Mobilne systemy zasilania: co lepiej wybrać?
Projektowanie mobilnych elektrowni do pracy na naszych północnych szerokościach geograficznych to obiecujące, ale dość trudne zadanie. Głównym problemem jest tutaj konflikt pomiędzy mobilnością (przenośnością) a generowaną pojemnością. Im większą moc ma elektrownia, tym trudniej jest ją dostarczyć (zwłaszcza paliwo) do miejsca przeznaczenia.
W tym artykule przyjrzymy się obfitości różnych typów elektrowni o mocy od 1 do 2 kW, których transport nie powoduje poważnych problemów.
Na początek postaramy się uzasadnić potrzebę stosowania takich kompaktowych i małej mocy elektrowni oraz określić obszar ich zastosowania.
Wyobraźmy sobie więc mały 4-8-osobowy zespół pracujący lub podróżujący w surowych regionach Syberii i Dalekiej Północy.Zapotrzebowanie gospodarstw domowych na energię elektryczną, w przypadku gdy energii elektrycznej nie można zastąpić innym źródłem energii, które nie wymaga transportu, przy użyciu konwencjonalnego oświetlenia i urządzeń komunikacyjnych dla małych grup, wynosi z reguły tylko 1-2 kW, zgodnie z obliczeniami 250 watów na osobę.
Obecnie istnieją trzy konkurujące ze sobą typy kompaktowych elektrowni małej mocy: elektrownia benzynowa, elektrownia wiatrowa oraz system fotowoltaiczny wykorzystujący panele słoneczne. Oczywiście każda z tych opcji ma swoje zalety i wady. Porównanie zaczniemy od wad.
Głównymi wadami elektrowni benzynowej są konieczność transportu paliwa i wysoki koszt energii elektrycznej. Typowa elektrownia benzynowa o mocy 2 kW zużywa ponad 1 litr benzyny na godzinę przy 75% obciążeniu. Dlatego 10 litrów paliwa wystarcza na zaledwie 8,5 godziny pracy. Wysoki poziom hałasu takiej elektrowni może również wynikać ze znaczących wad.
Elektrownia oparta na generatorze wiatrowym pozbawiona jest tych wad. Jego głównymi wadami są niestabilność prędkości wiatru i duże rozmiary turbiny wiatrowej.
Jednocześnie złożoność transportu jest niczym w porównaniu z tym, że roboczy zakres prędkości wiatru wynosi 3–40 m/s, podczas gdy prędkość wiatru w wielu regionach naszego kraju jest mniejsza (np. 2,3 m/s).
Dlatego generator wiatrowy jest nadal urządzeniem silnie kojarzonym z określonym obszarem, a systemy mobilne z jego wykorzystaniem mogą być stosowane tylko w specjalnych warunkach otwartej przestrzeni o wystarczającej sile wiatru.
Systemy fotowoltaiczne, podobnie jak systemy energetyki wiatrowej, również nie mogą pochwalić się stałością w pozyskiwaniu określonej ilości energii z warunków naturalnych, ale tutaj w większym stopniu objawia się niespójność innego rodzaju - dość przewidywalna i zależna głównie od znanych od dawna cykli planetarnych , a nie w chaotycznych zmianach związanych z zachmurzeniem.
W tabeli przedstawiono średnie wartości nasłonecznienia powierzchni ziemi w zależności od szerokości geograficznej w najkrótszych i najdłuższych dniach w roku.
Problemy z pozyskaniem energii słonecznej zaczynają się zimą na północnych szerokościach geograficznych. Latem sytuacja jest zupełnie odwrotna i preferowane jest korzystanie z paneli fotowoltaicznych latem przez pół roku.
Teraz o zaletach każdego z systemów.
Dla elektrowni benzynowej jest to przede wszystkim stabilność pracy w obecności paliwa. Dla systemów wiatrowych i fotowoltaicznych — niski koszt energii elektrycznej.
Tutaj znowu system fotowoltaiczny przewyższa system wiatrowy, oprócz tego, że jest bardziej elastyczny i przewidywalny, a także pod względem wygody transportu.
Na przykład AcmePower FPS-54W 54W Amorphous Silicon Portable Flexible Solar Panel waży zaledwie 2,9 kg i składa się w kompaktowy prostokąt wielkości małej męskiej torby lub teczki podczas transportu.
A. E. Bechkov, główny specjalista przedstawicielstwa AcmePower w Rosji