Своя электроэнергия для частного дома: Как обеспечить своему дому электрическую автономность — Российская газета

Содержание

для дома, квартиры, дачи своими руками

Электричество — неотъемлемая часть нашей жизни. Электрическая энергия прочно вошла в повседневную жизнь, и даже направляясь в путешествие или приобретя дом, участок, в самом глухом уголке нашей обширной страны, человек одной из первых задач, требующей решения, ставит – обеспечение себя электричеством.

Для дома

Содержание статьи

У обладателя загородного дома, даже в случае наличия традиционной системы электроснабжения, иногда появляется желание снизить расходы на оплату счетов за потребленную электрическую энергию.
Некоторые застройщики создают полностью автономную систему и становятся независимым от поставщиков электричества. Особенно актуальна такая система электроснабжения для удаленных мест, где отсутствую стационарные сети электроснабжения.
В настоящее время, благодаря развитию техники и технологий, широкое распространение получили установки, использующие в своей работе, альтернативные источники энергии, такие как: энергия солнца, ветра, воды и биотопливо.
При производстве своего электричества, используемого для электроснабжения дома, могут быть использованы все выше приведенные источники энергии.

Энергия солнца

При выборе установок, источником получения электрической энергии, в которых является солнечная энергия, необходимо знать особенности места расположения, которые определяют количество солнечных дней в году.


Современный двигатель Стирлинга — Также можно рассматривать как способ получить свое электричество — КПД системы до 34%!


Устройствами, служащими для преобразования энергии солнца в электрическую энергию, являются солнечные панели (батареи), которые, в зависимости от требуемой мощности, объединяются в группы.
Состоят панели из фотоэлементов, помещенных в общий корпус. Принцип действия основан на свойствах фотоэлементов создавать разность потенциалов между своими слоями, при воздействии солнечного света.

Солнечные панели – основной элемент солнечных электростанций, в состав которых, кроме них входят следующие элементы:

  1. Аккумуляторная батарея (блок батарей) – являющаяся накопителем электрической энергии.
  2. Контроллер – электронное устройство, отвечающее за процессом заряда-разряда аккумуляторной батареи.
  3. Инвертор – также электронное устройство, преобразующее постоянный электрический ток, накопленный в батарее, в переменный, напряжением 220 В.
  4. Аппараты защиты и устройства автоматики, а также соединительные провода.

В качестве дополнительного оборудования, для повышения КПД солнечных электростанций, используются солнечные трекеры – устройства, позволяющие определять положение панелей в пространстве, в соответствии с месторасположением солнца.

Энергия ветра

При выборе источника альтернативной энергии, которым будет ветер, также необходимо знать, какие ветра и какой силы, дуют в месте установки оборудования.
Устройствами, преобразующими энергию ветра, в электрическую энергию, являются ветровые генераторы. Данные технические устройства различаются по мощности, производительности, условиям монтажа и конструкции, от которой зависят все перечисленные ранее показатели.

Ветровые генераторы бывают:

  1. С горизонтальной осью вращения — ось ротора и ведущая ось расположены параллельно поверхности земли.
    Бывают однолопастные, двухлопастные, трехлопастные и много лопастные, с количеством лопастей до 50 штук.
  2. С вертикальной осью вращения – ось вращения расположена вертикально по отношению к поверхности земли. Данные устройства различаются по технической конструкции: с ротором Савоуниса, с ротором Дарье, с геликоидный ротором, с многолопастным ротором и с ортогональным ротором.
  3. Ветрогенератор – парус.

У всех перечисленных устройств есть свои достоинства и недостатки, поэтому выбор всегда за пользователем, который можно сделать на основании критериев выбора и индивидуальными потребностями.

Энергия воды

Живя за городом и имея рядом небольшую реку, ручей или иной водоем, можно воспользоваться энергией воды, для того, чтобы получить свое электричество.
В этом случае необходимо построить индивидуальную микро – ГЭС.
Оборудование для подобных установок выпускается различной мощности, и даже не большой ручей, способен обеспечить потребности дома в электрической энергии.

Микро – ГЭС разливаются по:

  1. Типу: плотинные, деривационные, плотинно-деривационные и свободно-поточные.
  2. Принципу работы: принцип «водяного колеса», конструкция в виде гирлянды, с использованием ротора Дарье и с использованием принципа пропеллера.
  3. Мощности установок и условиям монтажа оборудования.

Каждый тип микро – ГЭС и принцип ее работы, имеют свои плюсы и минусы, которые

определяют выбор оборудования и возможность использования в том или ином
конкретном случае.

Биотопливо

Живя бок о бок с живой природой, всегда есть возможность изготовить установку по получению биотоплива. Биотопливо бывает: твердое, жидкое и газообразное.

Твердое топливо (обычные дрова) и жидкое, требующее специального оборудования для производства, в качестве источников электрической энергии, рассматривать не целесообразно, а вот газообразное – можно.

Газообразное биотопливо – это биогаз, получаемый в результате брожения веществ растительного или животного происхождения, которые всегда имеются в домашнем хозяйстве.
Процесс брожения происходит под воздействием бактерий, в герметично закрытой емкости. Полученный таким образом газ, направляется на сжигание. При сжигании газа, в парогенераторе образуется достаточное количество пара, чтобы вращать паровую турбину, соединенную с электрическим генератором, вырабатывающим электрический ток.

Энергия земли

На территории нашей страны, есть места, где продолжается активность в глубинных слоях нашей планеты (в поверхности земли). В таких регионах, в качестве альтернативного источника электрической энергии, можно использовать энергию земли.

В зависимости от источника, который отдает свое тепло, такую энергию подразделяют на:

  1. Петротермальную — источник энергии являются слои земли, обладающие высокой температурой;
  2. Гидротермальную — источником энергии являются подземные воды.

Энергия земли, в виде пара, подается на паровую турбину, которая соединяется с электрическим генератором, вырабатывающим электрический ток.

В случае индивидуального использования, возможен лишь способ использования прямого действия, когда пар поступает непосредственно из поверхности земли.

Иные варианты, не прямой и смешанный методы, можно применять лишь при промышленных способах переработки энергии.

Все, рассмотренные выше, варианты использования альтернативных источников энергии для производства своего электричества, доступны для пользователей, при создании необходимых условий для их эксплуатации.

Для создания независимых систем электроснабжения, лучше использовать несколько альтернативных источников энергии одновременно, чтобы компенсировать возможные затруднения каждого способа получения электричества в отдельности.

Достаточно широко, при автономном электроснабжении домов, используется схема ветровой генератор + солнечная электростанция.

Для квартиры

В случае возникновения желания, создать систему независимого электроснабжения отдельно взятой квартиры, в многоквартирном доме, невозможно использовать такие источники как: биотопливо, энергия земли, энергия воды, да и энергию ветра, также использовать затруднительно.

Единственным источником энергии, который можно использовать для получения своего электричества, в условиях отдельной квартиры, без создания неудобств для соседей – является использование энергии солнца.

Промышленностью выпускаются комплекты солнечных электростанций не большой мощности, которые вполне можно разместить в условиях квартиры. Солнечные панели, в этом случае, размещаются на крыше многоквартирного дома или наружном фасаде, в случае его размещения с южной стороны дома.

Комплект солнечной электростанции, не большой мощности, состоит из тех же элементов, что и при электроснабжении дома, разница лишь в количестве солнечных панелей и аккумуляторных батарей.

Варианты для дачи

При необходимости создания независимого электроснабжения дачи, вариант использования солнечной электростанции, также наиболее приемлем. В этом случае, при сезонном характере использования оборудования, можно законсервировать устройства или вывести их из работы, на период отсутствия необходимости в эксплуатации.

Вариант строительства ветрового генератора, также вполне доступен и оправдан. Потому как понеся, некоторые разовые финансовые расходы, в дальнейшем можно, в зависимости от потребности, получать свое электричество.

Вариант применения схемы «ветровой генератор + солнечная электростанция», в этом случае, также актуален, и позволяет создать полностью автономную и надежную схему электроснабжения.

Как сделать своими руками

Комплекты оборудования, о котором было написано выше, стоят достаточно дорого, поэтому у людей творческих, с инженерной смекалкой, иногда появляются мысли о том, а как изготовить то или иное устройство своими руками.

Для того, чтобы сделать агрегат, способный производить электрическую энергию, с использованием альтернативных источников энергии, необходимо:

  1. Иметь начальные знания в электротехнике и устройстве электрических сетей;
  2. Обладать навыками работы с ручным механическим и электрическим инструментом;
  3. Уметь работать с паяльником;
  4. Иметь свободное время и главное – желание, создать свое собственное устройство, способное вырабатывать электричество.

Если, в качестве источника энергии, выбрать солнечные лучи, то необходимо изготовить приемную панель – солнечную батарею. Для этого можно пойти несколькими путями, это:

  1. Приобрести фотоэлементы и выполнить их соединение, определенным образом (выполняется методом пайки). Изготовить корпус панели, в соответствии с размерами собранного приемника, в который и поместить фотоэлементы.
    При таком варианте изготовления, можно изготовить достаточно эффективное устройство, которое сможет обеспечить электрической энергией небольшую дачу, используемую не продолжительное время.
  2. При малой мощности нагрузки, когда необходимо зарядить сотовый телефон или иное электронное устройство, можно изготовить солнечную панель из бывших в употреблении диодов или транзисторов.
  • При использовании транзисторов — у транзисторов отрезаются крышки и сами транзисторы соединяются последовательно. Транзисторы помещаются в отдельный корпус, к их концам припаиваются выводы. Работа устройства осуществляется при попадании солнечных лучей на «p-n» переход транзисторов.
  • При использовании диодов – их потребуется большое количество и электронная плата, которая используется в качестве подложки. Верхняя часть диодов срезается и используя паяльник, кристалл достается из корпуса. Кристаллы паяются последовательно, на подложке, в отдельные блоки. Блоки соединяются между собой параллельно.
  • Аккумуляторы и электронные устройства (контроллер заряда и инвертор), в случае необходимости их установки, лучше всего приобрести, хотя при желании, электронные устройства, также могут быть изготовлены самостоятельно.
    Если в качестве источника энергии выбрать ветер, воду, биотопливо и энергию земли, то изготовление технических устройств, способных вырабатывать свое электричество, также возможно.

Ветрогенератор из комнатного вентилятора

Простейший ветровой генератор можно изготовить из обычного бытового вентилятора.
Для этого потребуется небольшой генератор от автотехники или двигатель-генератор, которые необходимо закрепить на стойке комнатного вентилятора. Для этого можно использовать любую пластиковую емкость, внутрь которой и помещается преобразующее устройство. Кромке этого, в емкость помещается диодный мост, к которому присоединяются провода, которые выводятся на наружную поверхность емкости.

На вал генератора (двигателя-генератора) одеваются лопасти вентилятора, а к пластиковой емкости крепится хвостовик, который можно изготовить из подручных материалов (пластик, фанера, оргстекло и т.д.).

Вся собранная конструкция помещается на стойку вентилятора, для этого можно использовать обрезок пластиковой или иной легкой трубы, диаметром несколько меньшим, чем отверстие в стойке. Это позволит конструкции вращаться вокруг своей оси, в зависимости от направления ветра.

Крепление деталей и узлов проверяется, при необходимости выполняется их укрепление. К выведенным проводам подсоединяется нагрузка. Устройство готово к работе.

Свое электричество и своя вода

Живя за городом, и имея рядом со своим домом или дачей, небольшую речку или ручей, всегда можно обеспечить себя не только водой, но и своим электричеством.
Конечно можно приобрести комплект микро – ГЭС, которое достаточно широко представлены на отечественном рынке, но можно изготовить подобное устройство и своими руками.
Конструкция может быть простой или сложной, все зависит от потребности в электрической энергии, а также от вида водоема, т.е. способности воды создавать напор в заданном направлении.

Для изготовления простейшей конструкции потребуется автомобильный генератор, велосипедное или иное колесо, пара шкивов разного диаметра или звездочек, а также металлический профиль (уголок), какой есть в наличии.

Из металлического профиля изготавливается конструкция крепления колеса и генератора. Колесо можно расположить параллельно или перпендикулярно плоскости воды, это зависит от вида водоема. На колесе крепятся лопасти, изготавливаемые из металла, пластика, фанеры или иного материала. На ось колеса крепится шкив (звездочка) большего диаметра.

Монтируется генератор, на его вал крепится шкив (звездочка) меньшего диаметра. Шкивы соединяются посредством ременной передачи, звездочки – посредством цепи. К выводам генератора подсоединяются провода. Колесо помещается в воду. Установка готова к работе.

Особенности установки и эксплуатации автономных источников

Для того, чтобы установить на своем загородном участке, даче или в квартире, альтернативный источник получения электрической энергии, не требуется получение каких — либо разрешений и согласований. Это право каждого пользователя, определять для себя самостоятельно, каким способом обеспечивать себя и своих близких электричеством.

Тем не менее, при строительстве устройств, обладающих большой мощностью, необходимо учитывать факторы, влияющие на окружающую среду и проживающих рядом соседей.

Так при использовании:

  1. Энергии солнца – при размещении большого количества солнечных панелей, потребуются значительные площади, в связи с чем, возможно потребуется оформлять документы на дополнительные земельные участки.
  2. Энергии ветра – необходимо учитывать, что ветровые генераторы, в процессе работы, издают шум, что может негативно отразиться на окружающих.
  3. Энергии воды – в случае устройства плотины, выводится из эксплуатации определенное количество земли, что необходимо учитывать при строительстве.
  4. Биотопливо – при производстве газообразного вида данного источника энергии, запах, является постоянной составляющей процесса производства. Это необходимо учитывать при создании данного способа производства электрической энергии.

Кроме того, что нет запретов на установку оборудования производящего электрическую энергию с использованием альтернативных источников, так существует еще и закон, в соответствии с которым, каждый гражданин, выполнивший монтаж оборудования мощностью до 30,0 кВт, и получающий избыточную электрическую энергию, которую сам не может использовать – имеет право ее продавать сторонним потребителям. Это право получило название «Зеленый тариф».

Автономное отопление и котельная в многоквартирном многоэтажном жилом доме

С каждым годом стоимость коммунальных услуг, будь то электроэнергия или горячее водоснабжение, стремительно растет. Увы, это происходит как по причине обычной инфляции и удорожании энергоносителей, так и из-за банальной жадности поставщиков услуг. Именно поэтому сегодня все больше и больше людей ищут альтернативу, позволяющую снизить поборы, которые, судя по всему, через несколько лет станут просто неподъемными.

Автономная котельная в многоквартирном доме

И многие люди находят решение этой проблемы. Одна котельная на многоквартирный дом способна полностью удовлетворить потребности всех жильцов, обеспечивая им качественное отопление, а также подачу нужного количества горячей воды. Однако установка собственной автономной котельной — это крайне серьезное решение, которое нельзя принимать, не обдумав все и не взвесив сто раз все «за» и «против». А для этого следует знать как о плюсах, так и о минусах данного решения.

Вернуться к оглавлению

Содержание материала

Достоинства и недостатки автономной котельной

Итак, вы раздумываете над возможностью установки собственной котельной, которая бы обогревала весь многоквартирный дом и подавала горячую воду в каждую из квартир. О каких достоинствах и недостатках вам следует знать, чтобы принять верное решение, которое не заставит вас раскаиваться в будущем?

Схема отопительной системы в многоквартирном доме

Для начала стоит рассказать о недостатках, так как их значительно меньше.

  1. Высокая изначальная стоимость проекта – закупка самого оборудования, его монтаж и подведение коммуникаций к каждой из квартир. Да, изначально каждому из владельцев квартиры в доме придется вложить немалую сумму, чтобы коллектив жильцов смог совершить столь дорогостоящую покупку. Многие из владельцев могут просто отказаться от столь значимой траты, хоть и разовой.
  2. Необходимость поддержания всей системы в рабочем положении. Если при подключении к теплоцентрали все обязанности по обслуживанию оборудования ложатся на плечи специалистов компании, предоставляющей услуги, то теперь при любой поломке решать проблему придется своими силами. А значит, нужно будет нанимать специалистов, которые будут проводить регулярный осмотр техники, а при выявлении поломок – чинить их. Это может доставить лишние хлопоты и финансовые затраты.

На этом основные недостатки автономной котельной исчерпываются. Конечно, они весьма значимы, из-за чего сегодня далеко не в каждом доме установлена мини-котельная. Но все же количество таких мини котельных стремительно растет. Почему? Из-за приведенных ниже достоинств автономного отопления.

  1. Полная независимость от городских монополистов в ЖКХ. Всем прекрасно известно, что в каждом городе существует всего одна компания, предоставляющая услуги по отоплению и подаче горячей воды в жилые многоквартирные дома. И они могут практически неконтролируемо повышать стоимость своих услуг. Если же вы устанавливаете собственную котельную, то у монополистов больше не будет рычагов давления на вас.
  2. Сведение теплопотерь к минимуму. Как показывает практика, проходя через многокилометровые теплотрассы, теплоноситель (горячая вода) теряет до 30% полученного тепла (в зависимости от удаленности от городской котельной). Пример теплопотерь в многоквартирном доме

    А за это тепло вынуждены платить также конечные потребители. В автономных же отопительных системах теплопотери измеряются долями процентов. Так что уже за счет этого оплата снижается на треть.

  3. Котельная, отапливающая один дом, а не тысячи, легко настраивается. Если в квартирах становится слишком жарко, можно легко уменьшить расход топлива, а в морозные дни – увеличить. Благодаря этому температура в помещениях всегда будет оптимальной, устраивающей каждого из обитателей. Не придется проветривать помещения, снижая температуру и вместе с тем выпуская на улицу тепло, за которое заплачены немалые деньги. Но в то же время не придется пользоваться дополнительными источниками тепла (электрическими нагревателями), чтобы поддерживать достаточно высокую температуру в квартире.
  4. Чтобы котельная многоквартирного жилого дома содержалась в идеальном порядке, достаточно нанять одного диспетчера, следящего за показаниями всех приборов, а также одного-двух приходящих наладчиков, которые задействуются только при обнаружении поломок. Если же ваш дом подключен к городской теплотрассе, вам придется оплачивать услуги не только десятков (или даже сотен) рядовых монтажников, но и сотен бухгалтеров, директоров, их заместителей, секретарей, водителей и многих других. На этом также экономятся немалые деньги.
  5. В большинстве случаев отопление домов, подключенных к городской теплоцентрали, начинается с 15 октября и заканчивается к 15 апреля. И даже если осень и весна выдаются необычно холодными или теплыми для данной местности, сменять даты начала и конца отопительного сезона никто не будет. Поэтому в межсезонье в квартирах нередко бывает слишком жарко или слишком холодно. Наличие автономной котельной позволяет включать и отключать отопление именно тогда, когда это необходимо. Чаще всего такие решения принимаются советом жильцов дома. Конечно, это позволяет не только сократить расходы на отопление, но и поддерживать оптимальную температуру в помещениях, независимо от температуры за стенами дома.

Какой же вывод можно сделать из всего вышесказанного?

Автономная котельная нуждается в большем внимании и постоянном уходе со стороны жильцов или специально нанятых специалистов.

Зато она позволяет ежемесячно экономить немалые деньги. Поэтому все первоначальные затраты довольно быстро будут компенсированы, и совсем скоро вы заметите, что у вас появились свободные деньги, которые раньше уходили на оплату счетов за коммунальные услуги.

Вернуться к оглавлению

Где должна быть расположена котельная

Очень серьезным вопросом является правильное расположение котельной. Чаще всего в многоквартирных домах котельные устанавливают либо на крыше, либо в подвале. Проекты частных домов с котельной предусматривают наличие последней только в подвале или цокольном этаже.

Правда, иногда также можно увидеть котельные, расположенные в небольших постройках, стоящих в нескольких десятках метров от дома. Это может стать удачным решением: нет необходимости поднимать и монтировать оборудование на крыше здания, но в то же время не создается угрозы взрыва из-за утечки топлива и его скопления в подвале здания.

Но все же этот способ не слишком популярен: необходимость дополнительной постройки, заливки фундамента и проведения большого объема земельных работ отпугивает многих потенциальных владельцев автономных отопительных котлов. Поэтому обычно рассматривается только два варианта – котел на крыше и в подвале. И о них стоит рассказать чуть подробнее.

Так выглядит котельная на крышеВернуться к оглавлению

Чем хороша котельная в подвале

Монтаж котельной в подвале обычно доставляет значительно меньше хлопот и проблем: не нужно поднимать оборудование, весящее много центнеров, на крышу пятиэтажного (или более высокого) здания. Кроме того, не нужно проводить ряд сложных расчетов, позволяющих определить, выдержит ли крыша дополнительную нагрузку, а если нет, то насколько и как лучше укрепить несущие конструкции.

Однако есть и определенные ограничения: котельная в подвале не должна работать на взрывоопасном топливе.

Поэтому газовые и дизельные котлы нельзя устанавливать в подвале. Дело в том, что возгорание и взрыв резервуаров с топливом в подвале здания ставит под угрозу целостность всего многоквартирного дома, а также жизнь и здоровье жильцов. В подвале можно устанавливать только твердотопливные и электрические котельные.

Пример котельной в подвале дома

Последняя неудобна из-за высокой стоимости электроэнергии: расходы на содержание электрического отопительного котла практически невозможно окупить. Твердотопливные сложны в обслуживании: топливо (дрова, кокс, уголь, торф) необходимо загружать вручную, от 2 до 4 раз в сутки.

Также стоит отметить, что при установке котельной в подвале серьезные проблемы могут возникнуть при монтаже и установке дымохода. Его верхняя точка должна быть выше, чем дом, в подвале которого установлена котельная, а также выше домов, находящихся поблизости. Хотя некоторые современные проекты многоквартирных домов эту проблему учитывают.

Вернуться к оглавлению

Почему крышные котельные более популярны

По приведенным выше причинам большей популярностью пользуются крышные котельные для многоквартирных домов. Здесь нет никаких ограничений по виду используемого топлива. Поэтому в большинстве случаев на крышах можно увидеть газовые котлы – экономичные, эффективные, удобные в эксплуатации.

Схема работы крышной котельной

Серьезный плюс: нет нужды ломать голову над обеспечением достаточной вентиляции, необходимой для каждого помещения котельной. Сложностей при расчете и монтаже дымоотводов обычно также не возникает.
Использование газа в качестве основного энергоносителя значительно облегчает процесс эксплуатации. Установка специализированного дополнительного оборудования позволяет запускать отопительный котел автоматически, как только температура в помещениях достигнет установленного минимума. Как только температура повысится до должного уровня, котел сразу отключится, благодаря чему экономится большое количество топлива и, соответственно, деньги владельцев квартир.

Другими словами, необходимость в постоянном присутствии диспетчера становится ненужным: весь процесс работы отопительного котла становится автоматизированным.

Современные газовые котельные максимально просты в эксплуатации.

Поэтому не обязательно быть дипломированным инженером, чтобы разобраться в его устройстве. Включить или отключить котел, а также повысить или понизить его мощность может любой из жильцов дома.

Вернуться к оглавлению

Как подобрать оборудование для котельной

Люди, хотя бы раз в жизни сталкивающиеся с подбором и покупкой оборудования для отопления, прекрасно знают, насколько обширный и сложный комплекс представляет собой отопительный котел. Так что если вам нужна котельная на крыше многоэтажного дома, лучше будет обратиться к специалистам.

Опытные инженеры смогут провести все необходимые расчеты. При этом учитывается средняя зимняя температура, а также минимумы по месяцам, интенсивность и направление ветра, утепление квартир, материал и толщина стен, вид используемого топлива и многое другое. В результате они подберут котел подходящей мощности, а также соответствующее оборудование, чтобы в каждой из квартир было тепло и уютно круглый год.

Жители частных домов смогут сами производить электроэнергию и поставлять ее в сеть

Закон вводит понятие «объект микрогенерации», наделяет его владельца – потребителя электроэнергии правом производить и продавать электроэнергию, а также определяет некоторые аспекты регулирования такой деятельности.

После принятия законопроекта любой житель частного дома, у которого установлен объект микрогенерации, сможет не только обеспечивать себя электроэнергией, но выдавать в сеть, то есть продавать гарантирующему поставщику непотребленные им самим «излишки» по средневзвешенной цене оптового рынка. Объем такой выдачи не может превышать 15 кВт. Объект микрогенерации может быть любым — как на базе только ВИЭ (например солнечная панель или ветроустановка), так и на базе комбинированных решений, сочетающих традиционные источники энергии (например дизель) и ВИЭ.

Предельная цифра в 15 кВт обусловлена тем, что присоединение небольших объектов генерации к общей сети имеет целью бытовое потребление и не должна угрожать безопасности самих потребителей и энергосистемы в целом. Порядок присоединения таких объектов будет упрощенным, это поможет гражданам обойтись без излишней бюрократии.

Как заявил Председатель Комитета по энергетике Павел Завальный Завальный
Павел Николаевич Депутат Государственной Думы избран по избирательному округу 0222 (Ханты-Мансийский – Ханты-Мансийский автономный округ — Югра) , принятие закона будет способствовать достижению целей, поставленных Президентом России.

«Признание и создание нормативной базы микрогенерации полностью соответствует мировым тенденциям децентрализации, декарбонизации и некоторой персонализации электроэнергетики. Он будет способствовать развитию экологически чистых, приближенных к потребителю технологий энергообеспечения, в первую очередь в труднодоступных, удаленных и изолированных районах, позволит предотвратить перебои с электричеством, сгладить пики потребления и сократить затраты потребителей», — уверен Павел Завальный.

Жизнь за пределами сети: как вырабатывать собственное электричество

Когда мы с женой переехали в Монтану, мы нашли удобный дом на нескольких акрах земли с видом на горы.

Была только одна загвоздка — дом был отключен от электросети. Фактически, каждый в подразделении генерировал свою собственную энергию, включая отель типа «постель и завтрак» поблизости.

Это не значит, что он был примитивным. В доме были солнечные батареи, ветряная турбина, аккумуляторная батарея и инвертор, генератор и полный набор бытовой техники, включая стиральную машину и сушилку, холодильник, плиту, спутниковое телевидение, пропановую печь и даже посудомоечную машину.

Поскольку я работал на когенерационной электростанции до приезда в Монтану, я не слишком беспокоился о выработке собственной электроэнергии, поэтому мы купили дом.


Солнечная панель с трекером

Жизнь вне сети

Предыдущий владелец показал мне важные объекты и рассказал, как с ними работать. Когда мы въехали, мы вставили компактные люминесцентные лампы в каждую розетку, запрограммировали термостат на автоматическое понижение температуры ночью и обязательно выключили свет, когда выходили из комнаты.Мы думали, что у нас все под контролем.

На третью ночь в доме мы легли спать, как обычно, под слабый шум ветра снаружи, звук, который мы уже начали получать, потому что он генерировал большую часть нашей энергии. Посреди ночи меня разбудил звук — ничего. Ни гула холодильника, ни вентилятора печи, ни ветра. Крошечный индикатор питания на датчике угарного газа не светился, как и цифровой дисплей на радиочасах. У нас не было силы.


Ветряная турбина

Я встал и вышел на улицу, чтобы проверить силовое оборудование.Очевидно, ветер утих ночью, и небольшое количество потребляемой энергии истощило батареи. Я запустил бензиновый генератор, и он начал подавать электроэнергию в наш дом и заряжать батареи.

Я только что усвоил первый урок энергии ветра и солнца: на них не всегда можно рассчитывать, когда они вам нужны. Независимо от того, где вы находитесь, солнце всегда заходит, а ветер перестанет дуть.

6 способов получения зеленой энергии в домашних условиях

Самый простой способ для большинства домовладельцев сократить свои счета за коммунальные услуги — это сократить потребление энергии за счет самодисциплины и повышения эффективности.Но для тех, у кого есть время и деньги для инвестирования, установка одной или нескольких систем зеленой энергии может принести большую и долгосрочную экономию, при этом делая больше для защиты окружающей среды.

Выбор и покупка системы зеленой энергии для жилых домов может стать большим проектом. Некоторые системы могут быть нерентабельными для вашего дома, а другие могут быть вообще несовместимы. Но как только вы определитесь с вариантами и установщиками в вашем районе, вы можете быть удивлены тем, что находится в пределах вашего ценового диапазона.

Изучите местные правила и стимулы для использования зеленой энергии

Прежде чем вы увлечетесь, следует иметь в виду несколько важных факторов.Во-первых, штаты и муниципалитеты различаются способами регулирования некоторых систем возобновляемой энергии, особенно солнечных батарей и ветряных турбин. Если выясняется, что ваш город серьезно ограничивает одно или то и другое, полезно выяснить это на раннем этапе. Позвоните в местную мэрию или проконсультируйтесь с местным установщиком ветряных и солнечных батарей, чтобы узнать, что разрешено в вашем районе.

Во-вторых, могут существовать налоговые льготы и другие стимулы, которые сделают для вас более доступным приобретение системы зеленой энергии.С 2018 года федеральный налоговый кредит на возобновляемые источники энергии для жилищного строительства был продлен до конца 2021 года и распространяется на такие системы, как солнечные панели, ветряные турбины, геотермальные тепловые насосы и солнечные водонагреватели. Ваш штат может предлагать дополнительные налоговые льготы, а у ваших местных коммунальных предприятий даже могут быть программы, упрощающие установку возобновляемых источников энергии.

Производство электроэнергии дома

1. Солнечные батареи для жилых домов

Каждый лучик солнца, падающий на вашу крышу, — это бесплатное электричество.Все, что вам нужно, это солнечная панель для его захвата. И отчасти благодаря вышеупомянутой налоговой льготе многие домовладельцы участвуют в акции.

Панели солнечных батарей

должны устанавливаться профессионалами, и многие установщики без каких-либо обязательств проведут оценку вашего дома, чтобы определить лучшие места для установки и предложить оценку. Некоторые могут даже установить солнечную черепицу, которая придаст более обтекаемый вид.

Энергию, вырабатываемую солнечными панелями, нужно сразу же использовать или хранить.Когда ваш дом потребляет больше энергии, чем вырабатывают солнечные батареи, солнечная энергия просто компенсирует количество электроэнергии, которое вам нужно покупать из сети. Но когда вы производите больше, чем используете, вы можете продавать эту избыточную энергию обратно в электросеть, что еще больше снизит ваши счета. Другой вариант — купить домашнюю батарею, которая может хранить эту энергию до тех пор, пока она вам не понадобится после наступления темноты.

2. Ветряные турбины

Вам не нужны огромные турбины, которые вы видите на ветряных электростанциях, для выработки зеленой энергии для вашего дома.Такой маленький пропеллер, как крышка мусорного ведра, может значительно сократить ваши домашние счета за электроэнергию, если он установлен в достаточно ветреном месте.

Профессиональная установка здесь также является ключевым моментом, как для обеспечения безопасности турбины, так и для ее размещения там, где до нее дойдет ветер. И, как и в случае с солнечными батареями, вы должны использовать ее или терять, когда вы генерируете энергию с помощью ветряных турбин.

3. Солнечные и ветровые гибридные системы

Если у вас солнечные дни и ветреные ночи, гибридная солнечно-ветровая система может быть идеальным вариантом для вашего региона.Эта комбинация повышает вероятность того, что ваш дом будет вырабатывать электричество круглосуточно, поэтому теоретически вы можете полностью отключиться от сети, добавив домашний аккумулятор.

4. Микрогидроэнергетические системы

Есть проточный ручей на вашем участке? Вы можете направить поток воды через небольшую турбину и позволить току генерировать бесплатное электричество 24 часа в сутки. Система микрогидроэнергетики часто даже лучше, чем гибридная система, потому что поток воды более постоянный и надежный, чем ветер и солнце.

5. Солнечные водонагреватели

Если полная система солнечных панелей выходит за рамки вашего ценового диапазона, но у вас все еще есть солнечная недвижимость на вашей крыше, солнечный водонагреватель — менее дорогой способ получить некоторую бесплатную энергию. В большинстве солнечных водонагревателей сам резервуар хранится на крыше как часть установки, что придает ему более громоздкий вид. Но это позволяет солнцу выполнять работу по поддержанию одного из самых больших источников энергии в вашем доме.

6. Геотермальные тепловые насосы

Температура под землей намного более стабильна, чем температура в наших домах, и зимой геотермальный тепловой насос может украсть часть этого скрытого тепла.Эти системы используют замкнутый контур труб для перекачки жидкости через подземный канал в ваш дом и обратно под землю. Внутри дома теплообменник использует тепло от труб для обогрева жилых помещений при минимальном расходе энергии.

Возобновляемые источники энергии — это разумный способ сократить ваши счета и снизить нагрузку на окружающую среду. И с таким количеством различных способов вернуть его домой, производство собственной энергии может оказаться более возможным, чем вы ожидали.

О Джоше Крэнке

Джош Крэнк — внештатный писатель и маркетолог с опытом работы в юридической журналистике, написании путевых заметок и маркетинге для различных коммерческих отраслей.В Direct Energy он идеально подходит для написания статей об обслуживании и ремонте дома, энергоэффективности и технологиях умного дома. Джош живет со своей женой, маленьким сыном и бесконечно воющей смесью гончих и бассет-хаундов в Новом Орлеане.

Производство собственной электроэнергии | Умные дома

Выработка собственного электричества может снизить затраты на электроэнергию и обеспечить надежность энергоснабжения.

Для сельской недвижимости это может быть единственный практичный и экономичный вариант.Для городской недвижимости «микрогенерация» также может быть привлекательным вариантом при определенных обстоятельствах.

Есть несколько вариантов, от солнечных, ветряных и гидроэнергетических до традиционных дизельных генераторов.

Зачем вырабатывать собственное электричество?

Рентабельность

Производство собственной электроэнергии в долгосрочной перспективе может оказаться дешевле, чем продолжение использования энергии от местных линий, особенно для объектов, имеющих доступ к хорошим возобновляемым ресурсам (ветровым или солнечным).

Для собственности в удаленных районах подключение к местным линиям может стоить десятки тысяч долларов. Выработка собственного электричества может обойтись дешевле. Это также может быть вариант в городских условиях. В настоящее время затраты на установку относительно высоки, но они снижаются.

Если вы подключены к сети и вырабатываете собственное электричество, вы можете продать излишки обратно своей энергетической компании.

Гарантированное подключение

Если вы можете генерировать и хранить собственное электричество, индивидуально или совместно с соседями, вы можете быть уверены в надежности электроснабжения даже в случае отключения электроэнергии или закрытия вашей местной электросети.Это дает вам гораздо большую независимость от сети и может быть полезно во время гражданской чрезвычайной ситуации или плохой погоды.

Воздействие на окружающую среду

В 2016 году почти 84 процента электроэнергии Новой Зеландии вырабатывается из возобновляемых источников, таких как гидроэнергия, ветер, биоэнергия и геотермальная энергия. Остальное происходит от сжигания ископаемого топлива, такого как газ или уголь, процесса, который приводит к выбросам парниковых газов и способствует изменению климата.

New Zealand Energy Quarterly на веб-сайте MBIE содержит информацию о производстве энергии в Новой Зеландии.

По мере увеличения спроса и выработки дополнительной электроэнергии эти выбросы, вероятно, увеличатся. Снижая спрос на электроэнергию от местных линий и вырабатывая ее самостоятельно с использованием возобновляемых источников энергии, таких как гидро-, ветровые или фотоэлектрические элементы, вы поможете сократить выбросы парниковых газов в Новой Зеландии и свой личный углеродный след.

Как вы можете вырабатывать собственное электричество?

Варианты для выработки собственной электроэнергии включают:

  • фотоэлектрические (PV) системы
  • ветряные турбины
  • микрогидравлические системы
  • Двигатели на биомассе и биогазе
  • дизельные или биодизельные генераторы.

Ветряные, фотоэлектрические, гидроэнергетические, биогазовые и биодизельные источники используют возобновляемые источники энергии, не производят чистых вредных выбросов и — в зависимости от ваших обстоятельств — могут предложить рентабельные варианты производства электроэнергии.

Если вы уже подключены к сети, переход на эти системы может оказаться относительно дорогим вариантом. Тем не менее, все это стоит учитывать, особенно в отношении недвижимости в удаленных местах — а цена снижается из года в год.

Биомасса и биогаз

Биомасса — это органический материал, который можно использовать для производства электроэнергии, тепла и трансформировать в топливо для транспорта.Примерами биомассы являются древесная щепа, обрезки древесины, бумажные изделия, растительные остатки, навоз и сточные воды. Если фабрики или фермы производят много отходов биомассы, может быть экономически выгодно использовать эти отходы для выработки электроэнергии.

В домашних условиях более эффективно сжигать сухую биомассу в дровяной печи для отопления и нагрева воды или в случае листьев и садовых отходов для ее компостирования.

При разложении органических отходов в отсутствие кислорода образуется смесь метана и диоксида углерода.Этот биогаз можно использовать вместо природного газа для отопления, охлаждения, приготовления пищи и производства электроэнергии. Метан и углекислый газ являются парниковыми газами, но лучше сжечь метан, чем позволить ему попасть в атмосферу.

Биогаз полезен для фермеров, которым приходится избавляться от большого количества отходов животноводства. Однако биогазовая установка требует технического обслуживания и эксплуатационного внимания, поэтому может подходить только для крупных хозяйств.

Дизель-генераторы

Дизель-генераторы уже много десятилетий используются для выработки электроэнергии в удаленных местах.

Они также используются для аварийного производства электроэнергии в случае отключения электроэнергии. Они есть в больницах, компьютерных центрах и других важных зданиях.

При использовании системы возобновляемой энергии (особенно ветровой или солнечной) вам может понадобиться генератор в качестве резервного. Он может запуститься автоматически, если заряд аккумулятора станет слишком низким, например, в безветренный или пасмурный день.

Они просты в использовании и могут обслуживаться любым механиком в гараже. Но у них есть недостатки: шум, затраты на топливо, неудобство заправки, выхлопные газы (включая парниковые газы и другие опасные загрязнители воздуха), износ и затраты на техническое обслуживание.

Хранение и использование электроэнергии

Если вы производите собственное электричество — особенно с помощью ветряных, гидро- или фотоэлектрических систем — вы можете либо быть подключены к сети (и подавать излишки электроэнергии обратно в нее), либо быть независимыми (стенд -одельная энергосистема). Если у вас автономная система, вам потребуется:

  • иметь батареи для хранения энергии по мере ее выработки
  • имеет дополнительную опцию генерации для обеспечения бесперебойного питания.

Если вы подключены к сети, вы будете подключены к местной электросети и сможете экспортировать избыточную электроэнергию, а также использовать электроэнергию от сети в качестве резервной для вашей системы. Использование сети для хранения данных означает, что вы можете сэкономить на размещении локальных аккумуляторных батарей.

Батареи

Если вы используете батареи, вам понадобится достаточно емкости для хранения электроэнергии для ваших нужд, когда ваши генераторы не работают. Это может быть эквивалентно нескольким дням поставки, если вы полагаетесь на прерывистые источники генерации, такие как ветряные турбины или солнечные фотоэлектрические установки.

Ваши батареи также должны будут иметь возможность накапливать электроэнергию для удовлетворения вашего пикового спроса, когда несколько приборов включены одновременно.

Это должны быть батареи глубокого разряда. Большинство аккумуляторов, например используемых в транспортных средствах, повреждаются, если вы израсходуете слишком много заряда. Те, у кого глубокий цикл, могут выдержать обычную разрядку ниже 50%.

Есть множество вариантов, но свинцово-кислотные батареи являются самыми дешевыми для крупномасштабного хранения. В системах возобновляемой энергии обычно используются так называемые мокрые батареи, а не герметичные или гелевые батареи.

Батареи выделяют едкие и легковоспламеняющиеся газы на последних этапах зарядки, поэтому их следует устанавливать в хорошо вентилируемом помещении, по возможности отдельно от дома.

Их необходимо правильно установить и обслуживать, чтобы они были в безопасности и в хорошем состоянии. Проконсультируйтесь с вашим поставщиком и следуйте инструкциям производителя. Может потребоваться их замена каждые 6-8 лет.

Банк батарей, достаточный для автономной системы в одном доме, может стоить от 10 000 до 30 000 долларов, в зависимости от того, сколько энергии вам нужно хранить.

Другое оборудование

Если у вас есть собственная система выработки электроэнергии и вы храните энергию в батареях, вам понадобится другое оборудование, такое как:

  • инвертор для преобразования постоянного тока, хранящегося в батарее, в переменный ток 230 В ( AC) используется в стандартных приборах
  • выпрямитель для преобразования переменного тока в постоянный перед аккумулятором
  • контроллер, чтобы убедиться, что выходное напряжение составляет 230 В и 50 Гц, а аккумулятор не перезаряжается (он передает избыточную мощность на элемент сопротивления, который может сильно нагреваться).
  • , которые должны быть достаточно толстыми, чтобы выдерживать самый высокий ток.Чем они короче, тем меньше энергии вы потеряете в пути. Если они должны быть длинными, напряжение необходимо увеличить — а это значит, что вам понадобится дополнительное оборудование для изменения уровней напряжения.

Обратите внимание, что для работы с этими системами обычно требуется лицензированный электрик.

Продажа в сеть

Ваш розничный продавец электроэнергии будет продавать вам электроэнергию по одной цене и может покупать у вас электроэнергию по другой цене. Вам понадобится контракт с продавцом.

В зависимости от того, как вы генерируете электроэнергию, линейная компания может не принимать очень небольшие количества колеблющейся мощности.Это может означать, что вам придется использовать батарею в качестве промежуточного накопителя, прежде чем отправлять питание обратно в сеть.

Разные поставщики допускают разные варианты, поэтому проверьте перед установкой системы. Если вы подключены к сети, вам придется платить ежемесячную плату за поставку.

Вам также понадобится система управления, которая предотвращает передачу энергии в сеть, когда сеть не работает, чтобы обеспечить безопасность всех, кто работает на линиях.

Энергоэффективность

Производство электроэнергии в домашних условиях стоит дорого, поэтому вы не хотите покупать систему большего размера, чем вам нужно.

Перед установкой любого типа домашнего генерирующего оборудования убедитесь, что вы сокращаете потребление электроэнергии с помощью изоляции, энергоэффективных лампочек, газового приготовления, солнечного нагрева воды и т. Д.

Я полностью переоборудовал дом на электричество. Вот как это работало — и сколько это стоило

Барри Корица — генеральный директор калифорнийской компании Cinnamon Energy Systems.

***

Я пишу это в Сан-Хосе, под марсианским красным небом, иногда падающим легким пеплом и слабым запахом дыма в воздухе.Выработка солнечной энергии снизилась на 60 процентов, несмотря на то, что горящие пожары находятся по крайней мере в 50 милях отсюда.

Некоторые говорят, что это новая норма. По всей вероятности, ситуация будет ухудшаться, поскольку мы будем испытывать больше экстремальных погодных явлений и повышения уровня моря из-за таяния ледяных щитов. Многие люди в Калифорнии буквально бессильны, поскольку наша коммунальная инфраструктура не успевает за последствиями изменения климата, усиленными растущими потребностями нашего общества в электроэнергии.

К счастью, с доступными в настоящее время солнечными батареями, солнечными батареями и тепловыми насосами каждое двухэтажное здание с солнечной крышей может быть чистым генератором энергии — по сути, с отрицательным выбросом углерода.Более того, с подключенными к сети батареями здания могут легко обеспечить отказоустойчивость, в которой нуждается наша сеть во время перебоев в подаче электроэнергии и отключений электроэнергии.

Помимо альтруизма, генерация дешевле, чем консервация существующих зданий. Более рентабельно добавить солнечную батарею и аккумуляторы, чем повышать эффективность оболочки здания или заменять существующее оборудование HVAC до его окончания на новое высокоэффективное оборудование.

Пора сжечь мост к природному газу

Бывший U.Министр энергетики Эрнест Мониш позиционировал природный газ как мост к возобновляемым источникам энергии. Мы перешли этот мост; местные возобновляемые источники энергии теперь дешевле природного газа для всех применений, кроме промышленного тепла и дальних перевозок.

Человечество столкнулось с чрезвычайной ситуацией, связанной с изменением климата, «готовой всеми руками». Поскольку солнечные батареи и накопители на крыше могут быть установлены быстро и недорого, мы не должны останавливаться на нулевом выбросе углерода — мы должны стремиться сделать все здания углеродно-отрицательными как можно быстрее.

Экономика клиентов для использования возобновляемых источников энергии на месте является убедительной. Рассмотрим дом, в котором для отопления помещений используется 1 000 термов природного газа в год; по цене 2 доллара за термостат, получается 2000 долларов в год. Существующие тепловые насосы потребляют 8 300 киловатт-часов в год для обеспечения того же количества тепла; по цене 0,30 доллара за киловатт-час, что эквивалентно примерно 2500 долларам за электроэнергию.

Однако при использовании солнечной энергии на крыше в уравнении со средней ставкой 0,10 долл. США / кВтч годовые эксплуатационные расходы на тепловой насос составят 830 долл. США.Аналогичная энергетическая математика также показывает, что водонагреватель с тепловым насосом превосходит водонагреватель, работающий на природном газе.

Преодоление нашей зависимости от ископаемого топлива является сложной задачей, поскольку на здания приходится 28 процентов от общего потребления энергии в Калифорнии. К сожалению, существует ограниченная литература о реальных примерах электрификации существующих зданий. Является ли модернизация электрификации практичной, рентабельной и удобной? Могут ли здания ежегодно вырабатывать всю необходимую энергию?

Чтобы выяснить это, я приступил к проекту по полностью переоборудованию 50-летнего дома в Сан-Хосе на электричество.Больше никаких ископаемых видов топлива.

По пути я столкнулся с несколькими камнями преткновения, но также получил несколько очень положительных сюрпризов. Следующее обсуждение разбивает опыт электрификации зданий на три основных этапа: подготовка, создание и преобразование.

Подробности показаны в следующей таблице и в обсуждении ниже.

Приготовление: Низко висящие фрукты

Принято считать, что начать с энергоаудита. Я использую программы энергоаудита более 40 лет, в том числе программу советника по энергетике в домашних условиях Министерства энергетики США.К сожалению, в этих программах редко учитываются местные тарифы на коммунальные услуги, стимулы для использования солнечной энергии и накопителей, а также снижение затрат на солнечную энергию и накопление, а также новые тепловые насосы и бытовые приборы.

Мой противоположный совет — отложить энергоаудит и вместо этого сосредоточиться на низко висящих фруктах — как правило, на светодиодном освещении; герметизация протекающих окон, дверей и воздуховодов; и эффективное управление электроприборами при самых низких тарифах на электроэнергию.

Тем не менее, есть некоторые продукты и услуги, которые предоставляют отчеты о потреблении электроэнергии в режиме реального времени; Эти услуги весьма полезны для выявления и последующего сокращения потребления электроэнергии в зданиях.

Для этого проекта не имело экономического смысла повторно утеплять стены или модернизировать оставшиеся стеклопакеты. Тем не менее, древняя изоляция чердака была вакуумирована и добавлено 18 дюймов выдувной целлюлозы, что повысило значение R с менее 7 до 60.

Заменить все лампы накаливания и КЛЛ светодиодами было несложно. . Старый односкоростной насос для бассейна был заменен новым насосом с регулируемой скоростью, который настолько тих, что его можно использовать ночью, когда тарифы на электроэнергию были низкими.Устранение энергетических нагрузок вампиров, использование понижающего термостата и работы приборов в непиковое время дало дополнительную экономию.

Производство: солнечная энергия и накопители

После того, как простые и дешевые меры по повышению энергоэффективности будут реализованы, почти в каждом случае следующим шагом будет производство электроэнергии с помощью солнечной энергосистемы на крыше. Окупаемость этих систем происходит быстрее, чем при обновлении функциональной техники, добавлении дополнительной изоляции стен или замене дверей и окон.

Поскольку данных о предыдущем потреблении энергии в доме не было, было подсчитано, что около 10 кВт фотоэлектрических панелей на крыше приведет к нулевым счетам за электроэнергию, включая системы отопления, вентиляции и кондиционирования, подогрев воды, приготовление пищи, насосы для бассейнов и один электромобиль. Я также установил 20 кВтч накопителя энергии и два инвертора (один с возможностью зарядки электромобилей).

Текущие тарифы на электроэнергию составляют $ 0,48 / кВтч с 16 до 21:00. и 0,17 долл. США / кВтч в остальное время. Сохраняя солнечную энергию в батарее в течение дня (вместо того, чтобы продавать ее обратно в сеть по более низким дневным тарифам), а затем используя эту энергию в ночное время, потребители батарей могут эффективно избежать высоких пиковых тарифов на электроэнергию.Кроме того, есть очевидное преимущество наличия резервного питания для основных нагрузок в доме во время отключений электроэнергии, вызванных отказами коммунального оборудования, пожарами и отключениями электроэнергии в целях общественной безопасности.

Переоборудование: замена всех газовых приборов.

Покупка новых высокоэффективных приборов для замены существующих функциональных приборов редко бывает рентабельной. Лучше подождать, пока старые приборы не умрут, кроме случаев, когда эффективность существующего прибора крайне низка или есть другие причины (например, комфорт, шум или непреодолимое чувство вины за окружающую среду).

В рамках подготовки к этому проекту полной электрификации, первоначальная основная сервисная панель на 200 А была модернизирована до новой «солнечной» сервисной панели. Поскольку эта работа проводилась одновременно с установкой солнечных батарей и солнечных батарей, на эту модернизацию распространялась федеральная налоговая льгота.

Хотя существующая газовая печь была в рабочем состоянии, компрессор кондиционера работал ненадежно, а воздуховоды в доме были в плохом состоянии. Для обеспечения как отопления, так и кондиционирования воздуха была установлена ​​двухзонная система теплового насоса, а также два блока вентиляторов, новые воздуховоды и два термостата с подключением к Интернету.

Обратите внимание, что это была не «раздельная» бесканальная система, а скорее традиционная канальная система, в которой использовались существующие схемы вентиляции в каждой комнате. При работе эту высокоэффективную инверторную систему отопления, вентиляции и кондиционирования практически невозможно услышать. Кроме того, внешний компрессорный блок занимал меньше места, чем существующий цилиндрический компрессор кондиционера, а удаление старой газовой печи и системы вентиляции освободило дополнительное место в гараже.

В Сан-Хосе действует программа скидок, поощряющая установку водонагревателей с тепловым насосом.Существующий газовый водонагреватель на 65 галлонов был заменен на водонагреватель с тепловым насосом на 65 галлонов. Поскольку время использования обеспечивает дополнительные преимущества для стирки в непиковое время, газовая сушилка была заменена электрической сушилкой.

После того, как эти изменения были внесены в прибор, старинная газовая плита была единственным газовым прибором, оставшимся в доме. На замену этой газовой плите была установлена ​​индукционная плита, что завершило электрификацию дома. Однако остались два редко используемых уличных газовых прибора: газовый обогреватель для бассейна / спа и газовый гриль.Поскольку эти газовые приборы, загрязняющие окружающую среду, используются редко и не имеют убедительных электрических опций, их оставили на месте.

Извлеченные уроки

  • Дома, которые полностью электрифицированы — с тепловым насосом HVAC, водонагреватель с тепловым насосом, электрическая плита / духовка, электрическая сушилка, солнечная энергия, хранилище, EV — не могут обойтись меньшими электрическими услугами на 100 или 125 ампер. Затраты для отдельных потребителей могут варьироваться от 5000 долларов США за простое обновление электроснабжения до более чем 20 000 долларов США, если потребуется обновить подземную проводку или трансформаторы.Как правило, авансовые платежи за инженерные коммуникации и задержки составляют шесть месяцев и более. Города и штаты, планирующие электрифицировать существующие здания, должны найти способы упреждающей оптимизации и снижения затрат на модернизацию электроснабжения. Ни один домовладелец в здравом уме не будет ждать от трех до шести месяцев без отопления или горячей воды для обновления электричества. Они просто заменят вышедшие из строя газовые приборы на новые.

  • Технология тепловых насосов быстро развивается. Однако подрядчики HVAC могут не понимать проблем интеграции с солнечной энергией, накоплением и резервным питанием.Некоторые цитаты, которые я получил, рекомендуют природный газ или резервное электрическое тепло, а также более старую и менее эффективную технологию теплового насоса, которая не будет работать во время отключения электроэнергии. Установленный мультизональный инверторный тепловой насос компактен и эффективен, а также имеет низкое потребление рабочего и пускового тока.

  • Сантехники иногда путают водонагреватели с тепловым насосом с водонагревателями мгновенного действия или обычными водонагревателями с электрическим баком (что на самом деле запрещено в некоторых регионах).Для установки водонагревателя с тепловым насосом может потребоваться дополнительная электрическая цепь на 30 А, что является электрической задачей, выходящей за рамки работы обычных сантехников.

  • Определить размер солнечной системы довольно просто, если использовать исторические данные об энергии. Более сложные инженерные расчеты необходимы для определения дополнительной солнечной мощности, необходимой при рассмотрении водонагревателя с тепловым насосом, системы HVAC или электромобиля. При проектировании аккумуляторной системы необходимо учитывать как мощность, доступную от аккумулятора, так и энергоемкость аккумулятора, и эти требования к мощности / энергии зависят от размера солнечной системы, а также от устройств, которые, как ожидается, будут работать во время отключения электроэнергии.

  • Хотя оборудование для полностью электрических домов является надежным, большинство программного обеспечения и протоколов связи все еще находятся на начальной стадии. Эти системы (и соответствующие приложения для мобильных телефонов) редко общаются друг с другом. Самые большие проблемы в этом проекте связаны с настройкой этих приложений и обеспечением их надежного взаимодействия.

  • В этом проекте участвовали семь различных типов подрядчиков: изоляция, бассейн, электричество, солнечная энергия / накопление, HVAC, сантехника и столярные изделия.Домовладельцы, которые не знакомы с инженерными компромиссами, должны рассмотреть вопрос о найме консультанта, который разбирается в доступных вариантах оборудования, а также в местных нормах, тарифах на электроэнергию и льготах.

  • В этом проекте были значительно улучшены комфорт и безопасность. Электрическая система безопаснее; HVAC, водонагревание и приготовление пищи не создают выбросов или пожарной опасности; обогрев и охлаждение более тихие и комфортные; и резервное питание автоматическое, бесшумное и безопасное.

  • После года эксплуатации становится ясно, что солнечная система на крыше мощностью 10 кВт была бы подходящим размером.Однако во время установки были установлены дополнительные панели, в результате чего мощность системы увеличилась до 12,8 кВт. По истечении первого года система произвела 17 404 кВтч, что превышает сумму в 7 788 кВтч согласно счету за коммунальные услуги. Если бы дома заряжались два электромобиля, а не один, то избытка энергии было бы намного меньше. 20 кВтч накопителя энергии обеспечили достаточную мощность, чтобы избежать пикового энергопотребления в 335 дней в году из 365. Только в очень жаркие, дымные или пасмурные дни было необходимо потреблять электроэнергию в часы пик.

Политические рекомендации

Ощутимые последствия изменения климата вынуждают Калифорнию электрифицировать здания и транспорт в более короткие сроки. Все газовые приборы нуждаются в замене, а также необходима недорогая и надежная электроэнергия. Модернизация существующих зданий с использованием солнечных батарей и хранилищ — самый быстрый и наименее затратный способ достижения этой цели. Поскольку дополнительные затраты на добавление большего количества солнечной энергии и накопителей относительно невысоки, поощрение снижения выбросов углерода в зданиях выгодно для окружающей среды, энергосистемы и налогоплательщиков.

Эффективные переходы такого масштаба ускоряются за счет благоприятной экономики потребителей. С финансовой точки зрения существует частный капитал как от собственников зданий, так и от банковского сектора. Однако этот переход откладывается и сдерживается действующими коммунальными предприятиями. Стремление коммунальных предприятий, принадлежащих инвесторам, генерировать увеличивающуюся прибыль, в корне противоречит потребности Калифорнии в быстром переходе на безопасную и доступную электроэнергию; единственное решение — пересмотреть бизнес-модель коммунальных предприятий — задача не из легких.

Реальные результаты этого проекта предполагают три ключевых политики для улучшения экономики и ускорения электрификации зданий:

  1. Справедливая компенсация хост-клиентам

Потребители и инвесторы должны продолжать получать справедливую компенсацию как за энергию (кВтч), так и за мощность (кВт), которую они поставляют в сеть. Они должны получить компенсацию за инвестиции, которые они делают в солнечную энергию и накопители, тем более, что эти миллионы солнечных и аккумуляторных систем обеспечивают энергию и электроэнергию во время перебоев в подаче электроэнергии и отключений электроэнергии.Инвесторы в коммунальные услуги не должны использовать упущенную прибыль для увеличения затрат потребителей, особенно когда существуют более быстрые и менее дорогие альтернативы налогоплательщикам.

  1. Избавьтесь от бумажной работы, упростите стимулы, автоматизируйте межсетевые соединения

Эти ненужные бюрократические расходы добавляют 30 процентов или более к проектам электрификации, особенно связанным с улучшениями, которые связаны с электрической сетью. Управление стимулами и взаимосвязями должно быть вырвано из рук существующих отраслей, которые явно выступают против этих мер самогенерирования и сохранения.Это смехотворно, что коммунальные предприятия, принадлежащие инвесторам, настолько сознательно и эффективно неправильно управляют программами стимулирования, что затраты на обработку этих документов часто превышают ценность самого стимула. Задержки подключения от четырех до шести месяцев типичны для аккумуляторных проектов, соразмерно уменьшая финансовые выгоды для клиентов (пятимесячная задержка со счетом за электричество в 300 долларов означает, что дополнительные 1500 долларов идут коммунальному предприятию, а не экономятся клиентом).

  1. Модернизация жилой электрической инфраструктуры

Процесс модернизации электроснабжения дома нарушен, и его необходимо отремонтировать.Когда у домовладельца умирает водонагреватель или печь, или он покупает электромобиль, или он хочет установить солнечную батарею на крыше, чтобы удовлетворить все (или более) свои электрические потребности, или он хочет установить аккумулятор для резервного питания и услуг по поддержке сети , они не могут ждать шесть месяцев и потратить до 20 000 долларов на свое коммунальное предприятие, чтобы дойти до обновления услуги. Эти дополнительные расходы и задержки часто полностью сводят на нет усилия домовладельцев по электрификации. Лучшим курсом действий для правительства была бы координация модернизации электроснабжения для групп близлежащих домов.Домовладельцам не пришлось бы ориентироваться в непрозрачном наборе коммунальных и городских правил для модернизации, можно было бы выбрать одного подрядчика для выполнения дорогостоящих подземных и воздушных электромонтажных работ в районе, а домовладельцы могли бы затем электрифицировать свои дома, когда это будет удобно.

Ускоряя переход Калифорнии к электрификации, мы можем избежать наихудших последствий глобального потепления, одновременно улучшая окружающую среду и экономику. Хорошая новость заключается в том, что для поддержки этих усилий по электрификации существуют как технологии, так и экономика.

Производство электроэнергии вне сети: 4 лучших способа

Итак, вы подумали, подходит ли вам жизнь вне сети; вы знаете, что это означает, что вам больше не нужно платить за коммунальные услуги и вырабатывать всю собственную энергию, но что в этом замешано? Это не так просто, как поставить несколько солнечных батарей на крышу и назвать это хорошим; Когда дело доходит до выработки электроэнергии вне сети, существует несколько методов, которые можно комбинировать для выработки всей энергии, необходимой для комфортной жизни вне сети.

Подключитесь к автономному источнику питания с помощью солнечной энергии

Когда речь заходит о внесетевой энергии, большинству из нас приходит на ум солнечная энергия. Вариант с питанием от солнца, который включает в себя фотоэлектрические солнечные панели, инвертор и батареи, может обеспечивать много электроэнергии (особенно если вы получаете много солнечной энергии в месте проживания) в течение длительного времени без каких-либо движущихся частей и небольшого обслуживания. Обратной стороной, по крайней мере, на данный момент, является стоимость: полностью питать весь дом солнечными батареями редко бывает рентабельным, даже если учесть несколько десятилетий положительной отдачи от инвестиций.Добавьте к этому широкую вариацию солнечной экспозиции в зависимости от местоположения и тот факт, что солнечная энергия работает только тогда, когда солнце светит, и легко понять, почему солнечная энергия остается частью ответа, а не целиком.

Производство электроэнергии вне сети с помощью ветровой энергии

Если вы получите хорошие новости после того, как обратитесь в местную метеорологическую службу, чтобы узнать среднюю скорость ветра в вашем районе, производство электроэнергии с помощью ветряных турбин жилого размера — еще один вариант для внесетевой энергии.Зная диапазон средней скорости и скорости ветра, вы можете оценить, сколько электроэнергии будет производить данная система. Имейте в виду, что скорость ветра на определенном участке может значительно отличаться от средних по региону в зависимости от местной топографии.

Когда дело доходит до выбора турбины, размер имеет значение. Согласно Руководству по ветроэнергетике США, если типичный дом потребляет в среднем 830 кВт / ч электроэнергии в месяц, требуется турбина, вырабатывающая от 5 до 15 кВт (с учетом средней скорости ветра).Размер ротора турбины мощностью 10 кВт составляет около 23 футов в диаметре, и он установлен на башне, часто более 100 футов высотой. Если вы живете в городе или на небольшом участке, большой может не подойти, но у многих людей есть необходимая недвижимость для такого размера.

Как и в случае с солнечной батареей, у отключения энергии ветра от сети есть свои плюсы и минусы; Самая большая и очевидная проблема — это потребность в легком ветерке: если ветер не дует, турбина остается неподвижной и электричество не генерируется. Ветряные турбины также имеют движущиеся части, а это означает, что больше вещей, требующих обслуживания, могут выйти из строя.Но если у вас есть хороший постоянный сильный ветерок, дующий через задний двор, вы можете собирать его энергию на долгие годы.

Использование микрогидроэлектроэнергии для обеспечения жизнедеятельности сети

Вероятно, наименее известная из внесетевых энергетических систем, микрогидроэлектроэнергия использует источник проточной воды, например ручей, для выработки электроэнергии; он производится из энергии воды, текущей с верхнего уровня на более низкий уровень, который вращает турбину на нижнем конце системы.

По данным Energy Alternatives Ltd., производство электроэнергии на основе микрогидроэлектроэнергии может быть наиболее рентабельным из трех.«Наш опыт с микрогидросистемами показал, что гидроэнергетика будет производить от 10 до 100 раз больше энергии, чем фотоэлектрическая или ветровая, при тех же капиталовложениях». Если у вас хороший источник, он работает 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, обеспечивая много автономной энергии в течение длительного-длительного времени; Поскольку он производит гораздо более стабильную энергию, для хранения энергии требуется меньше батарей, потому что меньше (или ноль) времени, когда система не собирает энергию. Конечно, как и в случае с двумя другими, для этого требуются довольно специфические условия на месте; если у вас нет ручья на заднем дворе, вы не можете использовать микрогидро.

Сохранение

Если вы можете использовать то, что у вас есть, более эффективно, нет причин тратить больше, чтобы заработать больше. Несмотря на то, что проектирование с целью повышения эффективности — лучший способ достичь высокого уровня энергосбережения, существует множество вариантов модернизации изоляции и повышения эффективности, которые могут помочь сократить спрос. В Руководстве по энергосбережению Министерства энергетики США содержатся дополнительные советы по экономии денег и энергии в домашних условиях.

Новый must-have для тех, кто может себе это позволить? Их собственная электросеть.

По мере того, как из-за нарастающих сбоев в электроснабжении, связанных с погодными условиями, электрическая сеть страны подвергается ударам, все большее число домовладельцев ищут новые способы получить электроэнергию.

Для тех, у кого есть средства, этот поиск привел к буму микросетей, которые позволяют жителям подключать источники энергии, такие как природный газ, ветер или солнце, к технологиям, которые могут преобразовывать эту энергию в электричество.

«При отключении электроэнергии, которое длится несколько дней или недель, вы начинаете думать:« Хорошо, мне нужен план отключения электроэнергии », — сказал Исаак Мейз-Ротштейн, лидер U.S. Исследование микросетей с Wood Mackenzie, группой по исследованию и консультированию в области энергетики.

После бушующих лесных пожаров в Калифорнии, полного отключения электроэнергии в Пуэрто-Рико и ледяных штормов, захлестнувших Техас, некоторые домовладельцы в верхних эшелонах рынка жилья вкладывают тысячи долларов в солнечные панели и аккумуляторы, которые служат их основным источником электроэнергии — и в качестве резервное копирование при отключении питания в течение нескольких дней.

«За последние шесть месяцев мы, вероятно, увидели десятикратное увеличение спроса на жилую недвижимость», — сказал NBC News Закари Брэдфорд, генеральный директор Cleanspark, поставщика решений для микросетей и энергоснабжения.

Он объясняет увеличение спроса частично отключениями электроэнергии в Калифорнии в прошлом году и старением энергосистемы страны.

«Они берут средства к существованию в свои руки».

«Я не думаю, что эти проблемы легко решатся, и люди, у которых есть средства или доступ к программам, которые дают им средства, берут средства к существованию в свои руки», — сказал он.

Концепция независимой энергосистемы не нова. На протяжении десятилетий независимые электросети обеспечивали электроэнергией миллионы людей в отдаленных населенных пунктах на Аляске или в сельских районах континентальной части Соединенных Штатов, где традиционные линии электропередач не могли достичь их.

По данным Maze-Rothstein, более 2 миллионов домов уже оснащены солнечной энергией, и по крайней мере 70 000 из этих домов имеют батареи для хранения избыточной энергии, которая может быть использована во время отключения электроэнергии. Ожидается, что к концу 2021 года это число почти удвоится, поскольку домашние аккумуляторы в сочетании с солнечными панелями становятся все более распространенными.

«Одна из вещей, которые мы считаем важным психологическим сдвигом, заключается в том, что если вы всегда считали сеть надежной и у вас было одно- или двухчасовое отключение электроэнергии, все будет в порядке», — сказал он.

Ожидается, что в ближайшее десятилетие стоимость жилищных и коммерческих рынков возобновляемых источников энергии вырастет. Eaton, американская компания по управлению электроэнергией со штаб-квартирой в Ирландии, на прошлой неделе сообщила инвесторам, что, по ее оценкам, к 2030 году рынок микросетей будет составлять 40 миллиардов долларов по сравнению с 9 миллиардами долларов в этом году. Sunrun, которой принадлежит около 9% рынка солнечной энергии для жилых домов в США, только из Техаса увеличила посещаемость своей площадки на 350% после того, как в феврале месяцы похолодания оставили миллионы жителей штата без электричества на несколько дней.

«Мы взволнованы тем, что это значит для нас», — сказал Том фон Райхбауэр, финансовый директор Sunrun, поставщик услуг солнечной энергии, на презентации компании на прошлой неделе. «И я думаю, что в Техасе есть отличные возможности для солнечной энергии и хранения».

Хотя микросети — это всеобъемлющий термин, обозначающий различные способы преобразования энергии людьми в электричество, производство солнечной и ветровой энергии стало дешевле, а налоговые льготы штата и местные налоговые льготы могут еще больше снизить стоимость.

Хотя федеральное правительство и штаты, включая Флориду и Калифорнию, предлагают налоговые льготы и налоговые льготы в отношении стоимости установки солнечной энергии в доме, стоимость одной из этих систем означает, что она остается ресурсом, доступным только для богатых.

По словам соучредителя компании Анджело Кампуса, микрогрид-система на солнечной энергии под ключ от BoxPower, международной компании по солнечной энергии, может стоить до 45 000 долларов в зависимости от размера дома. Для сравнения: генератор пропана будет стоить примерно вдвое дешевле — без долгого ожидания установки.Доставка солнечных батарей может занять до года из-за такого высокого спроса.

Возобновляемые микросети на уровне микрорайонов становятся все более привлекательными с точки зрения снижения затрат и обеспечения надежного энергоснабжения в районах, пострадавших от перебоев в подаче электроэнергии, — сказал Шерлинн Мур, исполнительный вице-президент Bloom Energy, которая управляет около 100 микросетями по всей стране. Например, в 2019 году компания заключила партнерское соглашение с застройщиком для строительства многофункционального комплекса площадью 40 акров в Альгамбре, штат Калифорния.

Техас обращает внимание.

«Мы разговаривали по телефону с комиссарами округа [в Техасе] и крупными клиентами», — сказал Мур. «У нас есть много предложений по ценам с большим количеством клиентов».

Дейл Бирн, основатель розничной технологической компании на пенсии, сказал, что он зависел от своей микросети, работающей от солнечной энергии, для питания своего дома в Кармеле, штат Калифорния, через 11 отключений за последний год. Когда PG&E, его местная коммунальная компания, в прошлом году начала постепенное отключение электричества по всему штату, он заметил, что электричество отключилось, только потому, что он мог слышать гудение генераторов своих соседей.

«Мы даже не подозревали, что это произошло», — сказал он. «Если электричество снова отключится, мы даже не узнаем об этом».

Бирн работал с Swell Energy, поставщиком энергии для хранения, который помогает проектировать домашние микросети с использованием различных продуктов компании, чтобы построить свою солнечную энергетическую систему с использованием солнечных панелей Sunpower и аккумуляторной батареи Tesla. Вся система стоила около 50 000 долларов, которые он заплатил из своего кармана. По его словам, с помощью государственных скидок он снизил свои общие расходы примерно на 20-25 тысяч долларов.Теперь его ежемесячные счета за электроэнергию составляют около 15 долларов.

«Я считаю, что наличие этой системы — положительный момент для нас», — сказал он. «Это работает хорошо. И мне нравится эффективность ».

Производство, мощность и продажа электроэнергии в США

  • Генерация — это показатель электроэнергии, произведенной с течением времени. Большинство электростанций используют часть производимой электроэнергии для работы электростанции.
  • Мощность — это максимальный уровень электроэнергии (электричества), которую электростанция может поставлять в определенный момент времени при определенных условиях.
  • Продажи — это объем электроэнергии, проданной потребителям за определенный период времени, и на нее приходится большая часть потребления электроэнергии в США.

Вырабатывается больше электроэнергии, чем продается, потому что некоторая часть энергии теряется (в виде тепла) при передаче и распределении электроэнергии. Кроме того, некоторые потребители электроэнергии вырабатывают электроэнергию и используют большую часть или всю ее, и количество, которое они используют, называется , прямое использование . К этим потребителям относятся промышленные, производственные, коммерческие и институциональные предприятия, а также домовладельцы, у которых есть собственные генераторы электроэнергии.Соединенные Штаты также экспортируют и импортируют часть электроэнергии в Канаду и Мексику и из них. Общее потребление электроэнергии в США конечными потребителями равно розничным продажам электроэнергии в США плюс прямое использование электроэнергии.

  • Шкала коммунальных услуг включает производство электроэнергии и мощность генерирующих блоков (генераторов), расположенных на электростанциях, с общей производственной мощностью не менее одного мегаватта (МВт).
  • Малый масштаб включает генераторы с генерирующей мощностью менее 1 МВт, которые обычно находятся в местах потребления электроэнергии или поблизости от них.Большинство солнечных фотоэлектрических систем, установленных на крышах зданий, представляют собой небольшие системы.
  • Мегаватт (МВт) = 1000 кВт; мегаватт-час (МВтч) = 1000 кВтч
  • ГВт (ГВт) = 1000 МВт; гигаватт-час (ГВтч) = 1000 МВтч

Нажмите для увеличения

Производство электроэнергии

В 2020 году чистая выработка электроэнергии генераторами коммунальных предприятий в Соединенных Штатах составила около 4 009 миллиардов киловатт-часов (кВтч) (или около 4 триллионов кВтч).По оценкам EIA, дополнительные 41,7 миллиарда кВтч (или около 0,04 триллиона кВтч) были произведены с помощью небольших солнечных фотоэлектрических (PV) систем.

В 2020 году около 60% выработки электроэнергии коммунальными предприятиями США было произведено из ископаемого топлива (угля, природного газа и нефти), около 20% — за счет ядерной энергии и около 20% — из возобновляемых источников энергии.

  • природный газ 40%
  • уголь 19%
  • ядерная 20%
    • негидроэлектрические возобновляемые источники энергии 13%
    • гидроэлектростанция7%
  • нефть и прочее1%

Электроэнергетическая мощность

Чтобы обеспечить стабильную поставку электроэнергии потребителям, операторам электроэнергетической системы или сети , требовать от электростанций производить и размещать в сети необходимое количество электроэнергии в любой момент, чтобы мгновенно удовлетворить и сбалансировать спрос на электроэнергию. .

  • Генераторы базовой нагрузки обычно полностью или частично удовлетворяют минимальную или базовую потребность (нагрузку) в электросети. Генератор базовой нагрузки работает непрерывно, вырабатывая электричество с почти постоянной скоростью в течение большей части дня. Атомные электростанции обычно работают в режиме базовой нагрузки из-за их низких затрат на топливо и технических ограничений на работу в зависимости от нагрузки. Геотермальные установки и установки на биомассе также часто работают с базовой нагрузкой из-за их низких затрат на топливо.Многие крупные гидроэлектростанции, несколько угольных электростанций и все большее количество генераторов, работающих на природном газе, особенно в комбинированных энергетических установках, также обеспечивают мощность базовой нагрузки.
  • Генераторы пиковой нагрузки помогают удовлетворить спрос на электроэнергию, когда спрос является самым высоким или пиковым, например, ближе к вечеру и когда потребление электроэнергии для кондиционирования воздуха и отопления увеличивается в жаркую и холодную погоду соответственно. Эти так называемые пиковые блоки обычно представляют собой генераторы, работающие на природном газе или нефти.Как правило, эти генераторы относительно неэффективны и дороги в эксплуатации, но обеспечивают высококачественное обслуживание в периоды пикового спроса. В некоторых случаях гидроаккумулирующие гидроэлектростанции и обычные гидроэлектростанции также поддерживают работу сети, обеспечивая электроэнергию в периоды пикового спроса.
  • Блоки создания промежуточной нагрузки составляют самый большой сектор генерации и обеспечивают работу в зависимости от нагрузки между базовой нагрузкой и пиковым режимом работы. Профиль спроса меняется со временем, и промежуточные источники в целом технически и экономически подходят для отслеживания изменений нагрузки.Многие источники энергии и технологии используются в промежуточных операциях. Установки комбинированного цикла, работающие на природном газе, которые в настоящее время вырабатывают больше электроэнергии, чем любая другая технология, обычно работают как промежуточные источники.

Дополнительные категории электрогенераторов включают

  • Прерывистые генераторы возобновляемых ресурсов , работающие на ветровой и солнечной энергии, которые вырабатывают электроэнергию только тогда, когда эти ресурсы доступны (то есть, когда ветрено или солнечно).Когда эти генераторы работают, они имеют тенденцию уменьшать количество электроэнергии, требуемой от других генераторов для обеспечения электросети.
  • Системы / объекты накопления электроэнергии , включая гидроаккумулирующие накопители, солнечно-тепловые накопители, батареи, маховики и системы сжатого воздуха. Эти системы обычно используют (или покупают) и хранят электроэнергию, которая генерируется в периоды непикового спроса на электроэнергию (когда цены на электроэнергию относительно низкие), и они обеспечивают (или продают) сохраненную электроэнергию в периоды высокого или пикового спроса на электроэнергию (когда цены на электроэнергию относительно высоки).Некоторые объекты используют электроэнергию, произведенную с помощью периодически возобновляемых источников энергии (ветра и солнца), когда доступность возобновляемых ресурсов высока, и обеспечивают накопленную электроэнергию, когда возобновляемых источников энергии мало или они недоступны. Негидроаккумулирующие системы также могут оказывать вспомогательные услуги электросети. Приложения для хранения энергии по своей природе потребляют больше электроэнергии, чем обеспечивают. В гидроаккумулирующих системах для перекачки воды в водохранилища используется больше электроэнергии, чем в системах накопления воды, а в негидроаккумулирующих системах возникают потери при преобразовании и хранении энергии.Таким образом, склады электроэнергии имеют отрицательный чистый отрицательный баланс выработки электроэнергии. Общее поколение обеспечивает лучший индикатор уровня активности технологий хранения и приводится в выпусках данных отчета EIA-923 Power Plant Operation Report.
  • Распределенные генераторы подключены к электросети, но в основном они обеспечивают часть или всю потребность в электроэнергии отдельных зданий или сооружений. Иногда эти системы могут вырабатывать больше электроэнергии, чем потребляет объект, и в этом случае излишки электроэнергии отправляются в сеть.Большинство небольших солнечных фотоэлектрических систем представляют собой распределенные генераторы.

В конце 2020 года в Соединенных Штатах было 1117 475 МВт — или около 1,12 миллиарда киловатт (кВт) — общей мощности по выработке электроэнергии коммунальными предприятиями и около 27 724 МВт — или почти 0,03 миллиарда кВт — малых солнечных фотоэлектрических установок. генерирующая мощность.

На генерирующие установки, работающие в основном на природном газе, приходится самая большая доля генерирующих мощностей коммунальных предприятий в США.

  • природный газ 43%
  • уголь 20%
    • негидроэлектрический 16%
    • гидроэлектростанция9%
  • ядерная 9%
  • нефть 3%
  • прочие источники 0,5%

Существует три категории генерирующих мощностей. Паспортная мощность , определяемая производителем генератора, представляет собой максимальную выработку электроэнергии генерирующим агрегатом без превышения установленных тепловых ограничений. Чистая летняя мощность и Чистая зимняя мощность — это максимальная мгновенная электрическая нагрузка, которую генератор может поддерживать летом или зимой, соответственно. Эти значения могут отличаться из-за сезонных колебаний температуры охлаждающей жидкости генератора (воды или окружающего воздуха). В большинстве своих отчетов по электроэнергии EIA указывает мощность производства электроэнергии как чистую летнюю мощность.

Источники энергии для СШАпроизводство электроэнергии

Состав источников энергии для производства электроэнергии в США со временем изменился, особенно в последние годы. На природный газ и возобновляемые источники энергии приходится все большая доля производства электроэнергии в США, в то время как выработка электроэнергии на угле снизилась. В 1990 году на угольные электростанции приходилось около 42% от общей мощности по выработке электроэнергии коммунальными предприятиями США и около 52% от общей выработки электроэнергии. К концу 2020 года доля угля в генерирующих мощностях составляла 20%, а на уголь приходилось 19% от общего объема производства электроэнергии коммунальными предприятиями.За тот же период доля генерирующих мощностей, работающих на природном газе, увеличилась с 17% в 1990 году до 43% в 2020 году, а их доля в производстве электроэнергии более чем утроилась с 12% в 1990 году до 40% в 2020 году.

Большинство атомных и гидроэлектростанций в США были построены до 1990 года. Доля ядерной энергии в общем объеме производства электроэнергии в США с 1990 года стабильно составляла около 20%. Производство электроэнергии за счет гидроэлектроэнергии, исторически являвшейся крупнейшим источником общего годового производства возобновляемой электроэнергии в масштабах коммунальных предприятий (до 2019), колеблется из года в год из-за режима осадков.

Общее производство электроэнергии в США за счет негидро возобновляемых источников энергии увеличивается

Производство электроэнергии из возобновляемых источников, помимо гидроэнергетики, в последние годы неуклонно увеличивалось, в основном из-за увеличения ветряных и солнечных генерирующих мощностей. С 2014 года общее годовое производство электроэнергии из негидро возобновляемых источников коммунальных услуг превышает производство гидроэлектроэнергии.

Доля энергии ветра в общих генерирующих мощностях коммунальных предприятий в США выросла с 0.2% в 1990 г. до почти 11% в 2020 г., а его доля в общем годовом производстве электроэнергии коммунальными предприятиями выросла с менее 1% в 1990 г. до примерно 8% в 2020 г.

Несмотря на относительно небольшую долю в общей мощности и выработке электроэнергии в США, мощность и выработка солнечной электроэнергии значительно выросли за последние годы. Мощность производства солнечной электроэнергии в коммунальном масштабе выросла с 314 МВт (или 314 000 кВт) в 1990 году до примерно 47 848 МВт (или около 48 миллионов кВт) в конце 2020 года, из которых около 96% приходились на солнечные фотоэлектрические системы и 4% — на солнечную. теплоэлектрические системы.Доля солнечной энергии в общей выработке электроэнергии коммунальными предприятиями США в 2020 году составила около 2,3% по сравнению с менее 0,1% в 1990 году. Кроме того, по оценкам EIA, в конце 2020 года было 27 724 МВт малых солнечных фотоэлектрических генераторов. мощность, а выработка электроэнергии от малых фотоэлектрических систем составила около 42 миллиардов кВтч.

Количество малых распределенных солнечных фотоэлектрических (PV) систем, таких как те, что устанавливаются на крышах зданий, значительно выросло в Соединенных Штатах за последние несколько лет.Оценки малых солнечных фотоэлектрических мощностей и генерации по штатам и секторам включены в ежемесячный отчет Electric Power Monthly . По состоянию на конец 2020 года почти 38% от общего объема малых солнечных фотоэлектрических генерирующих мощностей США приходилось на Калифорнию.

Различные факторы влияют на сочетание источников энергии для производства электроэнергии

  • Падение цен на природный газ
  • Государственные требования по увеличению использования возобновляемых источников энергии
  • Наличие государственных и других финансовых стимулов для создания новых возобновляемых мощностей
  • Федеральные правила выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для электростанций
  • Снижение спроса на электроэнергию
  • Может добавляться с меньшими приращениями для удовлетворения требований к генерирующей мощности сети
  • Может быстрее реагировать на изменения почасовой потребности в электроэнергии
  • Обычно меньше затрат на соблюдение экологических норм

Розничная продажа электроэнергии

U.S. Розничные продажи электроэнергии конечным потребителям составили около 3664 млрд кВтч или 3,7 трлн кВтч в 2020 году, что на 147 млрд кВтч меньше, чем в 2019 году. Розничные продажи включают чистый импорт (импорт минус экспорт) электроэнергии из Канады и Мексики. .

  • жилая 1462 млрд кВтч 50%
  • коммерческий 1,276 млрд кВтч 45%
  • промышленное 920 млрд кВтч 35%
  • транспорт 7 млрд кВтч 0,2%

Кто продает электроэнергию?

Существуют две основные категории поставщиков электроэнергии: поставщиков полного спектра услуг , которые продают комплексные электрические услуги — энергия (электричество) и доставка конечным пользователям, и другие поставщики .

Поставщики полного спектра услуг могут вырабатывать электроэнергию на собственных электростанциях и продавать электроэнергию своим клиентам, а также могут продавать часть электроэнергии поставщикам других типов. Они, в свою очередь, могут покупать электроэнергию у других поставщиков полного спектра услуг или у независимых производителей электроэнергии, которую они продают своим клиентам. Существует четыре основных типа поставщиков полного спектра услуг:

  • Коммунальные предприятия, принадлежащие инвестору — это электроэнергетические компании, акции которых обращаются на бирже.
  • Государственные учреждения включают муниципалитеты, органы государственной власти и муниципальные органы сбыта.
  • Федеральные субъекты либо принадлежат федеральному правительству, либо финансируются им.
  • Кооперативы — это электроэнергетические компании, принадлежащие членам кооператива и управляемые ими.

Другие поставщики продают электроэнергию клиентам поставщиков полного спектра услуг или предоставляют потребителям только услуги по доставке электроэнергии.В основном они включают продавцов электроэнергии, которые работают в штатах, где есть выбор потребителей для выбора поставщиков электроэнергии. Поставщики полного спектра услуг поставляют электроэнергию для продавцов электроэнергии потребителям. Существуют также прямые сделки с электроэнергией от независимых производителей электроэнергии к (обычно крупным) потребителям электроэнергии.

  • ЖКХ, принадлежащие инвестору 57%
  • государственное и федеральное учреждение 16%
  • кооператив 12%
  • другие провайдеры 16%

Помимо продажи конечным потребителям, электроэнергия также часто продается на оптовых рынках или по двусторонним контрактам.

Последнее обновление: 18 марта 2021 г.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *