Бизнес-модель

Солнечная электроустановка для районов с малым количеством
солнечных дней.
Антонов А.А. СамГУПС Ивлев А.С. СТЖТ филиал СамГУПС
Разработка различных видов и типов альтернативных источников энергии с применением
новейших технологий дает возможность увеличения их надежности и росту получаемых
мощностей. Так как надежность является основным критерием, при рассмотрение
характеристик и возможных вариантов применения альтернативной электроустановки.
У существующих моделей имеются свои особенности, плюсы и минусы. Для примера
рассмотрим электроустановку на солнечных батареях; в классическую схему входят такие
элементы как:
- солнечный модуль
- контроллер заряда/разряда аккумуляторной батареи (АКБ)
- аккумуляторная батарея (АКБ)
- преобразователь из постоянного тока в переменный (инвертор)
СБ
Контроллер
з/р АКБ
Освещение
(12 В)
АКБ
Инвертор
Бытовая
нагрузка
(220 В)
Данная схема является очень распространенной и ей пользуются 99% потребителей
альтернативной энергетики, но для регионов с малым количеством солнечных дней
данная схема как основной источник электроэнергии не подходит.
Ясно
U, B
15
12
12
9
9
6
6
3
3
1
2
3
Пассмурно
U, B
15
4
5
6
7
I, A
1
2
3
4
5
6
7
I, A
В пасмурную погоду или при тумане, солнечные модули не вырабатывают ток зарядка
аккумуляторной батареи, и аккумуляторная батарея не заряжается, при сохранившимся
напряжении. Что является серьезной причиной для отказа от использования
электроустановки на солнечных батареях в качестве основного источника. А
использование электроустановки на солнечных батареях в виде дополнительного
источника питания не целесообразно из-за высокой цены и как следствие долгосрочного
периода окупаемости 20-30 лет, что является абсолютно не выгодно. Так же, известно, что
подобную проблему пытаются решать параллельным включением ветрогенератора в цепь
зарядка аккумуляторной батареи. Чем сокращают время отсутствия тока заряда но это
решение в разы увеличивает затраты на приобретение теперь уже гибридной
электроустановки, но тем не менее в средней полосе России это решение окончательно не
гарантирует наличие тока заряда аккумулятора.
Для решения назревшего вопроса предлагаем рассмотреть электроустановку на солнечных
батареях с добавлением блоков собственной разработки повышающих уровень
надежности электроустановки в целом, за счет наличия тока заряда не зависимо от
времени суток и погодных условий.
С.Б.
Контроллер з/р
АКБ 2
АКБ 3
АКБ 1
Контроллер з/р
Двигатель генератор
Инвертор
220В
Нагрузка
Основным в данной схеме является блок, включающий в себя синхронный облегченный
двигатель постоянного тока и установленный на роторе этого двигателя тихоходный
генератор переменного тока. Суть его работы заключается в том, что, питающий
аккумулятор питает двигатель с потреблением 4,84 Вт при двух толкающих катушках с
раскручиванием ротора генератора да 550 об/мин. Данной скорости вращения более чем
достаточно для выработки 15 В переменного напряжения 1А. Данный эксперимент
показывает, что возможно путём увеличения обмоток статора или замены постоянных
магнитов для увеличения магнитной индукции, возможно, достичь больших токов заряда,
а следовательно для нормальной работы этому устройству не требуется энергия солнца и
ветра, но для удобства и автономной работы в цепь питания синхронного двигателя
включаем солнечную панель. Этим мы добиваемся «ждущего режима без солнца»
В ходе эксперимента было установлено: при использовании в качестве питающего
автомобильного АКБ (щелочной 60А\ч) синхронный двигатель полноценно работает 11
суток или 264 часа без подзарядки. Отсюда вывод при таком питающем АКБ наша
электроустановка может ждать солнечный день для подзарядки питающего АКБ
синхронного двигателя 11 суток. Данный режим можно продлить путём установки в
качестве питающего АКБ например 190 а/ч, его хватит для ждущего режима
соответственно в 3 раза или на 33 дня и более. В то время как при полноценной работе
синхронного двигателя генератор всё это время выдаёт стабильно 15 В с током 1 А.
За счёт, нагрузочных АКБ, увеличение нагрузки на инверторе не влияет на скорость
вращения генератора. Иметь солнечную электроустановку выгодно, потому что при сроке
службы в 20 лет цена киловатта будет около 70 копеек. Что доказывает очевидное
преимущества в сравнении с стационарными сетями с тарифом в среднем 4 рубля., а для
юридических лиц в 6 руб.
При индивидуальном расчете «ждущего режима» электроустановка позволяет по
новому, посмотреть на альтернативную электроэнергетику, особенно в регионах России с
малым количеством солнечных дней . Электроустановка с добавленным синхронным,
облегчённым двигателем вполне может заменить основной электроисточник как в
многоэтажных домах так и в частном секторе, в коммерческих магазинах, социальных
объектах, не больших производствах, фермерских хозяйствах, вторичные цепи устройств
автоматики, пассажирские вагоны ЖД, катера, лодки, где потребление электроэнергии
можно ограничить 10-15кВт/ч. Так как аналогов или похожих решений вопроса
энергодиффицита в стране нет, рассмотрим рынок потенциальных покупателей. По
оценке Росстата на 1 августа 2014 года население Российской Федерации составляет
146 100 000 человек, средняя семь состоит из 4-х человек, получается 36 525 000 квартир
или дома где живут эти семьи. Предположим, что 75% не захотят сразу приобрести
электроустановку, либо у них просто не окажется денег остаётся 9 131 250 потенциальных
клиентов плюс 6 000 000 предприятий и объектов розничной торговли плюс 24 100
вагонов дальнего следования. Обобщая цифру потенциальных клиентов, получим:
требуется 15 155 350 электроустановок. Себестоимость изготовления электроустановки с
синхронным двигателем мощность на 2 кВт, в среднем обойдётся 87 000 руб. с прибылью
94% цена реализации составит 167 000 руб. Что позволит оставаться конкурентно
способными на существующем рынке альтернативных источников энергии. На
изготовление одной улучшенной электроустановки потребуется 1-3 дня для 2-х человек,
выходит 2 работника могут собирать 15 электроустановки в месяц. Для удовлетворения
возможно появившегося спроса необходимо выпускать электроустановки под заказ, в
дальнейшем для ускорения сделки необходимо переходить к промышленному серийному
производству. Со средней зарплатой 14-16 т.руб. в месяц примерная чистая прибыль
составит 1 116 000 от одной бригады сборщиков, при такой интенсивности труда 10
бригад сборщиков принесут прибыль в 11 116 000руб. в месяц при выпуске 150
электроустановок в месяц или выпуск 1800 шт. в год на сумму 133 392 000 руб. Для
100% охвата рынка потребуется 8 419 лет. Примерный расчёт приведён без издержек
производства, но и без учёта стран СНГ и Евросоюза где энергодифицит по-прежнему
является актуальной проблемой.
Список литературы.