El rápido aumento de los precios de la electricidad está obligando a los veraneantes a buscar una alternativa al suministro centralizado de corriente alterna.
Cuando la perspectiva de la electrificación se pospone durante muchos años o los costos de conexión a redes externas son demasiado altos, las instalaciones autónomas pasan a primer plano.
Al comprender mal las complejidades del suministro de energía, no todas las personas pueden analizar qué tipo de suministro de energía autónomo de una casa de campo es económicamente rentable. Intentaremos ayudar en este asunto y considerar tres posibles opciones para el suministro de energía: un grupo electrógeno de gas, un convertidor de batería y una batería solar.
Los principales criterios de selección de un convertidor de batería y una batería solar son: el coste del equipo, su vida útil antes del desmantelamiento y, como factor resultante, el precio de 1 kWh de electricidad generada durante todo este tiempo.
Para un generador de gasolina, el cálculo será diferente. Aquí, el consumo de combustible y el precio están en primer plano. Usando estos parámetros y teniendo en cuenta el costo del propio generador, obtenemos el precio de 1 kWh de electricidad "gasolina".
Generador de gasolina inverter
Hoy en día, esta unidad se utiliza con mayor frecuencia para el suministro de energía de respaldo de las casas de campo. La razón de esta popularidad es el precio asequible del generador y su facilidad de uso. Sin edición ni personalización. Echó gasolina, apretó el botón y encendió la luz.
Sin embargo, cualquier comodidad tiene su precio, y es muy elevado para un generador de gas. Calculemos cuánto cuesta 1 kilovatio hora de electricidad producida por este dispositivo.
Para el cálculo, tomemos un generador monofásico HERZ IG2200E (Alemania) con una potencia de 2 kW.
- Costos de compra: 21,000 rublos.
- Recurso del generador – 4000 horas.
El costo por kilovatio se calcula de la siguiente manera:
Con una carga de 2000 W, el consumo de gasolina AI-92 según el pasaporte del generador es de 1.4 l / h (se supone que el costo del combustible es de 36 rublos) .Obtenemos el precio de 1 kW * h = 36×1.4 / 2 = 25,2 rublos.
Dividimos el costo del generador por su recurso motor y obtenemos: 21,000 rublos / 4,000 horas = 5.25 rublos.
Como resultado, el costo de 1 kW * h = 25,2 + 5,25 = 30,45 rublos.
El precio de 1 kWh de electricidad de la red para la región de Moscú en el primer semestre de 2016 es de 5,03 rublos. Vemos que el precio de un generador de gas resultó ser 6 veces más.
Conclusiones:
- No es rentable utilizar un generador de gas para el suministro de energía a largo plazo en el hogar.
- El uso de un generador (a excepción de las instalaciones con arranque automático) requiere la presencia de una persona: arranque, reponga gasolina y controle el trabajo.
El uso de un generador de gasolina en el país se justifica económicamente solo como fuente de energía de emergencia o de respaldo. En ausencia de redes eléctricas externas, es mejor operarlo por un tiempo corto (4-5 horas al día).
Hoy en día, muchos fabricantes producen unidades universales que funcionan tanto con gasolina como con gas envasado. Dado que el costo del gas licuado es casi 2 veces menor que el de la gasolina, económicamente es más rentable recibir electricidad de este tipo de combustible.
Convertidor de batería
El principio de funcionamiento de esta instalación consiste en la carga cíclica de potentes baterías y su posterior descarga lenta a la red eléctrica de la vivienda. Al mismo tiempo, en un dispositivo especial, un inversor, la corriente de la batería se convierte de un voltaje constante de 12-24 voltios a 220 V.
Dichas fuentes de suministro de energía autónomas deben cargarse desde la red de apartamentos en la ciudad, y en la casa de campo usan electricidad, que es suministrada por la batería.
Los aficionados al bricolaje deben tener en cuenta que una batería de arranque estándar de un automóvil no funcionará para dicho convertidor. Crea una poderosa corriente en poco tiempo. Aquí, se necesita una pequeña corriente, que alimenta la red durante varias horas. Por lo tanto, el convertidor inversor funciona con baterías especiales que no requieren mantenimiento, que son de 3 a 4 veces más caras que las baterías de automóvil de la misma capacidad.
El alto costo en este caso se justifica. La vida útil de tales baterías es de 8 a 9 años, mientras que las baterías de automóvil no duran más de tres.
El precio de un conjunto listo para usar de un convertidor de batería, que consta de un inversor y dos baterías de 200 Ah cada una, es de aproximadamente 110,000 rublos.
La capacidad requerida de las baterías para su funcionamiento está determinada por la siguiente fórmula:
Capacidad de la batería (Ah) = Consumo de energía (W) x Tiempo de descarga (hora) x Eficiencia (0,7) * 1,2 (factor de seguridad) / Voltaje de la batería (V)
Resulta que para proporcionar a los electrodomésticos una potencia total de 1500 vatios durante 5 horas, necesitamos baterías recargables con una capacidad de 1500x5x0,7×1,2 / 12 = 446 Ah. Esto es casi tanto como se ofrece al comprador en un juego por 110,000 rublos.
Para 8 años de funcionamiento de la batería, recargarla requerirá 21.600 kilovatios hora de electricidad a un precio de "ciudad" de 5,03 rublos.
En este caso, definiremos el costo de un kilovatio autónomo de la siguiente manera:
- El costo de la electricidad para cargar baterías (durante 8 años de funcionamiento) es de 21,600 x 5,03 rublos. = 108 648 rublos.
- El costo del equipo es de 110,000 rublos.
El costo total que obtuvimos fue de 218,648 rublos. El precio de un kilovatio es 218648/21 600 = 10,12 rublos. Como podemos ver, un convertidor de batería da electricidad 3 veces más barato que un generador de gas (10,12 contra 30,45 rublos) y 1,7 veces más barato que una unidad generadora de gas.
Bateria solar
Para las tecnologías consideradas de suministro de energía autónomo de una casa de campo, se necesita recarga desde el exterior (gasolina y electricidad). El panel solar es beneficioso porque consume energía en el acto. No necesita repostaje y recarga de baterías. No envenena el aire con gases de escape y no genera ruido.
El período de garantía de los paneles solares modernos es de 25 años. Esto es suficiente para recuperar completamente los costos y reducir el costo de un kilovatio hora.
Echemos un vistazo más de cerca a lo que la electricidad solar autónoma puede aportar a una casa de campo y lo rentable que es su uso.
El costo de los paneles solares no se puede llamar bajo. Entonces, para un panel solar monocristalino, que genera 150 vatios de electricidad por hora, tendrá que pagar desde 11,000 rublos.
En términos prácticos del uso de energía solar, no debemos hablar de una batería, sino de una estación fotovoltaica completa. Consta de 4 paneles solares, dos potentes baterías con una capacidad de 200 A * h cada una, un inversor de voltaje (convierte la corriente continua de 12 voltios en alterna de 220 voltios) y un controlador.
Para un día soleado, dicho sistema produce 2,5 kWh de electricidad. Esto es suficiente para el suministro de energía de una pequeña casa de campo. Teniendo en cuenta los días nublados, asumiremos que la producción media de energía es de 1,5 kWh por día.
Con un costo promedio de un kit "solar" de 130 mil rublos, funcionará durante al menos 25 años. Las pilas no duran tanto, por lo que durante este tiempo tendremos que cambiarlas 2 veces. El costo de las baterías es de 30.000 rublos. Los costos para todo el período de operación de la planta solar serán: 130,000 + (30,000×2 = 60,000) = 190,000 rublos.
Durante 25 años, la estación nos generará 1,5 kWh * 365 días * 25 años = 13688 kWh. Al dividir el costo de gastar en una estación solar por la cantidad total de electricidad recibida, obtenemos 13,9 rublos por kilovatio. Esto es 2,75 veces más caro que la tarifa de la red, pero garantiza al usuario una total independencia energética.
Si tenemos en cuenta el hecho de que las tecnologías solares no se detienen, pronto recibiremos baterías más potentes y más baratas, así como baterías con mayor eficiencia y vida útil.
Resumiendo los resultados de nuestra mini-investigación, califiquemos las opciones consideradas . Entonces, el mayor costo de la electricidad autónoma se obtiene de un generador de gasolina (6 veces más caro que uno de red). En segundo lugar se encuentran dos instalaciones a la vez: un generador de gas y una estación solar.
Formalmente, la palma deberá entregarse al convertidor de batería, ya que tiene el precio de energía más bajo (10,12 rublos). Sin embargo, la batería solar puede competir con ella. Es completamente autónomo y no contamina el aire con emisiones nocivas.