Теоретичні відомості. За видами енергії комплекси обладнання з ВДЕ можна поділити на електричні, теплові та комбіновані

За видами енергії комплекси обладнання з ВДЕ можна поділити на електричні, теплові та комбіновані. Використання ВДЕ є досить складним і вартісним заходом. Різні джерела відновлювальної енергії мають характерні для них особливості, які значною мірою впливають на ефективність обладнання. Ефективність теплових сонячних колекторів та фотовольтажної системи практично повністю залежить від сезону, часу доби та погодних умов. Вартість опалення біомасою залежить від виду та відстані, на яку її треба доставляти, а кількість енергії від віторустановок залежить як від місця розташування, так і від сезонної, і добової активності повітряних мас. Тому, враховуючі особливості кожного з ВДЕ та поєднуючи їх у єдину систему з оптимальним управлінням, можливо суттєво зменшити вартість інвестицій та експлуатаційні кошти на енергетичне забезпечення будинку чи господарства.

За результатами аналізу потенціалу всіх наявних джерел енергії, у залежності від впливу різноманітних факторів, згідно з економічними, екологічними та соціальними критеріями можливо визначити склад основного енергоустаткування з ВДЕ, використання якого дозволить отримувати максимальні ефект за найменших інвестиційних вкладень для побудови ефективних систем опалення, забезпечення мікроклімату, водозабезпечення та енергозабезпечення технологічних режимів. Потім розробляється структурна схема взаємодії різного обладнання ВДЕ, враховуючи критерії ефективного використання потенціалу різних видів енергії та еколого-економічну ефективність. При розробці автономних систем необхідно враховувати часові проміжки роботи енергогенеруючого обладнання та вартість акумулюючих систем.

У склад комплексних систем теплозабезпечення можуть входити як теплогенеруючі пристрої з ВДЕ, так і з традиційні джерела енергії. Таке поєднання дає з одного боку здешевлення теплопостачання за рахунок ВДЕ, з іншого надійність теплопостачання, за рахунок використання викопних палив. Автоматизація процесів управління такими системами та використання баків накопичувачів дозволяє оптимізувати процеси теплопостачання у системі, максимально використовуючі дешеву альтернативну енергію.

На рисунку 7.1. показано типову схему теплопостачання до складу якої входить геліосистема, газовий котел, камін з водяним контуром для спалення дров та брикетів. Комплекс обладнання забезпечує як систему опалення, так і систему опалення.

Роботу всіх пристроїв системи координує загальний контролер (6).

Рис. 7.1. Двоконтурна низькотемпературна система опалення для приватного будинку, обладнана двома теплообмінниками з двома змійовиками
1.Сонячні колектори 2.Блок управління геліоустановкою 3.Циркуляційний насос з допоміжним обладнанням 4.Теплообмінник системи ГВП 5.Газовий котел системи опалення	6.Регулятор котла системи опалення 7.Теплообмінник системи опалення 8.Радіатори системи опалення 9.Камін з водяним контуром 10. Регулятор каміну

До складу комплексів з телопостачання можуть входити крім вищеназваних пристроїв і інші. Наприклад, тепловий насос, мазутний котел, твердопаливний котел, електричні обігрівачі або ТЕНи, когенераційні агрегати і т.ін.

До складу комплексів з виробництва електроенергії, що застосовуються для альтернативного живлення об’єктів у випадках, коли загальна мережа недоступна або взагалі не передбачена при будівництві, і сонячні батареї є основним джерелом живлення електромережі може входити як один так і декілька електрогенеруючих пристроїв. Зазвичай, розбудовують автономну мережу, яка здатна підтримувати параметри подібні до загальних електромереж: напруга 220 – 230 В, частота 50 Гц. До таких автономних мереж, крім фотовольтажної системи, можуть входити вітрогенератори, малі гіроелектростанції, дизельгенератори і т.ін. Зазвичай струм від усіх генеруючих агрегатів випрямляється та подається на акумулятори. З батареї акумуляторів він подається через контролер заряду-розряду на інвертор (220/380 В), який живить автономну електромережу. Робота всіх пристроїв у такій системі зазвичай контролюється центральним процесором.

Функціональна схема такої геліоустановки представлена на рис. 7.2..

Сучасне обладнання розраховане на створення автономних систем потужністю від 1 до 100 кВт. Потужність автономної системи залежить від потужності контролерів заряду – розряду акумуляторної батареї, потужності інвертору і кількості акумуляторів та їх характристик (В× А× год.). Архітектура системи при цьому суттєво не змінюється.

Недоліком таких систем є їх висока вартість. Зазвичай вартість додаткового обладнання для побудови автономної електромережі значно більша, ніж самі фотобатареї. Крім того, підвищується складність обслуговування та експлуатаційні витрати (особливо за рахунок акумуляторної батареї).

В лабораторії енергозбереження та ВДЕ працює комплексна система, що працює від відновлюваних джерел енергї. До її складу входить система електропостачання та теплопостачання. До складу системи електропостачання входить фотобатарея, інвертор, акумуляторні батареї та контроллер. Ця система постачає енергію для цифрових контролерів, що управляють комплексом обладнання з теплопостачання. До складу системи теплопостачання входить 6 СК різної конструкції, баки акумулятори, насосні групи, цифровий контролер і захисні пристрої

Така конструкція робить всю систему теплопостачання автономною.