- Вихідні дані
- Технічне рішення
- Економічне обгрунтування проекту
- Переваги представленої конфігурації
- Висновок
Основним завданням власника будинку стало створення автономної системи тепло-енергопостачання приватного будинку, причому з можливістю продажу надлишків виробленої електроенергії за «зеленим» тарифом у загальну енергомережу.
Також важлива мінімізація витрат на опалення та нагрівання води, оптимізація річного енергоспоживання і дохід від продажу електроенергії в мережу.
У підсумку досягається повна незалежність від зовнішніх енергоресурсів.
Вихідні дані:
Добре утеплений двоповерховий будинок площею 300 м2, із сучасними вікнами, з терасою, де розміщуються фотоелектричні модулі.
Технічне рішення
Тепло/холодопостачання будинку організовано за допомогою енергоефективного повітряного теплового насоса повітря-вода Hitachi Yutaki S RAS-8 WHNPE/RWM-8.0 NE з тепловою потужністю 20 кВт, холодильною потужністю 14 кВт і максимальним показником ефективності COP до 5.25.
Як система для розподілу тепла/холоду в будинку встановлені контури теплої підлоги і фанкойлів.
Біля будинку і на фасаді встановлено ряди фотомодулів, – мережева електростанція потужністю 20 кВт, зі скиданням електроенергії в мережу. Фотомодулі розташовані трьома рядами на терасі, орієнтовані під оптимальним кутом до сонця, а також на бічній стіні будинку, на похилих кронштейнах.
Для повного або часткового покриття власних потреб будинку йде електроенергія, вироблена мережевою сонячною електростанцією. Надлишки від вироблення електроенергії передаються в мережу з наступним продажем за зеленим тарифом.
Мережева станція призначена для зменшення споживання електроенергії з мережі.
Номінальна потужність 20 кВт, із можливістю розгону до 40 кВт по лінії DC.
У комплекті з фотомодулями встановлені інвертори HUAWEI 20 кВт і роутери WATTROUTER – для обмеження вихідної потужності АС при роботі по «зеленому» тарифу.
Дозволена за договором потужність передачі електроенергії в мережу – 20 кВт.
Економічне обгрунтування проекту
Система тепло/холодопостачання з тепловим насосом працює зі змінним споживанням електроенергії. Пік енергоспоживання повітряного теплового насоса доводиться на зимові місяці, коли крім роботи компресора, в окремі дні з наднизьких температур може ще додатково вмикатися і вбудований електронагрівач (або резервний котел).
На графіку представлені прогнозовані програмним розрахунком сумарні витрати електроенергії протягом року. Сумарна величина прогнозованих витрат електроенергії для ТН будинку 300 м2 орієнтовно очікується на рівні 17 000 – 17 як 200 кВт. Причому зробить тепловий насос Hitachi Yutaki S більше 50 000 кВт теплової енергії для опалення і ГВП.
Аналізуючи діаграму можна зробити висновок, що найбільші витрати припадають на опалювальний сезон із листопада по березень. Хоча сумарні витрати порівняно з іншими системами опалення (газових, електричних або пелетних котлів) все ж у кілька разів нижче.
Сума, витрачена на роботу теплового насоса:
навіть за умови найвищого тарифу (більше 3 тис. кВт на місяць) 1,68 грн. х 17 000 = 28: 560 грн.
Врахуємо, що перевищення ліміту в 3000 кВт у місяць може бути тільки два місяці, і реальні витрати будуть нижчими.
Розглянемо роботу електростанції 20 кВт, спрогнозуємо її роботу.
На основі даних Європейської асоціації Photovoltaic Geographical Information System від Joint Research Centre (JRC) робимо прогноз виробленою електростанцією електроенергії на рік для умов Києва.
Для станції 20 кВт прогнозовані дані наступні: очікувана кількість виробленої електроенергії на рік для сонячних умов Києва – 22 200 кВт.
Оскільки мережева електростанція передає вироблену електроенергію в мережу за зеленим тарифом, загальна вартість виробленої електроенергії – при тарифі 587,05 коп/кВт · год складе:
22200 х 5,87 = 130 314 грн.
Таким чином, витрати на роботу теплового насоса в кілька разів менші ніж прибуток отримується від продажу електроенергії за зеленим тарифом.
Максимальна кількість виробленої електроенергії виробляється в сонячні літні місяці, це дозволяє отримати максимум прибутку від сонячної станції і легко покрити всі витрати на роботу теплового насоса взимку. Врахуємо, що витрати на електроенергію для власного споживання електроприладами будинку влітку мінімальні.
Економічна ефективність максимальна, повна автономність енерго- і теплопостачання будинку забезпечена.
Переваги представленої конфігурації
- Автономність і незалежність від інших теплогенеруючих компаній.
- Екологічна чистота проекту.
- Повністю автоматична робота системи опалення, нагрівання води та охолодження, незалежне керування контурами опалення.
- Автоматичне керування резервним джерелом (вбудованим електронагрівачем або котлом).
- Комфорт у будинку цілий рік завдяки ефективній роботі теплового насоса Hitachi Yutaki S: обігрів, охолодження і ГВП (бак 200 л).
- Найвищий коефіцієнт перетворення енергії COP до 5,02.
- Ефективна робота на опалення навіть за температури -25 °С.
- Економне споживання енергії завдяки DC-інверторному керуванню компресором.
- Програмований режим роботи.
- Максимально прибуткова експлуатація фотоелектричної станції за зеленим тарифом і зниження витрат на опалення по тарифу на електроопалення.
- Повне покриття потреб в електроенергії (сонячна система) і повне покриття витрат на роботу ТН.
Висновок
Незважаючи на істотні капіталовкладення в цей проект, він є економічно вигідним і максимально енергоефективним.
Виходячи з істотної прибутковості мережевої електростанції, а також економії коштів на опалення будинку, окупність капіталовкладень дуже швидка.
Така система надійна і довговічна, це перспективна і передова схема, з найкращими перспективами для економної та автономної експлуатації.