети. Технологии хранения энергии, такие как солнечные батареи, предоставляют электроэнергетическим компаниям и потребителям энергии большую гибкость в том, как они производят и используют электричество, особенно электричество, получаемое от солнца и ветра.

У электроэнергетических компаний и руководителей сетей сложная задача. Им необходимо предоставить своим клиентам постоянный и надежный доступ к электричеству, от которого питаются их дома и предприятия. Для этого они должны убедиться, что в сети достаточно электроэнергии для удовлетворения спроса. Если в данный момент в системе слишком мало или слишком много электроэнергии, клиенты с большей вероятностью будут отключены.

Этот тщательный баланс спроса и предложения становится еще более сложной задачей, поскольку в сеть добавляется больше возобновляемых ресурсов, таких как солнечная и ветровая энергия.Солнечные панели производят электричество, когда светит солнце, а ветряные турбины производят электричество, когда дует ветер. В отличие от традиционных электростанций, работающих на угле или природном газе, мощность солнечных панелей и ветряных турбин нельзя быстро увеличить для удовлетворения спроса — мы не можем заставить солнце выходить в ночное время!

Установив больше технологий хранения энергии, таких как солнечные батареи, электроэнергетические компании и операторы сетей смогут легче управлять потоками электроэнергии из возобновляемых источников.В долгосрочной перспективе это означает, что в структуру электроэнергетики нашей страны будет интегрировано больше возобновляемых источников энергии, включая домашние системы солнечных батарей.

Начните свое солнечное путешествие сегодня с EnergySage

EnergySage — это национальный онлайн-рынок солнечной энергии: когда вы регистрируете бесплатную учетную запись, мы соединяем вас с солнечными компаниями в вашем районе, которые конкурируют за ваш бизнес с индивидуальными ценами на солнечную энергию, адаптированными к вашим потребностям. Ежегодно в EnergySage приходят более 10 миллионов человек, чтобы узнать о солнечной энергии, сделать покупки и инвестировать в нее.Зарегистрируйтесь сегодня, чтобы узнать, сколько солнечной энергии можно сэкономить.

,

Преимущества солнечных батарей для домашнего использования

Последнее обновление 15.07.2020

Технология накопления энергии существует уже несколько десятилетий, но солнечные батареи, используемые в домашних системах «солнечная энергия плюс накопитель», являются относительно новыми для рынка. Хотя солнечные батареи могут принести значительную экономическую выгоду домовладельцам в определенных ситуациях, их цена означает, что они не имеют финансового смысла для всех.Читайте наше краткое изложение того, что солнечные батареи могут и чего не могут сделать для вашего дома.

s

Лучшее применение солнечных батарей

Когда вы устанавливаете солнечную батарею как часть вашей домашней солнечной энергетической системы, вы фактически можете хранить дополнительную энергию, производимую вашими солнечными панелями дома, вместо того, чтобы подавать ее обратно в электрическую сеть. С солнечными батареями вы максимально увеличиваете свою способность использовать электричество, вырабатываемое вашими солнечными панелями, на ежедневной основе.В то время, когда вам нужно больше электричества, чем вырабатывают ваши солнечные батареи (днем или ночью), вы можете использовать накопленную солнечную энергию.

s

Сэкономите ли вы больше денег, установив солнечную систему с накоплением, зависит от того, как ваша электроэнергетическая компания взимает плату со своих клиентов. В штатах с нетто-счетчиком вы обычно получаете кредит на счет за коммунальные услуги за каждый киловатт-час (кВтч) солнечной энергии, который вы отправляете обратно в сеть.Вы можете использовать эти кредиты позже, когда вам потребуется больше электроэнергии, чем вырабатывают ваши солнечные батареи. Для домовладельцев в этой ситуации установка солнечной батареи не увеличит их сбережения: электрическая сеть дает такую ​​же финансовую выгоду, как и солнечная батарея.

Тем не менее, некоторые электроэнергетические компании меняют свои тарифы таким образом, что солнечные батареи становятся разумным вложением средств для домовладельцев. Если тарифная политика вашей компании включает в себя что-либо из следующего, накопление энергии может помочь вам сэкономить больше с помощью солнечных батарей.

s

Как тарифы на электроэнергию по времени использования (TOU) влияют на экономичность солнечных батарей

Если у вашего коммунального предприятия установлены тарифы на условные единицы, тариф за кВт / ч, который вы платите за электроэнергию, будет меняться в зависимости от времени суток. Электроэнергия будет стоить дороже в «часы пик», когда спрос на электроэнергию высок, обычно во второй половине дня и вечером. Тарифы на электроэнергию ниже в дневное время, когда потребление электроэнергии в доме ниже, а солнечные батареи наиболее эффективны.Если ваша коммунальная компания использует ставки TOU, вы можете получить выгоду от домашнего накопления энергии, используя электроэнергию от ваших солнечных батарей в часы пик, когда ставки на электроэнергию коммунальные предприятия самые высокие.

Ставки

TOU становятся все более распространенными в США, при этом Калифорния лидирует: все домовладельцы в Золотом штате постепенно переводятся на ставки TOU вместо единой ставки за кВт / ч.

s

Как плата за потребление влияет на экономику солнечных батарей

Если ваша коммунальная компания взимает плату за потребление для бытовых потребителей, с вас будет взиматься плата, размер которой зависит от того, сколько электроэнергии вы потребляете.Плата может зависеть от того, сколько электроэнергии вы покупаете в часы пик, когда спрос на электроэнергию самый высокий. Это также может быть определено общим количеством электроэнергии, которое вы потребляете за месяц. Если ваша коммунальная компания использует плату за электричество, вы получите выгоду от солнечных батарей, потому что вы сможете избежать более высокой платы, полагаясь вместо этого на свою систему хранения энергии.

В то время как плата за потребление более обычна для коммерческих потребителей с большими счетами за электроэнергию, некоторые штаты и коммунальные предприятия рассматривают возможность добавления платы за потребление к своим тарифам на электроэнергию, чтобы мотивировать людей сокращать потребление электроэнергии.Коммунальные предприятия в Аризоне и Иллинойсе, среди прочего, оценивают плату за спрос на жилье.

s

Как сокращение или отсутствие чистых счетчиков влияет на экономику солнечных батарей

В штатах с истинным нетто-счетчиком вы получите кредит за кВт-ч, равный стоимости электроэнергии, указанной в вашем счете, за энергию, производимую вашими солнечными панелями. Например: если вы платите 0,11 доллара за киловатт-час за электроэнергию от коммунального предприятия, вы получите кредит в размере 0,11 доллара за каждый киловатт-час солнечной энергии, который ваши панели производят и отправляют обратно в сеть.

Однако в некоторых штатах вы получите кредит на оптовую ставку или ставку «предотвращенных затрат», которая обычно равна ставке, которую ваше коммунальное предприятие заплатило бы за покупку электроэнергии в другом месте. В результате денежная стоимость одного кВтч солнечной энергии, которую вы используете дома, выше, чем стоимость, которую вы отправляете обратно в сеть. Например, если вы платите 0,11 доллара за кВт / ч за электроэнергию от вашего коммунального предприятия, но ваше коммунальное предприятие предлагает кредит только на 0,04 доллара за электроэнергию, отправленную обратно в сеть, ваша солнечная электроэнергия будет стоить 0 долларов.На 07 меньше, если вы не используете его дома. В этих штатах установка солнечных батарей имеет экономический смысл, потому что вы можете максимизировать ценность энергии, которую вы производите в своей собственности.

В конце 2015 года Комиссия по коммунальным предприятиям штата Невада (PUC) проголосовала за изменение своей политики чистых измерений на политику, основанную на норме предотвращенных затрат — один из первых штатов, сделавших такое изменение. На Гавайях, где более 10 процентов домов имеют солнечные панели на крышах, PUC также сократила чистые кредиты на счетчики таким образом, что хранение энергии стало выгодным вложением.

s

Резервное питание: еще одно преимущество солнечных батарей

Солнечные батареи по-прежнему стоят дороже, чем стандартный дизельный генератор, но они могут обеспечивать резервное питание без выбросов парниковых газов. Если у вас есть стандартная система солнечных батарей, вы все равно потеряете электроэнергию во время отключения электроэнергии из-за того, как ваши панели подключены к электросети. Однако, когда вы добавляете батарею в свою систему, ваш дом может расходовать солнечную энергию, которую вы сохранили, в случае, если сеть выйдет из строя.

Чего не могут (большинство) солнечной энергии плюс накопители: отключить вас от сети

По мере того как на рынке появляются технологии хранения энергии, все больше домовладельцев думают о том, чтобы выйти «из сети» — полностью прекратить подключение к электросети — с использованием солнечных батарей. Хотя в определенных ситуациях отключение от сети возможно (или даже необходимо), большинство солнечных батарей не предназначены для использования в качестве единственного источника энергии. Они обеспечивают большую ценность для среднего домовладельца, когда они подключены к электрической сети, и их следует рассматривать как продукт хранения солнечной сети.

s

Ваши солнечные панели будут производить больше электроэнергии в течение долгих летних дней, чем в зимние месяцы. Чтобы полностью отключиться от сети, вам понадобится система аккумуляторов, которая может хранить значительное количество дополнительной энергии в летние месяцы, чтобы вы могли удовлетворить свои потребности в электроэнергии зимой. Типичная домашняя солнечная батарея, такая как Tesla Powerwall, недостаточно велика для этого — большинство продуктов, доступных сегодня, предназначены для обеспечения всего нескольких часов энергии, так что вы можете максимально эффективно использовать солнечную электроэнергию в час.

Поскольку большинство бытовых солнечных батарей на рынке имеют емкость только для нескольких часов электричества, одна батарея не может работать в стандартном американском доме в течение нескольких дней. Однако они могут предоставить вам временное резервное питание. Их также можно откалибровать так, чтобы они питали только предметы первой необходимости в случае отключения электроэнергии, что может продлить срок их службы. Если вы действительно хотите полностью отключиться от сети, вы должны быть готовы потратить десятки тысяч долларов и выделить часть своего дома или гаража для большой системы хранения энергии с несколькими батареями.

Начните свое солнечное путешествие сегодня с EnergySage

EnergySage — это национальный онлайн-рынок солнечной энергии: когда вы регистрируете бесплатную учетную запись, мы соединяем вас с солнечными компаниями в вашем районе, которые конкурируют за ваш бизнес с индивидуальными ценами на солнечную энергию, адаптированными к вашим потребностям. Ежегодно в EnergySage приходят более 10 миллионов человек, чтобы узнать о солнечной энергии, сделать покупки и инвестировать в нее. Зарегистрируйтесь сегодня, чтобы узнать, сколько солнечной энергии можно сэкономить.

,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о