Энергетическая независимость: автономное отопление и производство электроэнергии

Автономное производство тепла и электроэнергии: энергетическая независимость для большей самодостаточности

Домовладельцы, которые сами покрывают 100 процентов своего внутреннего спроса на энергию для отопления, ГВС и электричество, выигрывают от энергетической независимости. Проще говоря, это означает независимость от коммунальных служб и отсутствие счетов за собственное энергопотребление. Кроме того, автономное энергоснабжение также означает значительный вклад в защиту окружающей среды и климата. Ведь энергетическая независимость может быть достигнута только при использовании возобновляемых источников. Используя проверенные и испытанные технологии, компания Viessmann делает шаг к энергонезависимому дому возможным. Подробнее об этом вы можете прочитать в следующих разделах.

Разница между истинной энергетической независимостью и тем, что стоит на балансе

Дома, которые сами производят значительную часть необходимой им энергии, возможно, за счет электричества или тепла от солнечной системы, можно назвать энергонезависимыми. Важно отметить разницу между "истинной" и "балансовой" энергонезависимостью.

• Полностью автономное энергоснабжение: если дом фактически удовлетворяет свой спрос на энергию полностью самостоятельно, это называется истинной самодостаточностью в энергоснабжении. В результате отпадает необходимость в подключении к внешнему источнику электроэнергии или тепла.
• Балансовое автономное энергоснабжение: если прирост энергии, которым ежегодно пользуется независимое здание, примерно соответствует величине его потребления, то в балансе оно может называться энергонезависимым. Хорошим примером является "дом с нулевой энергией", который сам вырабатывает столько же энергии, сколько потребляет.

Здания, энергетический баланс которых находится в равновесии - т.е. которые являются энергонезависимыми по балансу - не являются автоматически независимыми от внешнего снабжения. Это происходит потому, что существует сезонный разрыв между выработкой энергии и пиковым спросом: если летом фотоэлектрическая система производит избыток энергии, то зимой ее выработки едва хватает для удовлетворения возросшего спроса. Дисбаланс можно устранить, прибегнув к помощи внешних энергоснабжающих организаций. Таким образом, домовладельцы не являются полностью независимыми. Технические решения, такие как буферные баллоны и накопители электроэнергии от Viessmann, предлагают здесь выход из положения. Технические требования к их использованию описаны ниже. Решения по хранению энергии значительно повышают энергетическую независимость здания.

Степень самодостаточности: шаг за шагом к энергетической независимости

Энергетическая независимость здания может быть дифференцирована с указанием степени. Степень самодостаточности основана на сравнении требуемой энергии и энергии, вырабатываемой самостоятельно, что дает числовое значение. Чем выше число, тем выше степень энергетической независимости. И наоборот, это означает, что чем выше степень самодостаточности, тем ниже зависимость от общественной сети, энергоснабжающих предприятий и цен на ископаемое топливо на мировом рынке. Для каждой рассматриваемой единицы здания можно выделить степени самодостаточности:

• Электроэнергия
• Тепло
• Общая энергия

Дом может быть на 100 процентов независимым в плане электроэнергии, в этом случае он не требует подключения к общественной сети или покупки коммунальных услуг. Но это ничего не говорит о его независимости в производстве тепловой энергии и ГВС. В эпоху колебаний цен на топливо и осознания необходимости защиты климата цель - быть как можно более независимым. Даже если "истинная" и 100-процентная независимость в общем спросе на энергию не будет достигнута немедленно, поэтапная реализация этой цели позволит избежать больших затрат в будущем и поможет достичь целей по защите климата.

Энергонезависимость в новостройках: предпосылки, планирование и варианты

Достижение энергетической независимости в новом строительстве требует тщательного планирования. Это связано с тем, что все компоненты здания должны быть оптимально подобраны. Так, ограждающие поверхности должны терять минимум энергии, в то время как прозрачные компоненты, такие как окна и двери, должны пропускать достаточное количество солнечной энергии в дом зимой. Электроприборы также должны работать особенно эффективно, чтобы снизить потребление электроэнергии до минимума. При соблюдении этих условий высока вероятность того, что с экономической точки зрения здание можно эксплуатировать независимо от электроэнергии.

Существуют специальные программы моделирования, позволяющие учитывать потенциальные взаимодействия в последующем электроснабжении на этапе планирования. Таким образом, структурные основы и технические условия могут быть определены задолго до закладки фундамента, что позволит обеспечить оптимальное, независимое энергоснабжение.

Сравнение трех комбинаций: три комбинации установленных компонентов могут быть использованы для более детального рассмотрения независимого тепло- и энергоснабжения в недавно построенном доме:

• Фотоэлектрические и солнечные тепловые системы
• Фотовольтаика и тепловой насос
• Фотовольтаика и топливные элементы

Независимое отопление с помощью фотовольтаики и солнечной тепловой энергии: независимое теплоснабжение круглый год благодаря солнечной энергии

Фотогальваника (PV) в сочетании с солнечной тепловой энергией покрывает годовую потребность дома в тепле. Прежде всего, солнечная тепловая система делает это с помощью больших поверхностных солнечных коллекторов, которые устанавливаются на крыше и подают тепловую энергию в буферную емкость. В данном случае это один водяной цилиндр для отдельно стоящего дома. Таким образом, тепловая энергия может накапливаться в течение длительного времени, прежде чем она начнет использоваться для отопления и ГВС в холодные месяцы. Затем используемая система отопления просто забирает тепло непосредственно из баллона для обогрева помещений и ГВС. При благоприятных условиях домовладельцы, осуществляющие автономное отопление таким образом, могут до весны обходиться накопленной энергией, не прибегая к использованию дополнительного нагревателя. По желанию, полная самодостаточность может быть достигнута и в электроснабжении путем установки накопителя энергии, например, Vitocharge VX3.

Совместное использование тепловых насосов и фотоэлектрических установок повышает энергетическую независимость - при условии, что здание хорошо изолировано, а электроприборы, используемые в быту, не являются ненужными "потребителями энергии". Кроме того, солнечные модули и накопитель энергии солнечной системы должны быть достаточно большими, чтобы обеспечить подачу энергии даже в самые темные месяцы года.

Автономное отопление с помощью топливного элемента и фотогальваники - круглогодичная независимость благодаря водороду

В сочетании с фотоэлектрической системой и накопителем энергии система отопления на топливных элементах обеспечивает независимое снабжение электричеством и теплом круглый год. Электроэнергия, вырабатываемая фотоэлектрической системой, используется для снабжения дома и электромобиля, особенно летом. Избыток энергии можно аккумулировать в аккумуляторной системе, такой как Vitocharge VX3. Когда на улице становится темнее и холоднее, генератор тепла, в данном случае топливный элемент, может все больше брать на себя функцию выработки электроэнергии. Если солнечная фотоэлектрическая система достаточно велика, она также может покрыть спрос в зимний период благодаря накопителю и таким образом помочь достичь высокого уровня самопотребления и самодостаточности.

Энергетическая независимость в отдельно стоящем доме - что и когда оплачивается?

С технической точки зрения, полностью независимое тепло- и энергоснабжение имеет смысл только в том случае, если коллекторы и цилиндр имеют внушительные размеры. Поэтому соотношение между сэкономленными затратами на энергию и первоначальными инвестициями должно оставаться в определенном диапазоне, чтобы была возможна амортизация. Поэтому для отдельно стоящего дома, как правило, нерентабельно стремиться к 100-процентной независимости. Вместо этого рекомендуется, чтобы дом достигал как можно более высокой степени самостоятельности и все же - пусть даже только в периоды пиковой нагрузки - опирался на подключение к общественной сети для получения электричества и тепла. Многоквартирные дома, местные органы власти и промышленные объекты, с другой стороны, в долгосрочной перспективе могут выиграть от больших финансовых и технических усилий, связанных с полной независимостью. Для этого необходимо тщательное планирование и ответственное использование технических возможностей и собственных ресурсов.

Проверьте поставщиков энергии и при необходимости поменяйте их: выбор в пользу "зеленого" газа и "зеленого" электричества способствует расширению и использованию возобновляемых источников энергии. Именно поэтому стоит проверить своих поставщиков энергии и при необходимости подумать о смене. Это дает нам возможность контролировать, откуда и из каких источников поступает потребляемая нами энергия.

Сосредоточьтесь на энергоэффективности бытовой техники: стоит обращать внимание на эффективность не только при отоплении - вы планируете купить новую стиральную машину, новый холодильник или другую технику для кухни и комнаты отдыха? Тогда посмотрите на их класс энергоэффективности и на то, сколько электроэнергии потребляют эти приборы. Нет ничего эффективнее, чем в долгосрочной перспективе ликвидировать пробелы в энергопотреблении и отказаться от "пожирателей" электроэнергии прошлых лет.

Нагревайте меньше и разумнее: даже самая эффективная и образцовая система отопления может принести экономию, если она используется умеренно и оптимально приспособлена к реальным потребностям в отоплении и горячей воде. В конце концов, самая дешевая энергия - это энергия, которая не потребляется в первую очередь. И, говоря об отношении: используйте современные технологии "умного дома" и интеллектуальное управление активами для экономии затрат на энергию. Viessmann поможет вам инновационными решениями для регулирования и управления генераторами энергии.

Экономия горячей воды: действительно ли нам нужна вся горячая вода, которую мы потребляем каждый год? Когда речь идет, в частности, о горячей воде для бытовых нужд, можно сэкономить много энергии, просто изменив привычки - ради окружающей среды и собственного кошелька. Поэтому, когда вы думаете об автономном отоплении, подумайте и об автономном водопотреблении. Умные продукты помогут вам в этом: интеллектуальные душевые лейки и другие методы оптимизации потребления горячей воды.

Энергетическая модернизация: существует множество мер по оптимизации энергоэффективности вашего собственного дома. От гидравлической балансировки системы отопления до лучшей изоляции фасадов и окон. Это не только использует потенциал экономии, но и повышает стоимость недвижимости. Подробнее об отдельных вариантах вы можете узнать, например, в наших руководствах по энергоэффективности.