Автономное энергоснабжение дома: оценка привлекательности

Нетология

Современные тенденции в проектировании и строительстве жилых зданий всё более явственно выводят потребителей и бизнес на новый тренд – отказа от централизованного теплового и энергетического снабжения зданий и переходу к индивидуальным, обособленным моделям замкнутого цикла.

Конечно, точнее было бы сказать о возврате к индивидуальным проектам, поскольку именно таковыми они были в конце XIX и начале ХХ века, до начала эпохи массовой застройки городов многоэтажками. Это было вполне естественно и экономически обосновано на тот период, поскольку в энергетическом обеспечении малых и больших городов преобладали не возобновляемые источники энергии – уголь, дрова, торф, природный газ, мазут. До появления новых технологий энергогенерации и оптимизации всех видов тепловых потерь, цифровых методов управления внутридомовой автоматикой и исполнительными устройствами, строительство теплотрасс, централизованных котельных, подключение к городским электросетям было несомненным достижением.

Однако прогрессивное значение централизованных моделей энергоснабжения в настоящее время плавно завершается. Намечается наступление качественно нового этапа в развитии бытовой энергетики. По своему значению это примерно тоже самое, что отход от больших ЭВМ в 1980-х годах и распространение персональных компьютеров.

В немалой степени внедрению новых технологий в домостроении способствуют и такие факторы, как желание состоятельных людей жить в отдельном коттедже с развитой инфраструктурой, с контролируемым и автономным энергопотреблением. Да и независимость от поставок тепла, газа, электричества от внешних поставщиков, которые из-за монопольного положения часто повышают тарифы, тоже немалого стоит.

Проблема рационального и экономного внедрения автономных комплексов энергоснабжения находится в поле зрения отечественных исследователей. Так, Н.Л. Аграпонова и В.С. Пеганов из НИУ «Московский энергетический институт» приводят свои оценки по возобновляемым источникам энергии (ВИЭ).

Сочетание богатых российских ресурсов возобновляемой энергии и существующих на сегодняшний день передовых технологий в мире дает определенные преимущества для России при расширении использования ВИЭ. Одна из таких сфер применения — внесетевые поставки электроэнергии и использование местных источников энергии для получения тепла. Практически во всех регионах России имеется по крайней мере один вид возобновляемых ресурсов, а в большинстве -несколько видов ВИЭ. Это небольшие реки, отходы сельскохозяйственного и лесопромышленного комплексов, запасы торфа, значительные ветровые и солнечные ресурсы, низкопотенциальное тепло земли. В ряде случаев их эксплуатация является коммерчески более привлекательной по сравнению с использованием ископаемого топлива, если поставки последнего дороги и ненадежны.

УБРиР [CPS] RU

Внесетевые поставки электроэнергии на базе ВИЭ доказали свою экономическую эффективность во многих странах, они позволяют избежать часто высоких затрат, связанных с прокладкой линий электропередачи. В России было бы эффективно использовать гибридные ветродизельные системы, котельные, работающие на биомассе, и малые гидроэлектростанции, которые могут оказаться конкурентоспособными по сравнению с традиционными технологиями на основе ископаемого топлива.

Мировая практика показывает, что объекты возобновляемой энергетики (солнечные фотоэлектрические элементы, малые ветровые турбины и т.д.) показали себя экономически более эффективными, чем традиционные электростанции, и в некоторых секторах промышленного производства: морская и речная навигация, катодная защита трубопроводов и устьев скважин, энергоснабжение морских газовых и нефтяных платформ, энергоснабжение телекоммуникационных устройств и т.д. Область применения возобновляемой энергетики в мировой промышленности постоянно расширяется, затрагивая все новые направления. Помимо выработки электричества при относительно более низких затратах в специфических условиях, промышленное использование ВИЭ способствует созданию нового рынка возобновляемой энергетики, что стимулирует ускоренное развитие инновационных технологий для нестандартной области применения.

Россия имеет значительный потенциал использования возобновляемой энергетики в промышленности, однако его использование находится практически на нуле.

В России также целесообразно применение возобновляемых источников энергии для снижения экологической нагрузки в городах и населенных пунктах со сложной экологической обстановкой, а также в местах массового отдыха и лечения населения, и на особо охраняемых природных территориях.

Развитие энергетических технологий на основе ВИЭ должно стать одним из ключевых направлений инновационного развития российского научно-технического комплекса и энергетики.

Для обеспечения домов необходимым количеством электроэнергии временно или на постоянной основе используются различные автономные системы на возобновляемых источниках энергии. Системы являются самостоятельными технологическими комплексами, в состав которых входит оборудование, вырабатывающее достаточное количество электричества, способного обеспечить потребности в нем на бытовом уровне.

Возобновляемыми источниками энергии являются биомасса, вода, геотермальная энергия, ветер, солнце.

В качестве объекта исследования выбран жилой загородный дом в Томской области (ТО). Как показано во многих работах [1-4] баланс энергоресурсов на рынке ТО не положительный. Значительная часть электроэнергии (40%) закупается в соседних регионах, а все дизельное топливо завозится. Многие северные и северовосточные территории ТО не имеют централизованного электроснабжения. В силу слабой промышленной инфраструктуры и низкой плотности населения включение этих территорий в централизованную систему энергообеспечения экономически не выгодно. В 81 населенном пункте, получающем электроэнергию от дизельных электростанций при цене порядка 15 руб./(кВт*ч), целесообразно использовать местные природные возобновляемые энергоресурсы.

Инвестиционный проект предполагает отказ от централизованного энергоснабжения дома и установку автономной системы, в результате чего будут отсутствовать затраты на оплату тепловой и электрической энергии, а также появится возможность продажи излишек электроэнергии в централизованную сеть. В качестве источника электроэнергии будет установлена солнечная электростанция на крыше дома под углом, учитывающим особенность местонахождения дома, а для отопления дома и горячего водоснабжения -тепловой насос. Благодаря данной системе дом будет получать как тепловую, так и электрическую энергию круглый год без перебоев, а излишки электроэнергии продавать в сеть по определенному тарифу.

За основу инвестиционного проекта выбрано жилое помещение в 2 этажа с подвалом и чердаком, площадью в 120 кв. метров, количеством проживающих в 3-4 человека.

Для установки системы автономного энергоснабжения следует знать состав необходимого оборудования, который определяется по энергопотреблению дома.

Наиболее распространенными и доступными сегодня системами, с помощью которых решается автономная электрификация, можно назвать следующие виды оборудования:

– солнечные электрогенераторы;

– ветрогенераторные станции;

– портативные гидроэлектростанции.

Схема теплоснабжения дома с помощью теплового насоса представлена на рис.

Схема теплоснабжения дома

Итоговая сумма капитальных затрат составляет К=1 632 400+220 000=1 852 400 рублей.

К текущим затратам относится сервисное обслуживание солнечной электростанции и теплового насоса. Обслуживание солнечной электростанции включает в себя несколько важных параметров, таких как мониторинг и оценка состояния крепежных элементов системы солнечных панелей, состояние каждого фотоэлектрического модуля, состояние проводов, своевременная очистка инверторов от пыли и особенно вентиляторов охлаждения, поддержание чистоты солнечных панелей системы генерации. Производители обычно рекомендуют проводить плановые работы по обслуживанию солнечных панелей и элементов системы не менее 2-х раз в год. Но реальная частота проведения таких работ зависит от условий расположения и эксплуатации солнечной электростанции.

Сервисное обслуживание теплового насоса подразумевает под собой диагностику системы, замену или чистку фильтров, очищение воздушных теплообменников от мусора и пыли, а также ряд определенных действий разного характера 1 раз в год или 2 раза в год — в начале и в конце отопительного сезона.

Ожидаемые денежные потоки инвестиционного проекта в расчете на 25 лет, так как в настоящее время считается, что автономный дом окупается через 20-25 лет. Срок службы солнечных модулей и инвертора составляет 25-30 лет, теплового насоса — 15-25 лет. снижается в 2 раза, так как усовершенствуются технологии.

C 0-го шага и до конца срока эксплуа- предприятиях любой отрасли. Можно от-тации сальдо денежного потока 87 309 метить, что при реализации проекта будет рублей равномерно распределено на каж- получена хорошая экономия денег и мож-дом шаге (далее приводим к началу шага). но получить доход от продажи избытков

ЧП = — 1 852 400 — 200 000 — 100 000 + электроэнергии в сеть. По статической 25*87 309= 30 332 руб.

Вывод: ЧП > 0, проект следует реко- прибыль больше нуля, значит проект сле-мендовать к внедрению.    дует внедрять, а срок окупаемости 21,2 го-

Такие системы ВИЭ экологические чис- да, что меньше срока реализации (25 лет), тые и безопасные, их можно использовать следовательно проект эффективен. как на малых объектах, так и на крупных предприятиях любой отрасли. Можно отметить, что при реализации проекта будет получена хорошая экономия денег и можно получить доход от продажи избытков электроэнергии в сеть. По статической оценке эффективности проекта чистая прибыль больше нуля, значит проект следует внедрять, а срок окупаемости 21,2 года, что меньше срока реализации (25 лет), следовательно проект эффективен

Подробнее см. на Экономика и бизнес: теория и практика

Веб-Займ [CPS] RU

Pin It on Pinterest

Share This