- Исходные данные
- Техническое решение
- Экономическое обоснование проекта
- Преимущества данной конфигурации
- Выводы
Основной задачей владельца дома стало создания автономной системы тепло-энергоснабжения частного дома, причем с возможностью продажи излишков выработанной электроэнергии по «зеленому» тарифу в общую энергосеть.
Также важна минимизация затрат на отопление и нагрев воды, оптимизация годового энергопотребления и доход от продажи электроэнергии в сеть.
В конечном итоге достигается полная независимость от внешних энергоресурсов.
Исходные данные:
Хорошо утепленный двухэтажный дом площадью 300 м2, с современными окнами, с терасой, где размещаются фотоэлектрические модули.
Техническое решение
Тепло/холодоснабжение дома организовано с помощью энергоэффективного воздушного теплового насоса воздух-вода Hitachi Yutaki S RAS-8 WHNPE / RWM-8.0 NE с тепловой мощностью 20 кВт, холодильной мощностью 14 кВт и максимальным показателем эффективности COP до 5.25.
В качестве системы для распределения тепла/холода в доме установлены контуры теплых полов и фанкойлов.
Около дома и на фасаде установлены ряды фотомодулей, – сетевая электростанция мощностью 20 кВт, со сбросом электроэнергии в сеть. Фотомодули расположены тремя рядами на террасе, ориентированы под оптимальным углом к солнцу, а также на боковой стене дома, на наклонных кронштейнах.
Для полного или частичного покрытия собственных потребностей дома идет электроэнергия, выработанная сетевой солнечной электростанцией. Излишки от выработки электроэнергии передаются в сеть с последующей продажей по зеленому тарифу.
Сетевая станция предназначена для уменьшения потребления электроэнергии из сети.
Номинальная мощность 20 кВт, с возможностью разгона до 40 кВт по линии DC.
В комплекте с фотомодулями установлены инверторы HUAWEI 20 кВт и роутеры WATTROUTER – для ограничения выходной мощности АС при работе по «зеленому» тарифу.
Разрешенная по договору мощность передачи электроэнергии в сеть – 20 кВт.
Экономическое обоснование проекта
Система тепло/холодоснабжения с тепловым насосом работает с переменным потреблением электроэнергии. Пик энергопотребления воздушного теплового насоса приходится на зимние месяцы, когда кроме работы компресора, в отдельные дни со сверхнизкими температурами может еще дополнительно включаться и встроенный электронагреватель (или резервный котел).
На графике представлены прогнозируемые программным расчетом суммарные затраты электроэнергии в течение года. Суммарная величина прогнозируемых затрат электроэнергии для ТН дома 300 м2 ориентировочно ожидается на уровне 17 000 – 17 200 кВт. Причем произведет тепловой насос Hitachi Yutaki S более 50 000 кВт тепловой энергии для отопления и ГВС.
Анализируя диаграмму можно сделать вывод, что наибольшие затраты приходятся на отопительный сезон с ноября по март. Хотя суммарные затраты по сравнению с другими системами отопления (газовым, электрическим или пеллетным котлом) все-таки в несколько раз ниже.
Сумма, затраченная на работу теплового насоса:
даже при условии самого высокого тарифа (более 3 тыс. кВт в месяц) 1,68 грн. х 17 000 = 28 560 грн.
Учтем, что превышение лимита в 3000 кВт в месяц может быть только два месяца, и реальные затраты будут ниже.
Рассмотрим работу электростанции 20 кВт, спрогнозируем ее работу.
На основе данных Европейской ассоциации Photovoltaic Geographical Information System от Joint Research Centre (JRC) делаем прогноз производимой электростанцией электроэнергии в год для условий Киева.
Для станции 20 кВт прогнозируемые данные следующие: ожидаемое количество выработанной электроэнергии в год для солнечных условий Киева – 22 200 кВт.
Поскольку сетевая электростанция передает выработанную электроэнергию в сеть по зеленому тарифу, общая стоимость выработанной электроэнергии – при тарифе 587,05 коп/кВт·год составит:
22200 х 5,87 = 130 314 грн.
Таким образом, затраты на работу теплового насоса в несколько раз меньше, чем прибыль получаемая от продажи электроэнергии по зеленому тарифу.
Максимальное количество производимой электроэнергии вырабатывается в солнечные летние месяцы, это позволяет получить максимум прибыли от солнечной станции и легко покрыть все затраты на работу теплового насоса зимой. Учтем, что затраты на электроэнергию для собственного потребления электроприборами дома летом минимальны.
Экономическая эффективность максимальная, полная автономность энерго- и теплоснабжения дома обеспечена.
Преимущества данной конфигурации
- Автономность и независимость от прочих теплогенерирующих компаний.
- Экологическая чистота проекта.
- Полностью автоматическая работа системы отопления, нагрева воды и охлаждения, независимое управление контурами отопления.
- Автоматическое управление резервным источником (встроенным электронагревателем или котлом).
- Комфорт в доме круглый год благодаря эффективной работе теплового насоса Hitachi Yutaki S: обогрев, охлаждение и ГВС (бак 200 л).
- Высочайший коэффициент преобразования энергии COP до 5,02.
- Эффективная работа на отопление даже при температуре -25 °С.
- Экономное потребление энергии благодаря DC-инверторному управлению компрессором.
- Программируемый режим работы.
- Максимально прибыльная эксплуатация фотоэлектрической станции по зеленому тарифу и снижение затрат на отопление по тарифу на электроотопление.
- Полное покрытие потребностей в электроэнергии (солнечная система) и полное покрытие затрат на работу ТН.
Выводы
Несмотря на существенные капиталовложения в данный проект, данный проект является экономически выгодным и максимально энергоэффективным.
Исходя из существенной прибыльности сетевой электростанции, а также экономии средств на отопление дома, окупаемость капиталовложений очень быстрая.
Такая система надежная и долговечная, это перспективная и передовая схема, с наилучшими перспективами для экономной и автономной эксплуатации.