Сезонное хранение энергии и взлетевшие цены на электричество в Украине

Как вы уже наверное слышали, с 1 апреля предполагается повышение цены на электроэнергию в Украине. 1 кВт⋅ч будет стоить 3,5 грн. свыше 300 кВт⋅ч. Некоторые источники даже поговаривают об отмене ночного тарифа.

Из-за того, что поднятие цены происходит резко, а не поэтапно, как это было в 2017 году, для многих людей это окажется очень неприятным сюрпризом.

Сегодня 54% электроэнергии в Украине производится атомными электростанциями. Отказ от ночного тарифа может нанести серьезный урон атомной генерации электроэнергии. Люди будут включать электроприборы не во время переизбытка электроэнергии в сети, а в любое удобное им время. Для балансировки системы придется отключать часть энергоблоков и заменять их тепловой генерацией.

Подобные практики хоть и не являются чем-то новым в нашей стране, но однозначно не идут на пользу атомной энергетики государства. Выигрывать в этой ситуации будут поставщики альтернативной “зеленой” и тепловой энергии, тепловые станции работающие на угле и газе.

Но все же, если повышение цены неизбежно, как быть дальше?

Расчет стоимости отопления тепловым насосом с учетом космических тарифов на электроэнергию

Для получения одинакового количества тепловой энергии с помощью ТЭНов нужно затратить 10 кВт⋅ч электроэнергии, либо сжечь 1 куб.м. газа. Это примерный показатель который мы примем для упрощения расчетов.

Цена 1 куб.м. газа - 10 грн, 1 кВт⋅ч - 3,5 грн.

Грубо говоря, чтобы отопить помещение газом мы тратим 10 грн. условно, либо тратим 35 грн. если топим электричеством. Естественно, это все умножаем на необходимую площадь помещения.

Для того чтобы выйти на те же финансовые затраты в случае отопления тепловым насосом, нам нужно получить COP теплового насоса равным 3,5.

COP 3,5, если говорить о воздушных тепловых насосах, почти нереален.

В рекламе все красиво, но так ли это на самом деле?

Для наглядной иллюстрации возьмем первую попавшуюся под руку подборку характеристик тепловых насосов:

Как видите, указывается COP 4,7 - 5,1. При каких условиях? Какая температура окружающей среды? Какая температура теплоносителя? Все это остается одному богу известно, иначе как красивой рекламой это не назовешь. Очень сложно найти реальное описание и цифры.

Вот уже более реальный вариант документации для одного из попавшихся во внимание тепловых насосов:

Здесь, по цифрам мы видим, что COP при 2°C воздуха и 35°C теплоносителя равен 3,52. При -7°C COP 2.88, а это в лучшем случае теплый пол, ни о каких радиаторах речь не идет.

Примерно те же показатели получил и я в своем тепловом насосе в зависимости от дельты температур между выходом из испарителя и температурой воды которая подается в систему отопления дома:

• Дельта 20 °C - COP 5
• Дельта 30 °C - COP 4
• Дельта 40 °C - COP 3

В общем, в рекламе все хорошо, а в жизни не очень. И что же нам остается делать?

Стоимость закупки электроэнергии у поставщика

Вернемся к стоимости электроэнергии.

На данном графике вы видите стоимость электроэнергии в копейках - 56,67 коп/кВт⋅ч. Цены приведены для 2019 года, но я думаю, что они актуальны и сейчас. По этой цене распределители электроэнергии закупают ее у производителей. 56 копеек! А мы планируем ввести цену 3,50.

По моему мнению, точка рентабельности продажи по ночному тарифу может вырасти максимум в 2 раза, то есть, 1.10 грн. максимум! А в реальности, наверняка еще дешевле, особенно если потребители находятся недалеко от атомной станции и почти отсутствуют потери на передачу электроэнергии.

Идем дальше, взглянем на цены по которым закупается электроэнергия у теплоэлектростанций.

Как видим, в среднем, от 1.40 грн. до 2.50 грн.

Так почему же кузькину мать ночной тариф на электроэнергию должен быть 3.50 грн???!!

Это выглядит как хитрый план покрыть убытки государства в других отраслях за счет кармана обычных граждан, да еще и в период пандемии коронавируса.

Оцениваем свои потребности в тепловой и электрической энергии

Для того, чтобы понять как действовать дальше, нужно оценить свои потребности в тепловой и электрической энергии. Уходить от использования тепловых насосов я считаю не целесообразным с точки зрения энергобезопасности своего домохозяйства. Нужно двигаться в сторону автономности и инвестировать в свое будущее.

Приведу пример исходя из своих параметров, а затем, каждый из вас сможет это аппроксимировать на себя. Мои параметры выглядят вот так:

• Отапливаемая площадь: 160 м2.
• 30 см. газосиликат + 10 см. воздух + 12 см. кирпич.

Летом потребление составляет около 20 кВт⋅ч/день (600 кВтч/мес). Сюда входят бытовые нужды и зарядка электрокара. Это же потребление остается и зимой, поэтому во всех остальных расчетах мы эту цифру прибавляем.

Осенне-весенний период, средняя температура окружающей среды +5°C

Для осенне-весеннего периода со средней температурой +5°C среднее потребление газа составляет 300 куб.мес. Это примерная цифра, но для оценки необходимой энергии она подходит. Или же это составляет 10 куб/день = 100 кВтч/день.

Получаем (20 + 100) необходимость в 120 кВт⋅ч/день электрической энергии, при условии, что у нас работают бытовые потребители и мы будем топить ТЭНами.

В случае геотермального теплового насоса в это время года у нас COP будет около 4. Далее, делим 100/4 = 25 кВтч/день. Прибавляем бытовое потребление 20 + 25 = 45 кВтч/день, и получаем, что с тепловым насосом нам нужно 45 кВтч/день, или 1350 кВтч/мес.

Зимний период, средняя температура окружающей среды -5°C

Для зимнего периода со средней температурой -5°C среднее потребление газа составляет 600 куб.мес. Или же это составляет 20 куб/день = 200 кВт⋅ч/день.

Прибавляем бытовое потребление 20 + 200 = 220 кВт⋅ч/день. Далее, при COP = 3, получаем 200/3 = 70 кВтч/день. И суммарно получаем 20 + 70 = 90 кВтч/день, или 2700 кВтч/мес.

Более наглядно представим полученный результат в виде таблички:

Сезон	СOP теплового насоса	Расход на бытовые потребители, кВт⋅ч/день	Необходимо кВт⋅ч/день	Необходимо кВт⋅ч/мес.
Осень-весна (+5C)	4	20	45	1350
Зима (-5°C)	3	20	90	2700

Откуда же нам получить эту энергию? Так как энергосети мы не рассматриваем, вариантами могут быть солнечные и ветровые станции или вечный генератор 😊 (если вдруг вы его случайно изобрели).

Рассмотрим графики производства электроэнергии солнечной станцией мощностью в 10 кВт.

Для осенне-весенней погоды (октябрь и февраль) мы видим, что цифры примерно одинаковые. Станция в 10 кВт вырабатывает 800 кВт⋅ч/мес, а мне необходимо 1350 кВтч, не хватает.

Зимой, самые плохие по выработке месяцы это ноябрь, декабрь и январь, дающие всего 20 кВт⋅ч/день, что катастрофически мало.

Отсюда вывод, что зимой отопиться за счет солнечных панелей нереально. Генерация очень слабая и все энергозатраты мы не покроем.

Летом же, напротив, генерация энергии будет в 3 раза выше и девать ее будет попросту некуда. Здесь напрашивается вывод, сделать каким-то образом сезонный аккумулятор либо электрической энергии, либо тепла.

Сезонный аккумулятор энергии

Одним из вариантов аккумулятора энергии является химический аккумулятор энергии основывающийся на процессах Фишера-Тропша. Имея водород, углекислый газ и электрическую энергию можно получить метан, затем получить синтез-газы и в результате получить жидкое топливо которое можно хранить достаточно долго.

Однако в быту провести все эти процессы почти нереально. Это все требует дорогого оборудования и постоянного контроля над процессами. Да, на базе какого-нибудь предприятия или завода, это еще можно реализовать, но в условиях обычного домохозяйства это будет очень сложно сделать. Получается этот вариант нам не подходит.

YouTube канал Андрея Лысенко

Здесь хочу вам порекоммендовать заглянуть на канал Андрея Лысенко. Он провел очень интересный эксперимент на своем доме. В видео он подробно описывает суть эксперимента, рассказывает каким образом у него установлены грунтовые теплообменники и другую полезную информацию.

Если вы тоже задумываетесь о сезонном аккумуляторе тепла, загляните на канал, найдете там много интересного.

Канадский проект по сезонной аккумуляции тепла

Также есть еще интересный канадский проект по сезонному хранению тепла. Вот так выглядит поселок участвующий в этом проекте.

Солнечные коллектора которые снимают энергию и дома которые ее потребляют. Единственное, что здесь речь идет о довольно масштабном проекте где задействован целый поселок. Это определенно требует больших инвестиций.

Давайте делиться мыслями

На финальном этапе моего повествования я приглашаю вас к дискуссии. Давайте вместе подумаем, как выходить из этой ситуации, что можно сделать. Сидеть на жопе ровно и платить заоблачную цену, я считаю, выход неправильный. Бастовать — это временное решение. Все равно они повысят цену как захотят потому, что монополист — это всегда минус.