Конкурсная работа по направлению «Инженерия и энергетика» ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА ТЕРРИТОРИИ ПЕРМСКОГО КРАЯ


Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Пермская государственная сельскохозяйственная академия
имени академика Д.Н. Прянишникова»
Факультет прикладной информатики





Конкурсная работа
по направлению «Инженерия и энергетика»


ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА ТЕРРИТОРИИ ПЕРМСКОГО КРАЯ




Авторы работы: студенты ГБПОУ «ПЕРМСКИЙ НЕФТЯНОЙ КОЛЛЕДЖ»
Колпакова Анастасия Александровна
________________________________
Сединин Никита Вячеславович
________________________________

Научные руководители:
Гордейчук Людмила Геннадиевна
________________________________
Крапчатова Елена Анатольевна
________________________________




Пермь – 2015
Содержание
Введение ..
Часть 1. Теоретическая. Альтернативные источники ..
1.1 Ветровая энергия .
1.2 Геотермальная энергия
1.3 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
1.4 Солнечная энергия ..
1.5 Водородная энергия
1.6 Биоэнергия ..
Часть 2. Исследовательская. Методика экономического расчета покупки и установки солнечных батарей .
Расчёт необходимого количества электроэнергии в сутки на коттедж .
Методика подбора и расчёта мощности солнечных батарей необходимой для электропитания одного коттеджа
Методика расчета ветровых установок
Советы и рекомендации по использованию альтернативных источников тока ..................
Заключение .
Список литературы ....
Приложение 1. Отзыв научного руководителя
Приложение 2-7. Расчет экономической эффективности использования источника ветровой энергии в ЭТ MS Excel

3
5
5
6
7
9
10
12

14

14

17
20

26
32
34
35

36



Введение
Агентство [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] ежегодно сообщает стоимость электроэнергии в разных странах мира. По рейтингу 2012 года стоимость кВт*часа электроэнергии в пересчете на российские рубли по некоторым странам составила:
Дания - 12,01
Кипр - 11,15
Германия - 10,40
Бельгия - 9,33
Италия - 8,76
Ирландия - 8,60
Швеция - 8,12
Португалия - 7,99
Австрия - 7,92
Нидерланды - 7,45
Испания - 7,30
Словакия - 6,88
Мальта - 6,81
Люксембург - 6,80
Великобритания - 6,74
Венгрия - 6,34
Финляндия - 6,21
Словения - 6,18
Чехия - 6,00
Польша - 5,68
Франция - 5,66
Греция - 5,58
Латвия - 5,57
Турция - 5,28
Литва - 5,05
Хорватия - 4,84
Эстония - 4,39
Молдова - 4,27
Румыния - 4,21
Норвегия - 3,81
Болгария - 3,39
Россия - 2,30
Казахстан - 2,02
Украина - 1,08
Белоруссия - 1,00
А среднеевропейская стоимость 1 квт/часа электроэнергии примерно равна 6 рублям. 
Россия переходит на рельсы ВТО, а это значит, что внутренние тарифы на электричество, газ, бензин и многое другое постепенно станут равны ценам внутри стран ВТО. То есть электроэнергии через какое-то время будет стоить 8 рублей за кВт*ч со всеми вытекающими последствиями, включая и подорожание объектов альтернативной энергетики таких как солнечные батареи и ветрогенераторы.
Многие задают вопрос, почему так дорого? Обычно это свойственно людям, не умеющим считать или не стратегам, и очень редко тем, у кого действительно нет возможности за независимость и стабильность отдать сумму не дороже автомобиля. Покупка ветрогенератора и солнечных батарей сродни покупки автомобиля без топлива. Что дешевле: ездить всегда на такси или приобрести своё авто, не требующее топлива?

Цель: привести доказательсваа экономической эффективности использования алтернативных источников тока в личном доме или даче.
Задача:
1. Найти литературно-обзорную, иллюстративную информацию по теме;
2. Выбрать необходимую доказательную информацию для достижения цели;
3. Произвести экономический расчет экономической эффективности использования алтернативных источников тока в личном доме
Гипотеза:
С подорожанием электроэнергии в нашей стране и введением государством новых энерготарифов населению, выгоднее использовать электроэнергию, полученную от альтернативных источников тока.
Часть 1. Теоретическая. Альтернативные источники
Зачем нам нужны альтернативные источники энергии? Современное общество с каждым днем испытывает все большую потребность в неисчерпаемых энергетических источниках, ведь использование нефти, угля и газа не безгранично. Тем более, ученые давно открыли другие ресурсы, которые являются более экологичными, экономичными и, можно сказать, вечными или же просто возобновляемыми. Использование альтернативных источников энергии поможет людям избежать многих проблем и последствий, а также принесет пользу без вреда природе.
1.1  Ветровая энергия
Всем известно, что ветер является, по сути, неистощимым источником энергии. Работа ветродвигателя зависит только от силы ветра. Поэтому целесообразно возводить ветрогенераторы в тех местах, где ветер дует практически постоянно.
Лучшие места это – прибрежные просторы и горы. Возведение современных ветрогенераторов, это довольно затратное и не всегда оправдывающее себя дело.
Один ветрогенератор, дает совсем не много электроэнергии, поэтому приходится возводить их несколько десятков. Только в этом случае обеспечивается стабильная и равномерная выработка электроэнергии.
 Наибольшее распространение получили трехлопастные ветрогенераторы. Понятно что, чем  длиннее лопасть – тем больше мощность. Самые большие ветрогенераторы имеют высоту в 120 метров, длину лопасти – 60 метров, вес гондолы 200 тонн, мощность – 6МВт. При всех своих плюсах, современные ветряные электростанции имеют и ряд значительных недостатков. Это и сильный шум, который вынуждает местных жителей покидать свои дома, и помехи которые создают ветрогенераторы при приеме телевизионных программ, и гибель птиц, и дорогой ремонт.
Экономический же потенциал выработки ветровой энергии – 260 миллиардов кВт в год, что составляет около 30 % всей производимой электроэнергии в стране.
1.2 Геотермальная энергия
Слово "геотермальная" происходит от греческого слова geo (земля) и therme (тепловая энергия). Таким образом, геотермальная энергия – это тепло из-под Земли.. Мы можем восстановить это тепло в виде пара или горячей воды и использовать ее для обогрева зданий и выработки электроэнергии.  Геотермальная энергия используется на протяжении тысяч лет в некоторых странах для приготовления пищи и отопления.
 Преимущества:
Геотермальная энергия не загрязняет окружающую среду.
Геотермальная энергия не способствует парниковому эффекту.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Нет расхода топлива.
После того как построены геотермальные электростанции, энергия почти бесплатна. 
Недостатки
Большая проблема состоит в том, что существует  не так много мест, где можно строить геотермальные электростанции..
Горячие камни должны быть соответствующего типа, на глубине, где до них можно добраться.. Тип пород должен быть таким, чтобы их можно было легко сверлить.
Иногда геотермальные места, могут "выдыхаются" на протяжении десятилетий.
Могут выйти опасные газы и минералы из-под земли, и их может быть трудно безопасно утилизировать.
 Геотермальная энергия является возобновляемым источником энергии, так как тепло постоянно возникает внутри Земли.
 Энергия продолжает поступать до тех пор, пока мы не закачаем слишком холодную воду и не остудим породу слишком сильно.
Внутри Земли содержится теплоты гораздо больше, чем можно было бы добыть в ядерных реакторах при расщеплении всех земных запасов урана. Если человечество будет использовать только геотермальную энергию, пройдет 41 млн. лет прежде чем температура недр Земли понизится только на полградуса.

1.3 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Известно, что океан обладает огромной мощью, почему бы не использовать его силу для производства электроэнергии.
Энергия волн .Направленные движения волн приводят в действие генератор, который производит электроэнергию. Чем сильнее волна, тем больше электроэнергии, за определенный отрезок времени, произведет генератор.
Приливная энергия.Использование энергии приливов и отливов, заключается в улавливании воды идущей, как к берегу, так и от него. Такая последовательность движения воды используется в работе ГЭС. В настоящее время, энергию приливов и отливов успешно использует Канада и Франция.
Преобразование тепловой энергии океана (ПТЭО)
Суть заключается в использовании разницы температур глубинных и поверхностных вод океана. Энергия извлекается из движения тепловых потоков. Существует экспериментальная станция на Гавайях. Существующая технология дает возможность производить совсем небольшое количество электроэнергии. Но ученые утверждают, что в скором времени данная технология будет усовершенствована, что позволит производить необходимое количество энергии.
Сторонники, говорят, что использование энергии океана предпочтительнее, чем использование энергии ветра. Приливы и отливы постоянны и абсолютно предсказуемы, что не сказать о ветре. Благодаря плотности воды, объемы рабочих турбин намного меньше, чем для производства энергии с помощью ветра.
Учитывая сложность и высокую стоимость строительства энергодобывающих станций на море, себестоимость полученной энергии довольно велика. Однако, надо помнить, что подобные технологии молоды и в основном носят экспериментальный характер. Но как только отрасль «созреет», расходы снизятся.
В Шотландии ведется строительство ГЭС, энергию будут получать из приливных сил океана. У берегов штата Орегона, работают уже несколько подобных станций. Великобритания также планирует использовать энергию воды.
Три насоса потребовались из следующего расчета: один – для подачи теплой виды из океана, второй – для подкачки холодной воды с глубины около 700 м, третий – для перекачки вторичной рабочей жидкости внутри самой системы, т. е. из конденсатора в испаритель. В качестве вторичной рабочий жидкости применяется аммиак.
Установка мини-ОТЕС смонтирована на барже. Под ее днищем помещен длинный трубопровод для забора холодной воды. Трубопроводом служит полиэтиленовая труба длиной 700 м с внутренним диаметром 50 см. Трубопровод прикреплен к днищу судна с помощью особого затвора, позволяющего в случае необходимости ого быстрое отсоединение. Полиэтиленовая труба одновременно используется и для заякоривания системы труба–судно. Оригинальность подобного решения не вызывает сомнений, поскольку якорные постановки для разрабатываемых ныне более мощных систем ОТЕС являются весьма серьезной проблемой.
Впервые в истории техники установка мини-ОТЕС смогла отдать во внешнюю нагрузку полезную мощность, одновременно покрыв и собственные нужды. Опыт, полученный при эксплуатации мини-ОТЕС, позволил быстро построить более мощную теплоэнергетическую установку ОТЕС-1 и приступить к проектированию еще более мощных систем подобного типа.
Новые станции ОТЕС на мощность во много десятков и сотен мегаватт проектируются без судна. Это – одна грандиозная труба, в верхней части которой находится круглый машинный зал, где размещены все необходимые устройства для преобразования энергии.
Неисчерпаемые запасы кинетической энергии морских течений, накопленные в океанах и морях, можно превращать в механическую и электрическую энергию с помощью турбин, погруженных в воду (подобно ветряным мельницам, «погруженным» в атмосферу).
Если бы мы смогли полностью использовать эту энергию, она была бы эквивалентна суммарной энергии от 50 крупных электростанций по 1000 МВт, Но эта цифра чисто теоретическая, а практически можно рассчитывать на использование лишь около 10% энергии течения.
Один из проектов использования морских волн основан на принципе колеблющегося водяного столба. В гигантских «коробах» без дна и с отверстиями вверху под влиянием волн уровень воды то поднимается, то опускается. Столб воды в коробе действует наподобие поршня: засасывает воздух и нагнетает его в лопатки турбин. Главную трудность здесь составляет согласование инерции рабочих колес турбин с количеством воздуха в коробах, так чтобы за счет инерции сохранялась постоянной скорость вращения турбинных валов в широком диапазоне условий на поверхности моря.

1.4 Солнечная энергия
Основанна на непосредственном использовании солнечного  излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика использует неисчерпаемый источник энергии и является экологически чистой, то есть не производящей вредных отходов. Производство энергии с помощью солнечных электростанций хорошо согласовывается с концепцией распределенного производства энергии.
Солнечная энергия может быть преобразована в полезную энергию посредством использования активных и пассивных солнечных энергетических систем. Самый примитивный способ пассивного использования солнечной энергии  это окрашенная в темный цвет емкость для воды. Темный цвет, аккумулируясолнечную энергию, превращает ее в тепловую вода нагревается.Однако, есть более прогрессивные методы пассивного использования солнечной энергии.  Разработаны строительные технологии, которые при проектировании зданий,  учета климатических условий, подбора строительных материалов  максимально используют солнечную энергию для обогрева или охлаждения, освещения зданий. При таком проектировании сама конструкция здания является коллектором, аккумулирующей солнечную энергию.
В основе  активных систем использования солнечной энергии применяются солнечные коллекторы. Коллектор, поглощая солнечную энергию, преобразует ее в тепло, которое через теплоноситель обогревает здания, нагревает воду, может преобразовать его в электрическую энергию и т.д. Солнечные коллекторы могут применятся во всех процессах в промышленности, сельском хозяйстве, бытовых нуждах, где используется тепло.
1.5 Водородная энергия
Водород, самый простой и легкий из всех химических элементов, можно считать идеальным топливом. Он имеется всюду, где есть вода. При сжигании водорода образуется вода, которую можно снова разложить на водород и кислород, причем этот процесс не вызывает никакого загрязнения окружающей среды. Водородное пламя не выделяет в атмосферу продуктов, которыми неизбежно сопровождается горение любых других видов топлива: углекислого газа, окиси углерода, сернистого газа, углеводородов, золы, органических перекисей н т. п. Водород обладает очень высокой теплотворной способностью: при сжигании 1 г водорода получается 120 Дж тепловой энергии, а при сжигании 1 г бензина – только 47 Дж.
Водород можно транспортировать и распределять по трубопроводам, как природный газ. Трубопроводный транспорт топлива – самый дешевый способ дальней передачи энергии. К тому же трубопроводы прокладываются под землей, что не нарушает ландшафта. Газопроводы занимают меньше земельной площади, чем воздушные электрические линии. Передача энергии в форме газообразного водорода по трубопроводу диаметром 750 мм на расстояние свыше 80 км обойдется дешевле, чем передача того же количества энергии в форме переменного тока по подземному кабелю. На расстояниях больше 450 км трубопроводный транспорт водорода дешевле, чем использование воздушной линии электропередачи постоянного тока..
Водород – синтетическое топливо. Его можно получать из угля, нефти, природного газа либо путем разложения воды. Согласно оценкам, сегодня в мире производят и потребляют около 20 млн. т водорода в год. Половина этого количества расходуется на производство аммиака и удобрений, а остальное – на удаление серы из газообразного топлива, металлургии,для гидрогенизации угля и других топлив. В современной экономике водород остается скорее химическим, нежели энергетическим сырьем.
Сейчас водород производят главным образом (около 80%) из нефти. Но это неэкономичный для энергетики процесс, потому что энергия, получаемая из такого водорода, обходится в 3,5 раза дороже, чем энергия от сжигания бензина. К тому же себестоимость такого водорода постоянно возрастает по мере повышения цен на нефть.
Когда водород станет столь же доступным топливом, как сегодня природный газ, он сможет всюду его заменить. Водород можно будет сжигать в кухонных плитах, в водонагревателях и отопительных печах, снабженных горелками, которые почти или совсем не будут отличаться от современных горелок, применяемых для сжигания природного газа.
Как мы уже говорили, при сжигании водорода не остается никаких вредных продуктов сгорания. Поэтому отпадает нужда в системах отвода этих продуктов для отопительных устройств, работающих на водороде, Более того, образующийся при горении водяной пар можно считать полезным продуктом он увлажняет воздух (как известно, в современных квартирах с центральным отоплением воздух слишком сух). А отсутствие дымоходов не только способствует экономии строительных расходов, но и повышает к. п. д. отопления на 30%.
Водород может служить и химическим сырьем во многих отраслях промышленности, например при производстве удобрений и продуктов питания, в металлургии и нефтехимии. Его можно использовать и для выработки электроэнергии на местных тепловых электростанциях.
Биоэнергия  это некая полевая субстанция, которая пронизывает все пространство Вселенной, управляет всеми протекающими в ней процессами и поддерживает информационно-энергетическую взаимосвязь между всеми находящимися там объектами и живыми существами. Именно биоэнергия обеспечивает связь человека с окружающей средой, связь его внутренних органов и систем друг с другом, связь тела  с сознанием и психикой. В организм человека биоэнергия поступает вместе с воздухом и является силой, необходимой для здоровья и свершения любых дел.

1.6 Биоэнергия
Биоэнергия сегодня  это реальность. Она существует в нашей с вами обыденной жизни и является причиной многих «чудесных» событий, роковых случайностей, волшебных исцелений. Ученым миром давно признано, что кроме механической, магнитной и электрической, существует некая биологическая энергия. Правда, ученые по сей день не могут определиться относительно ее природы и того, как ее можно целенаправленно использовать.
На Западе уже давно поняли, какие невероятные возможности дает овладение этой силой. Исследования по практическому освоению биоэнергетических взаимодействий там финансируются государственными программами. На это тратятся огромные деньги, создаются целые научно-исследовательские институты. И надо сказать, достигнуты большие успехи. Например, в спецслужбах многих стран работают люди, обладающие экстраординарными способностями  умеющие воздействовать на окружающих, на предметы, читать мысли на расстоянии и т. д.
У нас тоже в свое время подобные исследования проводились. Но в основном одиночками-энтузиастами. У них не было ни дорогостоящей аппаратуры, ни финансовой поддержки государства. Единственный инструмент  сам человек, единственный стимул  непреодолимое желание проникнуть за пределы известного. Причем, если вы помните, долгое время в нашей стране изучение психоэнергетических феноменов считалось идеологически вредным, антинаучным, а тех, кто этим занимался, преследовали, сажали в психушки и высылали из страны. Но даже в таких сложных условиях люди добивались результатов, которые американским институтам с их суперсовременной аппаратурой и не снились.

Часть 2. Практическая. Методика экономического расчета покупки и установки солнечных батарей

2.1 Расчёт необходимого количества электроэнергии в сутки на коттедж

Пример солнечного энергоснабжения одного из наших объектов.

План 1-го этажа План 2-го этажа
Исходные данные:
- общая площадь дома – 316,7 кв.м.
- 6-комнатный коттедж с гаражем.
- водоснабжение и канализация – с подключением к поселковым сетям.
- отопление и горячее водоснабжение – автономные.

Потребитель
Мощность (Вт)
Кол-во (шт.)
Время работы за сутки (час)
Энергопотребление за сутки (кВт/час)

Микроволновая печь
1500
1
0,5
0,75

Телевизор
60
1
5
0,3

Электроплита
1500
1
1
1,5

Электрочайник
1500
1
0,2
0,3

Электронасос
600
1
1
0,6

Холодильник
100
1
24
2.4

Музыкальный центр
80
1
6
0,48

Электрический утюг
1500
1
0,5
0,75

Компьютер
350
1
2
0,7

Электропылесос
700
1
0,1
0,7

Всего в сутки:
8 180 Вт


Мощность каждого потребителя измеряется в ваттах и указана в паспорте изделия.
Освещение 1-го этажа с учётом оптимизации энергопотребления
Применяем компактные люминесцентные лампы (при сравнении с лампой накаливания потребление электроэнергии в 5 раз меньше при том же световом потоке).
Потребитель
Мощность
( Вт. )
Кол-во (шт.)
Время работы за сутки (час)
Энергопотребление за сутки (Вт/час)

Крыльцо
11
1
4
44

Кабинет
11
3
5
165

Прихожая 1
11
1
1
11

Лестничный пролёт
9
2
1
18

Гараж
18
8
1
144

Холл 1
11
1
1
11

Холл 2
11
1
1
11

Туалет
11
1
1
11

Кладовка
11
1
1
11

Гостиная
11
5
3
165

Прихожая 2
11
1
1
11

Крыльцо 2
11
2
4
88

Потребление в сутки: 690 Вт/час


Освещение 2-го этажа с учётом оптимизации энергопотребления.
Применяем компактные люминесцентные лампы.

Потребитель
Мощность (Вт)
Кол-во (шт.)
Время работы за сутки (час)
Энергопотребление за сутки (Вт/час)

Веранда
18
2
2
72

Спальня
11
4
4
176

Туалет 1
18
3
1
54

Туалет 2
11
2
1
22

Лестница
11
1
1
11

Комната 1
18
4
3
216

Комната 2
18
4
3
216

Зимний сад
18
3
4
216

Потребление в сутки: 983 Вт/час.

Коттедж в сутки потребляет:
8 180Вт. ч + 690Вт. ч + 983Вт. ч =9 853Вт. ч
Принимаем для расчета альтернативного источника тока потребление электроэнергии в сутки для коттеджа – 10 кВт/час.

2.2 Методика подбора и расчёто мощности солнечных батарей необходимой для электропитания одного коттеджа
Солнечные батареи устанавливаются на южную сторону под углом от 30° до 65°, не должны находиться в затемненной области.
Под расчётом солнечной электростанции подразумевается определение номинальной мощности солнечных модулей, их количество, ёмкость АКБ, мощность инвертора и контроллера заряда-разряда.
Количество солнечных модулей следует выбирать, исходя из количества потребляемой энергии, площади крыши Вашего дома (или любой подходящей площадки необходимой для размещения солнечных модулей), а так же из стоимостных показателей.
Для Перми, в июле среднестатически солнце светит в июле 167 часов (5,5 часов в день) с интенсивностью 1000 кВт/ мІ.
Для данного дома мы приняли, что среднее потребление электроэнергии составляет в среднем 10 кВт.ч в сутки. Для обеспечения такого количества энергии солнечные панели должны набирать не менее 10 кВт за то время, которое на них светит солнце, необходимо учесть потери на заряд-разряд АКБ, преобразование постоянного тока 24В в переменный 220В, а так же снижение КПД при перегреве солнечных модулей – которое составляет не менее 30%.

Расчет количества солнечных батарей:
При применении стандартных солнечных батарей размером 160х80 см мощность 0,15 кВт.
10 000 Вт/сутки Ч 30% = 3 000Вт - потери.
(10 000 Вт + 3 000 Вт) : 5 часов = 2 600Вт/час
2 600 Вт/ 0,15 = 18 панелей.
Если исходить из стандартной солнечной батареи размером 160Ч80 см, мощностью 0,15 кВт, необходимо поставить не менее 18 панелей.
Следует помнить, что расчёт произведён для летнего периода, среднемесячные нормы солнечной радиации в зимний период времени (с ноября по февраль месяц) в 5 раз ниже, чем в летний период.
Месячные и годовые нормы суммарной солнечной радиации, кВт*ч/мІ для Пермского края


Соответственно, чтоб получить необходимое количество энергии в зимний период солнечных батарей должно быть больше в 5 раз.
Для аккумулирования энергии необходимы аккумуляторные батареи.
Аккумуляторные батареи используются необслуживаемые (герметизированного типа), специально предназначенные для «глубоких циклов» заряда-разряда.
Расчет ёмкости АКБ получается простым делением суммарной мощности потребителей на произведение напряжения АКБ на значение глубины разряда аккумулятора в долях.
Суммарная мощность потребителей 10 000 Втч /сутки, допустимая глубина разряда АКБ 12 В – 50%, расчётная ёмкость составит:
10 000 (12 Ч 0,5) = 1 600 Ач/сутки.

При применении АКБ 12 В – 100 Ач необходимо:
1 600 Ач/сутки ч 100 Ач = 16 штук.
При выборе инвертора необходимо посчитать всю суммарную нагрузку приборов которую Вы хотите подключить и умножить как минимум на 30% (такие приборы как: компрессорный холодильник в момент запуска потребляет мощность в несколько раз больше паспортной).




Солнечные батареи


Шкаф управления с АКБ





Аккумуляторные батареи технология AGM


Вариант системы Инвертор 220/48 синус «Солнечная энергия» 10000ВА
Наименование изделия
Ед. изм
Общее количество
Цена за ед.
руб
Всего
руб

Инвертор 220/48 синус «Солнечная энергия» 10000ВА
шт.
1
85 000,00
85 000,00

Солнечные батареи 200/24.
шт.
16
29 000,00
464 000,00

Аккумуляторные батареи 100А.ч/12 (технология AGM)
шт.
16
7 500,00
120 000,00

Контроллер заряда MPPT 60А
шт.
1
30 000,00
30 000,00

Кабеля, разъемы, коммуникационные коробки, автоматика управления и защиты цепей
шт.
Комплект
**
**

Шкаф для оборудования
шт.
2
14 000,00
28 000,00

Каркасные конструкции
шт.
1
**
**

Монтажные работы
шт.
1
**
**

Проектные работы
шт.
1
**
**

ИТОГО:
727 000,00

** рассчитывается отдельно по согласованию с заказчиком
Возможные дополнительные работы, связанные с креплением солнечных батарей.
2.3 Методика расчета ветровых установок
Месячные и годовые показатели скорости ветра,м/с в Пермском крае

Вариант №.1. Эконом
Это решение подходит для небольших бюджетов и низкого потребления электричества. Этот вариант также подходит, если Вы просто хотите сэкономить деньги при среднем или большом энергопотреблении, но у Вас есть постоянная электрическая сеть. Это очень удобно для обеспечения электричеством дачи или частичного энергообеспечения дома средних размеров (в ветренной местности у вас будет до 25 дней в месяц, когда Вы можете обойтись без электричества извне).
Эконом 1
Стоимость
Эконом 3
Стоимость

ВЭУ 1
28 000 р.
ВЭУ 3
85 000 р.

Блок ОЭЗА
7 000 р.
Блок ОЭЗА
10 000 р.

Мачт-комплект 8 метров
7 000 р.
Мачт-комплект 10 метров
14 000 р.

Инвертор 1 кВт
4 000 р.
Инвертор 2 кВт
26 000 р.

Аккумуляторы 190 А*ч 2шт.
14 000 р.
Аккумуляторы 190 А*ч 4шт.
24 000 р.

Итого
60 000 р.
Итого
158 000 р.


Вариант №2 Отопление
При желании Вы можете частично отапливать свой дом ветряком. При сильных ветрах и небольших морозах (не ниже -15) вам хватит для отопления одной лишь энергии ветра (справедливо для жилых домов площадью до 100 кв.м. и ветрогенератора 5 и 10 кВт). Также с помощью ветрогенератора можно поддерживать тепло в подсобных помещениях.
Отопление 5
Стоимость
Отопление 10
Стоимость

ВЭУ 5
105 000 р.
ВЭУ 10
230 000 р.

Блок ОЭЗА
10 000 р.
Блок ОЭЗА 3 шт.
30 000 р.

Мачт-комплект 15 метров
16 000 р.
Мачт-комплект 15 метров
23 000 р.

Итого
131 000 р.
Итого
283 000 р.


Вариант №3 Оптимальный
Сэкономит Вам средства даже при наличии постоянной электрической сети. Этот вариант подходит даже в случае слабых ветров (3-5 м/с). При таком ветре вы сможете поддерживать среднее энергопотребление до 600 Вт (при максимальном до 4.5 кВт) или 15 кВт*ч в сутки (для ВЭУ 5) или до 1200 В (при максимальном до 9 кВт) или 30 кВт*ч в сутки (для ВЭУ 10) Общая выработка в месяц до 1800 кВт*ч для ВЭУ 5 и 3600 кВт*ч для ВЭУ 10(в особо ветренных районах или в ветренные сезоны).
Оптимальный 5
Стоимость
Оптимальный 10
Стоимость

ВЭУ 5
105 000 р.
ВЭУ 10
230 000 р.

Блок ОЭЗА
10 000 р.
Блок ОЭЗА 3 шт.
30 000 р.

Мачт-комплект 15 метров
16 000 р.
Мачт-комплект 15 метров
23 000 р.

Инвертор 4.5 кВт
37 000 р.
Инвертор 9 кВт
52 000 р.

Аккумуляторы 190 А*ч 8шт.
52 000 р.
Аккумуляторы 190 А*ч 16шт.
104 000 р.

Итого
220 000 р.
Итого
439 000 р.


Вариант №4 Стабильность
От предыдущего решения это отличается более долговечными и стабильными иностранными гелевыеми аккумуляторами (срок службы таких аккумуляторов до 15 лет).
Стабильность 5
Стоимость
Стабильность 10
Стоимость

ВЭУ 5
105 000 р.
ВЭУ 10
230 000 р.

Блок ОЭЗА
11 000 р.
Блок ОЭЗА 3 шт.
30 000 р.

Мачт-комплект 15 метров
16 000 р.
Мачт-комплект 15 метров
23 000 р.

Инвертор 4.5 кВт
37 000 р.
Инвертор 9 кВт
52 000 р.

Аккумуляторы гелевые 200 А*ч 8шт.
120 000 р.
Аккумуляторы гелевые 200 А*ч 16шт.
240 000 р.

Итого
286 000 р.
Итого
575 000 р.

Вариант №5 Солнце-Ветер
При достаточно ёмком бюджете и желании максимально себя обеспечить природной энергией и стабильностью Вы можете в дополнение к комплекту "Стабильность" купить солнечные батареи суммарной мощностью 2 кВт (для ВЭУ 5) или 4 кВт (для ВЭУ 10). Они помогут Вам в сухую, безветренную и солнечную погоду. Наибольшая эффективность от них будет в конце весны и летний период, когда очень часто мы наблюдаем солнечную и безветренную погоду. Также они принесут свой вклад в солнечную погоду и в осенне-зимнее время.

СВ 5
Стоимость
СВ 10
Стоимость

ВЭУ 5
105 000 р.
ВЭУ 10
230 000 р.

Блок ОЭЗА
10 000 р.
Блок ОЭЗА 3 шт.
30 000 р.

Мачт-комплект 15 метров
16 000 р.
Мачт-комплект 15 метров
23 000 р.

Инвертор 4.5 кВт
37 000 р.
Инвертор 9 кВт
52 000 р.

Аккумуляторы гелевые 200 А*ч 8шт.
120 000 р.
Аккумуляторы гелевые 200 А*ч 16шт.
240 000 р.

Модульные солнечные батареи общей мощностью 2 кВт
240 000 р.
Модульные солнечные батареи общей мощностью 4 кВт
480 000 р.

Итого
528 000 р.
Итого
1 055 000 р.



Выбор установки в зависимости от скорости ветра и потребляемой мощности
Ветровая энергетическая установка ВЭУ-1


Зависимость мощности от скорости ветра (Вт/м/с)

ВЭУ-1 однолопастная ветроэлектрическая установка максимальной мощностью 1кВт с диаметром ветродвигателя 2.6 метра. Ежемесячная выработка составляет от 100 кВт/час (при среднегодовом ветре 3 м/с) до 550 кВт/час в месяц при среднегодовой скорости ветра более 6м/с. Обеспечит электричеством дачу или частично небольшой дом. 
Аккумуляторное напряжение – 24В. Цена – 28000 руб.
Диаметр крыльчатки, м
2.6

Количество лопастей
1

Материал лопасти
Стекловолокно

Направление вращения
По часовой стрелке

Номинальная скорость ветра, м/с
10

Тип генератора
Трехфазный генератор с пост. магнитами

Номинальная мощность, Вт
1000

Начальная скорость ветра, м/с
3

Рабочая скорость ветра, м/с
3-20

Максимальная скорость ветра, м/с
40

Высота мачты, м
8-12

Полная масса, кг
30


В дополнительную комплектацию входят: Контроллер - 8000руб. Мачтовый комплект 8 метров - 7500 руб. Аккумуляторы 200 А/ч, 12В, 2 шт. - 14000 руб. Кабель, ПВС-3/1,5 кв.мм., 30м. - 700 руб. Инвертор 1КВт - 24В - 4000 руб.
Итого: 62 200 руб
Ветряная энергетическая установка ВЭУ-2

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]


ВЭУ-2 – однолопастная ветроэлектрическая установка мощностью 2кВт с диаметром ветродвигателя - 3.5 метра, наиболее оптимальна для использования в хороших ветровых условиях – среднегодовой скорости ветра 5-6 м/с. Ежемесячная выработка при этом составит 200 - 400 кВт/час в месяц. Аккумуляторное напряжение – 24В. Цена - 45000 руб.
Диаметр крыльчатки, м
3.5

Количество лопастей
1

Материал лопасти
Стекловолокно

Направление вращения
По часовой стрелке

Номинальная скорость ветра, м/с
10

Тип генератора
Трехфазный генератор с постоянными магнитами

Номинальная мощность, Вт
1500

Начальная скорость ветра, м/с
3

Рабочая скорость ветра, м/с
3-20

Максимальная скорость ветра, м/с
40

Высота мачты, м
8-12

Полная масса, кг
55

В дополнительную комплектацию входят: Контроллер - 7000руб. Мачтовый комплект 8 метров - 7000 руб. Аккумуляторы 200 А/ч, 12В, 2 шт. - 14000 руб. Кабель, ПВС-3/1,5 кв.мм., 30м. - 700 руб. Инвертор ПН7-3(4)кВт - 24В - 12000 руб.
Итого: 85 700 руб
2.4 Советы и рекомендации по использованию альтернативных источников тока
Зачем покупать ветрогенераторы и солнечные батареи? Прямая выгода Экономически выгодной даже при наличии надежной электрической сети является покупка ветрогенератора, при условии, что есть подходящие для него природные условия (наличие достаточных ветров).
Примерная средняя стоимость электроэнергии в центральной России, самом густонаселенном районе нашей страны 3.5 рубля за киловатт*час. Потребляя, к примеру, 200 КВт*ч в месяц вы платите 700 рублей в месяц или 8400 рублей в год. Но не стоит забывать про инфляцию и огромные аппетиты "чубайсов" всех мастей. Можно предположить, что через 10 лет стоимость КВт*ч будет уже не меньше 7-9 рублей. То есть за 10 лет на электроэнергию при одинаковом потреблении у вас уйдет около 130-160 тыс. рублей. Комплект ветрогенератора, который обеспечит вам 200 КВт*ч в месяц с аккумуляторами стоит порядка 60-80 тыс.рублей. Срок эксплуатации ветрогенератора до 20 лет.
Если ваше потребление энергии более 200 КВт*ч, то покупка будет еще более выгодной. 10 КВт ветрогенератор будет вырабатывать вам до 4000 КВт*ч электроэнергии в месяц. За 10 лет он выдаст вам электроэнергии столько, что если бы вы за нее платили внешней сети, то отдали бы не менее 1 300 000 рублей (при условии выработки 2000 кВт*ч в месяц) и 2 600 000 рублей при выработки 4000 кВт*ч в месяц! А стоит такой ветрогенератор в полной комплектации всего 450 тысяч рублей.
Ветрогенератор окупить он себя может за период от 2 до 8 лет.
Один или два таких ветрогенератора с тепловой насос обеспечат теплом в отопительный период дом площадью около 100 квадратных метров.
Солнечнные батареи в отличие от ветрогенераторов не имеют частей, подверженных механическому износу, поэтому они более долговечны (срок эксплуатации более 20 лет), при этом они дороже. В средней полосе, Сибири солнечная батарея мощностью 1 кВт за год выработает 800 кВт*ч, на юге она может выработать до 1500 кВт*ч за год. Их окупаемость может составить срок от 2 до 20 лет в зависимости от географических и других условий.
Покупка теплового насоса в отдельности без своего источника электроэнергии при возможности подвести газ является экономически не выгодной. На питание электроэнергией теплового насоса из внешней, коммерческой сети обойдется вам намного дороже стоимости газа. В отсутствие коммерческой сети покупка объекта альтернативной энергетики просто необходима.
Россия в следующем году начнет переходить на рельсы ВТО, а это значит, что внутренние тарифы на электричество, газ, бензин и многое другое постепенно станут равны ценам внутри стран ВТО. То есть электроэнергии через какое-то время будет стоить 8 рублей за кВт*ч !!!
Полезные советы по установке бытовой системы солнечного энергоснабжения:
В грамотно спроектированном доме с системой солнечного энергоснабжения используются различные технологии, чтобы по возможности максимально снизить стоимость панели солнечных батарей.
Если вы думаете о том, чтобы добавить источник солнечной энергии в ваш уже существующий дом, вы найдете здесь советы, которые проведут вас по лабиринту, а также подробнейшую информацию о том, как «заземлить» расходы на энергоснабжение вашего «солнечного дома».
Если вы строите новый дом с системой солнечного энергоснабжения, зайдите по этой ссылке, чтобы получить информацию, которая больше подходит к вашей ситуации.
Что нужно обязательно сделать ещё до того, как вы приобретете хотя бы одну солнечную батарею:
Пассивное солнечное энергоснабжение. Не следует недооценивать эффективность концепции пассивного солнечного энергоснабжения. Снижение фактических потребностей в энергоснабжении, в первую очередь, оказывает решающее влияние на количество солнечных батарей, необходимых для снабжения вашего дома солнечной энергией. Использование по возможности большего количества способов пассивного солнечного энергоснабжения в вашем уже готовом доме имеет большое значение для снижения стоимости вашей бытовой системы солнечного энергоснабжения.
Снижение энергопотребления. Пора непредвзято взглянуть на проблему снижения энергопотребления в вашем доме. По ссылке Полезные советы для безболезненного снижения стоимости электроснабжения можно найти много информации, применимой для вашего дома. Если вы посмотрели, что написано на странице Стоимость систем солнечного энергоснабжения, мне не нужно говорить вам, что вы не хотите приобретать огромную систему для питания ненужных бытовых приборов и потакания расточительным привычкам.
Замена бытовых электроприборов. Некоторые хозяйственно-бытовые приборы (например, плиты, печи и сушилки) непрактично питать от солнечных батарей. Эти бытовые приборы потребляют огромное количество электроэнергии. Поэтому имеет смысл приобретать газовые модели. Когда наступает время замены электроприборов, таких как холодильники, морозильные камеры, посудомоечные машины, стиральные машины и т. д., покупайте только модели с самым низким энергопотреблением.
Водонагреватель с питанием от солнечных батарей. Не меньше трети стоимости энергоснабжения составляет стоимость электроэнергии, расходуемой на нагрев воды. Ваша фотоэлектрическая система солнечного энергоснабжения обойдется вам дешевле, если вы будете использовать водонагреватель с питанием от солнечных батарей с самым низким энергопотреблением. Не имеет смысла тратить огромные суммы на нагрев воды от фотоэлектрической системы, когда это можно сделать относительно недорого, используя тепловую систему.
Использование мотивационных программ. Многие страны, государства/ провинции и муниципальные округа предлагают щедрую мотивацию для перехода на возобновляемые источники энергии.
Определение размеров системы. Определение размеров системы является выдуманным термином для обозначения процесса, когда вы прикидываете, сколько вам понадобится солнечных батарей. Именно сейчас вы принимаете решение о том, намерены ли выот со снабжить энергией весь свой дом солнечной системы или подключиться к электросети. Размер автономной системы должен определяться по месяцу, за который было самое большое потребление электроэнергии. Внесите корректировки с учётом изменений, которые вы ввели для экономии электроэнергии на предыдущих этапах. Обеспечьте возможность добавления солнечных панелей на более поздних этапах. Не забывайте о том, что сами солнечные батареи составляют примерно половину стоимости автономной системы солнечного энергоснабжения. Остальная часть приходится на панели, инвертор, различное установочное оборудование и на установку всего этого. Размеры системы с подключением к электросети определять не нужно, так как питание от электросети используется в тех случаях, когда бездействуетсистемасолнечногоэнергоснабжения.
Примечание: Уточните у вашей местной электросетевой компании, возможно ли подключение к электросети в вашей области.
Решение о месте установки системы солнечного энергоснабжения. Большинство владельцев домов устанавливают систему солнечного энергоснабжения на крыше дома, хотя существует много других вариантов. Прежде чем вы установите свои панели солнечных батарей, внимательно просмотрите приведенную ниже информацию, касающуюся конструкции крыши.
Выбор поставщика солнечных батарей. Существует большое количество компаний, которые изготавливают солнечные батареи. Многие дистрибьюторы работают с несколькими брендами, особенно через Интернет.
Выбор компании-установщика. Выберите 3 компании-установщика и поинтересуйтесь ценами, сроками и отзывами об этих компаниях. Поговорите с другими владельцами домов, которые уже обращались в эти компании, и по возможности лично посмотрите одну-две системы солнечного энергоснабжения, которые они уже установили.
Соображения по особенностям конструкции крыши. Наряду с такими особенностями, как огнестойкость, гарантии и эстетика, не забывайте о дополнительном весе солнечной панели, а также о том, что нельзя производить ремонт крыши, когда на ней установлены солнечные панели. Предполагается, что солнечные панели прослужат более 30 лет. Демонтаж и повторная установка солнечных панелей во время ремонта крыши может влететь вам в копеечку. Обследуйте состояние крыши до установки панелей. Сейчас выпускаются тяжелые и громоздкие панели. Но появились и развиваются технологии тонкопленочных солнечных элементов, которые обещают появление лёгких и более эффективных конструкций, многие из которых можно устанавливать прямо на материалы, из которых изготовлена крыша вашего дома.
Ориентация. В идеале вам нужна крыша дома, которая обращена к солнцу большую часть дня и не затенена надолго деревьями или зданиями. В северном полушарии самая лучшая ориентация на юг, потом на запад и на восток. В южном полушарии лучшая ориентация на север, потом на запад и на восток.
Угол. Угол наклона панелей также очень важен. Солнечные батареи работают с большей эффективностью, если угол наклона равен допустимому широтному диапазону изменения освещенности ± 15°. Поправка на 15° нужна для компенсации угла вектора на солнце в зимний и летний периоды. В северном полушарии увеличивайте угол на 15° в зимнее время (более острый угол соответствуют малому углу положения солнца в зимнее время). Летом уменьшайте угол на 15° для поправки на большой угол солнца, которое проходит по крутой траектории над вашим домом. В южном полушарии нужно делать наоборот. Если панели жестко закреплены, и нельзя изменять угол наклона, большинство владельцев домов предпочитают размещать панели в таком положении, которое является самым благоприятным для месяца с самым высоким энергопотреблением. Определить такой месяц можно по счетам за электроэнергию за предыдущий год. Если используются каскадные панели солнечных батарей, или панели устанавливаются прямо на материал, из которого сделана крыша, угол наклона и ориентация крыши вашего дома играют еще более важную роль, поскольку вы не сможете корректировать угол наклона панелей или установить их под более удачным углом.
Состояние. Сколько лет крыше? Сколько осталось до конца гарантийного периода? Какое состояние крыши указано в гарантии? Сможет ли конструкция крыши выдержать дополнительный вес панели солнечных батарей? На все эти вопросы нужно ответить до установки панели. Установка панели солнечных батарей на крышу, которая «доживает свои последние деньки», является не самым хорошим решением, которое в итоге окажется более дорогим.
Не всё потеряно в плане накопления солнечной энергии, если крыша вашего дома далека от идеала. Есть и другие варианты. Например, установка панелей под нужным углом, добавление крыши веранды, сборка панелей на земле, размещение панелей солнечных батарей в конфигурации навеса или установка панелей на столбах с интегрированной системой слежения за солнцем.
Заключение
Солнечные панели подешевели и стали серьезным источником энергии. Во всем мире суммарная мощность солнечных электростанций превысила 20 гигаватт! И этот показатель с начала нынешнего века удваивается каждые три года. В стороне только Россия.
1.  Первая промышленная солнечная электростанция была построена в 1985 году в СССР в Крыму, недалеко от города Щелкино. СЭС-5 имела пиковую мощность 5 МВт. Столько же, сколько у первого ядерного реактора. За 10 лет работы она выработала всего 2 миллиона кВт*час электроэнергии, однако стоимость ее электричества оказалась довольно высокой, и в середине 90-х ее закрыли. В это время работы активизировались в Штатах, где компания Loose lndustries в самом конце 1989 года запустила 80-мегаваттную солнечно-газовую электростанцию. За следующие 5 лет та же компания, только в Калифорнии, построила таких СЭС еще на 480 МВт и довела стоимость одного «солнечно-газового» кВт*часа до 7-8 центов. Что совсем неплохо по сравнению с 15 центами за кВт*час энергии - во столько обходится электричество, производимое на АЭС.
2.  Использовать энергию Солнца в быту можно и без превращения ее в электричество. Для того чтобы «протопить» холодную комнату или нагреть воду в водопроводе, можно напрямую воспользоваться солнечным теплом. Установки, собирающие, сохраняющие и передающие это тепло, называются солнечными коллекторами. В простейшем варианте все выглядит так: на крыше дома или на его южной стене устанавливается панель, состоящая из тоненьких трубочек, по которым в специальный бак-аккумулятор подается вода. Солнце нагревает трубки, те нагревают воду, вода (температура которой в этой системе при использовании зеркального поддона может доходить до 60-90°С) накапливается в баке и потом используется для обогрева или горячего водоснабжения. Дома, оборудованные такими системами (которые обычно доукомплектовываются и кремниевыми солнечными элементами), называются «солнечными домами». С одной стороны, этот дом стоит несколько дороже, чем обычный, но с другой - он позволяет резко сократить коммунальные платежи - на 50-70%.
3.  Однако встречаются и более серьезные системы. Одна из таких была сооружена в США в штате Нью-Мексико еще в 1978 году и работает до сих пор. Называется - Национальная солнечная установка для тепловых испытаний (NSTTF). Принадлежит она Пентагону и применяется для проверки жаропрочности корпусов военных и гражданских ракет. Состоит NSTTF из 60-метровой башни-мишени и 220 гелиостатов, размером 6х6 метров каждый. Зеркала, подобно архимедовой установке, направляют свои солнечные зайчики в одно полутораметровое пятнышко на верхушке установки, где температура в солнечные дни поднимается до 2 000°С. Всего в 2,5 раза меньше, чем на поверхности Солнца, и в 2 раза выше температуры горения напалма. Установка имеет площадь зеркал 8 500 м2 и тепловую мощность 5 МВт. [5]
4.  Республике Корея в 2008 году было установлено 274 мегаватта мощности солнечных панелей. Это сравнимо с мощностью Владивостокской ТЭЦ в том же году.
5.  Еще больше прогресс в Японии, где суммарная мощность солнечных электростанций приближается уже к 3 гигаваттам! Кто-то скажет, что в Японии много солнца и нам равняться на них сложно. Но вот вам реальный факт: в Германии установлено уже свыше 5 гигаватт солнечных панелей! А ведь немцы наш северный сосед и получают куда меньше солнца, чем Приморье
6. В условиях Пермского края является использование комбинированного варианта: солнечная батарея совместно с ветровым двигателем.

Список используемых сайтов

http://galspace.spb.ru/index115.html - Солнечная энергия - будущее Земли
http://www.dvfond.ru/sun/index.shtml - Солнце - вечная энергия; Проблемы
http://galspace.spb.ru/index115.html - Солнечная система - общие вопросы
http://www.dvfond.ru/sun/index.shtml - Использование энергии солнца
http://www.dvfond.ru/sun/index.shtml - Как работают солнечные панели
http://sunbattery.net/index.php - смысл использования Солнечных батарей. Альтернативный источник энергии. Солнце и как его использовать для получения энергии.
http://sunbattery.net/vid_batarey.php?page=sun – солнечный коллектор. Вид батарей, отличие от других видов солнечных батарей. Принцип работы, материал из которого создают.
http://pmsvet.ru/v-stolitse-mordovii-budet-modernizirovana-sistema-ulichnogo-osvescheniya.html - перспективы использования солнечных батарей в Мордовии на примере уличного освещения.
http://sunbattery.net/vid_batarey.php?page=sun_preimuwestva – преимущества использования солнечных коллекторов









HYPER13 PAGE HYPER142HYPER15





Приложенные файлы

  • doc rabota.dok8
    Гордейчук
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 2