Науково-дослідний проект на тему: «Впровадження альтернативних джерел електроенергії на території села Станькова»

ВІДДІЛ ОСВІТИ ВЕРХНЯНСЬКОЇ СІЛЬСЬКОЇ РАДИ  ОБ`ЄДНАНОЇ ТЕТИТОРІАЛЬНОЇ ГРОМАДИ                             КАЛУСЬКОГО РАЙОНУ ІВАНО-ФРАНКІВСЬКОЇ ОБЛАСТІ

СТАНЬКІВСЬКА ЗАГАЛЬНООСВІТНЯ ШКОЛА І-ІІ СТУПЕНІВ

ВСЕУКРАЇНСЬКИЙ БІОЛОГІЧНИЙ ФОРУМ УЧНІВСЬКОЇ ТА СТУДЕНСЬКОЇ МОЛОДІ

Науково-дослідний проект на тему: «Впровадження альтернативних джерел електроенергії на території села Станькова»

Автор проекту: 

 Щербій Інна Миколаївна,

учениця 9 класу.

Керівник проекту:

Богдан Іванна Іванівна,

вчитель географії та біології.

2017

На сьогоднішній день енергозбереження займає одну з ключових позицій у розвитку та економіці ринків споживчих послуг і матеріалів.

Використання альтернативних джерел енергії стає все більш популярним, особливо у світлі енергозберігаючих технологій.

Енергозберігаючі технології здатні звести до мінімуму непотрібні втрати енергії, що сьогодні є одним з пріоритетних напрямків не тільки на державному рівні, а й на рівні кожної окремо взятої родини. Це пов'язано з дефіцитом основних енергоресурсів, зростаючої вартістю їх видобутку, а також з глобальними екологічними проблемами.
Впровадження енергозберігаючих технологій в господарську діяльність як підприємств, так і приватних осіб на побутовому рівні, є одним з важливих кроків у вирішенні багатьох екологічних проблем - зміни клімату, забруднення атмосфери, виснаження корисних копалин,  ресурсів та інші.

Економія енергії - це ефективне використання енергоресурсів за рахунок застосування інноваційних рішень, які осучаснені технічно, обгрунтовані економічно, прийнятні з екологічної та соціальної точок зору, і не змінюють звичного способу життя.

Цікавість до інформації про енергозберігаючих технологіях і заходах наростає. Це не дивно, адже від їх впровадження і застосування залежить більш ефективне використання паливно-енергетичних ресурсів та суттєве зниження грошових витрат. Село Станькова на сьогоднішній день вже зробила перші кроки по впровадженню енергозберігаючих технологій. Зокрема в  наші школі в 2016 році було проведено роботи з утеплення фасаду площею 510 м².

 Актуальність проекту

Кожен із нас бажає жити в гарно освітлених населених пунктах, мати підсвітку важливих будівель, добиратися додому при хорошому штучному світлі. Це підвищує нашу безпеку.  Вуличне освітлення потребує додаткових грошей та використання  корисних копалин, які є вичерпними та невідновними. В Україні вже є практика встановлення автономних систем освітлення, котрі працюють від сонячної енергії.

 Актуальність даного проекту полягає у впровадженні альтернативних ресурсозберігаючих технологій шляхом капітального ремонту системи вуличного освітлення з встановленням сонячних панелей на приміщенні Станьківської ЗОШ І-ІІ ст. в с.Станькова.

Кількість населення  в селі Станькова становить 1380  чоловік, кількість домогосподарств – 345 одиниць.  В селі добре розвинута соціально-економічна інфраструктура.

Проект, що пропонується, буде вирішувати основні проблеми села Станькова в секторі підвищення енергоефективності – тобто зменшити споживання невідновлюваних джерел енергії та заощадити бюджетні кошти, і, як результат, забезпечити розвиток альтернативної енергетики 

Мета проекту – розглянути можливість впровадження альтернативних джерел електроенергії на території села.

Завдання – дослідити і проаналізувати ефективність переводу вуличного освітлення на сонячні батареї.

Об’єкт дослідження – вуличне освітлення села Станькова.

Опис проблеми

На даний час вуличним освітлення в селі охоплено дві вулиці. Функціонування мережі забезпечує  51 ліхтар на яких встановлено енергозберігаючі лампи  типу LED потужністю   28 Ват.   Облік електроенергії, що витрачається на зовнішнє освітлення вулиць веде  два лічильника (на таймері). Освітлення вулиць здійснюється в зимовий (з 19:00 до 23:00 та з 5:00 до 7:00)та літні (з 22:00 до 1:00 та з 5:00 до 6:00) період. Попри те, що найбільші витрати електроенергії припадають на темний період доби, коли її вартість мінімальна, загальна сума для місцевої громади є досить значною.

Вуличне освітлення в середньому потребує 25 – 30 кВт на день (в залежності від пори року та тривалості світлового дня). Якщо порахувати  за середніми витратами, то  в селі з місцевого бюджету за рік на оплату електроенергії витрачається близько 15 тисяч гривень (28 кВт  × 30 днів = 840 кВт; тоді 100 кВт × 0,90 грн.=  90 грн.; 740 кВт  × 1,68 грн. =  1243, 2 грн. Отже, за один місяць витрачається  90 + 1243,2 = 1333,2 грн., у рік – 1333,2 × 12 = 14918,4 грн.) 

За даними спеціалізованого порталу www.siriusone.net/index.php ефективне використання геліоустановки - це можливість працювати з віддачею в 50% і більше. В Івано-Франківській області така можливість існує протягом 7 місяців (з квітня по жовтень). Взимку ефективність роботи знижується, але не зникає. Отже в умовах нашого клімату сонячні системи працюють цілорічно, щоправда з змінню ефективністю.

Принцип роботи сонячних модулів заснований на явищі внутрішнього фотоефекту. Під дією світла в напівпровідниках утворюються вільні носії заряду – дірки і електрони під дією електричних полів початківці впорядковано рухатися. Це і є постійний струм.

Схема роботи СЕС така: в ясну сонячну погоду електропостачання будівлі здійснюється від сонячних батарей. Лічильник електроенергії в цей час варто, так як споживання енергії із загальної мережі припиняється. Якщо ж освітленості для вироблення струму недостатньо, споживання із загальної мережі відновлюється.

Перемикання автономної мережі з одного джерела живлення на інше в автоматичному режимі здійснює мережевий інвертор. Основне його призначення – перетворення постійного струму в змінний струм.

Сонячні модулі  встановлюються на південному схилі даху будівлі під певним кутом, що дозволяє максимально  використовувати  сонячну енергію.

Сонячні панелі Квазар, тип КV260.      Мережевий інвертор виробника

                                                                       АВВ, тип РVI-3.0-ТL-ОUР-S

Переваги сонячних панелей

• екологічно чиста енергія, не завдає шкоди навколишньому середовищу;
• довговічність певних моделей сонячних батарей;
• економія електроенергії;
• пасивний прибуток від “зеленого” тарифу
• простота експлуатації;
• відсутність будь-якого шуму;
• всі елементи нерухомі, отже, не вимагають заміни.
• підвищує вартість Вашої нерухомості

Недоліки сонячних панелей

• відносно високу вартість деяких видів сонячних батарей;
• необхідний простір для установки панелей. Підходить не для всіх типів дахів;
• довгострокова інвестиція, – від 5 років

Висновок

Для влаштування міні СЕС потужністю 4 кВт потрібно встановити інвертор потужністю 4 кВт і сонячні панелі зі сумарною потужністю 4 кВт. В проекті пропонується інвертор виробника АВВ, тип РVI-3.0-ТL-ОUР-S, з номінальною вхідною потужністю – 4160 Вт і номінальною вихідною потужністю 4000 Вт. Сонячні панелі пропонуються українського виробника –  Квазар, тип КV260. Потужність однієї панелі 260 Вт, тому для забезпечення 4кВт потрібно 16 штук, загальною вартість 120 тисяч гривень. Загальна вартість проекту з врахуванням сонячних панелей, інвентора, акумулятора, ремонту мережі вуличного освітлення та інших витрат складає близько 600 тис.грн.

Отже, в результаті встановлення сонячних панелей загальною потужністю 4 кВт, за один світловий день вони можуть виробляти до 50 кВт електроенергії, що може на 100%  задовольнити потреби у вуличному освітленні. Надлишок виробленої електроенергії пропонується продавати в загальну мережу подачі електроенергії по «зеленому тарифу». Окупність даного проекту7 років.

Інноваційність проекту полягає в тому, що в проекті буде використана високоефективна система відбору електричної енергії від сонячних панелей, яка дозволить підвищити коефіцієнт корисної дії  "Дахової cонячної електростанції" до 30%. Прогнозований позитивний ефект пов'язаний з відсутністю необхідності залучення додаткових земельних ділянок місцевої громади, а використання існуючої  дахової  покрівлі,  яка має велику площу і активно не використовуються в даний момент.