Автономний дім: Енергоспоживання домівки

У цій статті ми не будемо розглядати способи економії на електрообладнанні, що для цього потрібно вміти і знати. Якщо добре пошукати в Інтернеті, таких тем достатньо.

Ми продемонструємо нехитру методику розрахунку енергоспоживання заміського будинку. Вона буде особливо корисною для тих, хто збирається будувати свій дім і хоче орієнтуватися в майбутніх витратах на електроенергію. Також, якщо ви хочете забезпечити свій будинок автономним живленням і вам необхідно з’ясувати енергоспоживання вашого заміського будинку, ця стаття допоможе вам у вирішенні цього питання.

На які ж запитання будуть дані відповіді?

• Які фактори слід враховувати при розрахунку енергоспоживання заміського будинку?
• Як правильно вирахувати місячне енергоспоживання будинку при виборі джерела автономного живлення?
• Які найбільш значущі фактори впливають на енерговитрати?

Як випробувальні варіанти візьмемо три електроприлади: телевізор, пральну машину та обігрівач. Почнемо з телевізора. Наприклад, наша вигадана сім'я має один телевізор і використовує його впродовж 4-х годин в будні дні, і по 6 годин у вихідні чи свята. Разом на тиждень телевізор працює:

E = C•5+D•2 = 4•5+6•2 = 32 години

Де,

E - колонка «Час роботи на тиждень», одиниця виміру – год.
C – колонка «Час роботи у будні», одиниця виміру – год.
D – колонка «Час роботи у вихідні\свята», одиниця  виміру – год.

Ми дізналися, скільки годин на тиждень працює телевізор, тепер потрібно дізнатися скільки ж він споживає електроенергії за день, а, найважливіше, за місяць. Для цього кількість годин роботи телевізора за тиждень поділимо на сім днів, щоб знати середній час роботи телевізора за день:  

F = E/7 = 3/7 = 4,571

Де,

E - колонка «Час роботи за тиждень», одиниця виміру – год.
F – колонка «Час роботи за день (середній)», одиниця виміру – год.

Після чого отриману кількість годин помножимо на потужність електроприладу (телевізора):

Де,

B - колонка «Потужність», одиниця виміру – Вт (у нашому випадку B = 60 Вт)

Отже, для того щоб отримати показник споживаної електроприладом електроенергії за місяць, слід помножити отримане число на 30:

У кожній сім’ї є прилади, які використовуються тільки у вихідні дні, скажімо, пральна машина чи духовка. Для таких приладів робочий час в будні вважаємо рівним нулю:

E = C•5+D•2 = 0•5+2•2 = 4 години

У таблиці як приклад наведено пральну машину. Якщо зібралися речі для прання, навряд чи їх будуть прати по 2 години кожного дня, найшвидше все необхідне виперуть за один день, але для зручності розрахунків кількість робочих годин поділено порівну між вихідними днями.

З телевізором, пральною машиною і аналогічними електроприладами все зрозуміло. Чому аналогічними? Тому що використання цих електроприладів не залежить від часу доби і пори року. Ми задаємо середню кількість годин роботи телевізора і за методикою розраховуємо енергоспоживання. Але що робити з такими електроспоживачами як обігрівач, який ми використовуємо 3-4 місяці на рік? Або освітленням, яке потрібне в 90% випадків лише ввечері? Їх щомісячне енергоспоживання варто розраховувати трохи по-іншому.
Для обігрівача розрахунок проводиться аналогічно до розрахунку для телевізора. Час роботи обігрівача за тиждень:

E = C•5+D•2 = 5•5+12•2 = 49 години

Час роботи обігрівача за день:

F = E/7 = 49 / 7 = 7 годин

Енергоспоживання за день:

E = B•F = 1200•7 = 8400 Вт•год

Де,

B = 1200 Вт 

Енергоспоживання за місяць:

H = E•30 = 8400•30 = 252 кВт•год

Оскільки обігрівачем у нашому випадку ми користуємося не цілий рік, а в середньому 3 місяці, то отримаємо, що обігрівач протягом трьох місяців споживає:

H_{3 месяца} = H•3 = 252•3 = 756 кВт•год

Важливо! У подальшому Вам можливо знадобиться розрахувати пікове енергоспоживання. У цьому випадку для розрахунків слід брати місяць з найбільшим енергоспоживанням. Найшвидше таким виявиться один із зимових місяців, де додатковими енергоспоживачами стануть обігрівачі та прилади освітлення.

Освітлення. Розрахунок електроспоживачів цього типу більш індивідуальний для кожного випадку, слід враховувати багато дрібних моментів. Перед тим як проведемо розрахунок необхідно врахувати наступне:

• освітлення використовується у вечірній і ранковий час
• так само  у ванній кімнаті, туалетах, коморі, гаражі
• варто врахувати, що в люстрах може бути до 6-8 ламп
• лампи різної потужності розраховуються окремо
• залежно від сезону, час роботи освітлювальних приладів різний

Так, для прикладу, в нашому будинку 4 кімнати (8 ламп), 1 ванна (2 лампи), 1 кухня (2 лампи), 1 туалет (1 лампа), 1 гараж(2 лампи) Це близько 15 ламп, вважатимемо їх потужність рівною 60 Вт. Тепер необхідно порахувати, скільки годин на добу вони працюють:

• Ванна і туалет– 3 години. Якщо в нашому будинку живуть 3 людини, то вони користуються ванною і туалетом мінімум 2 рази на добу хвилин по 30, а якщо приймати ванну, то й більше години. Вважатимемо, що час дорівнюватиме 3 годинам. Краще округляти час в більший бік.
• Кухня – 3 години. Основне місце діяльності господині. Якість кулінарних навиків прямо пропорційна часу проведеному в кухні.
• Гараж – 1 година.
• Кімнати. Як вже було сказано, в різні сезони ми використовуємо освітлення різну кількість часу; влітку дні довші, зимою – коротші. Для нас важливо врахувати той період, коли час роботи освітлювальних приладів найбільший, тобто взимку. Нехай з грудня по лютий - це період, коли в будинку не обійтися без освітлення з 16.00 до 22.00, тобто 6 годин. Врахуємо потреби в освітленні вранці (з 6.00 до 7.00), це плюс ще одну годину.

Цей варіант підходить, якщо враховувати, що у всіх кімнатах в наш розрахунковий період завжди ввімкнено освітлення. Насправді так буває далеко не завжди.

Для більш точного результату слід розрахувати енерговитрати на освітлення в кожній кімнаті (або окремо для кожного освітлювального приладу). Разом, кімнати - 7 годин.

Лічимо, скільки електроенергії споживають наші освітлювальні прилади. Для ванної та туалету:
В дальнейшем Вам может быть понадобиться рассчитать пиковое энергопотребление, в этом случае следует брать месяц с наибольшим энергопотреблением. Скорее всего, это окажется один из зимних месяцев, где дополнительными энергопотребителями окажутся обогреватели и приборы освещения.

Час роботи: tванна = 3 години

Кількість ламп: nламп = 3 (ванна + туалет) лампочки

Потужність лампи: pламп = 60 Вт

Енерговитрати на освітлення у ванній і туалеті:       

Pванна = pламп•tванна•nламп = 60•3•3 = 540 Вт•год

Аналогічно розраховуємо кожну кімнату.Енерговитрати на освітлення гаража:

Енерговитрати на освітлення кухні:

Енерговитрати на освітлення житлових кімнат:            

Сумарні енерговитрати на освітлення за добу:

∑Pкімнат = Pванна+Pгараж+Pкухня+Pж кімнати = 540+60+360+3360 = 4320 Вт•год

Якщо вам необхідно розрахувати енергоспоживання будинку з подальшим вибором Вітро Енерго Станції (ВЕС) або Сонячних модулів, тоді слід провести дві операції:

1. Вибрати найенерговитратніший місяць року (найшвидше це буде один із зимових місяців).
2. Помножити спожиту енергію на 1,05÷1,1. Отримане число і буде максимальним енергоспоживанням вашого будинку за місяць з урахуванням всіх можливих додаткових навантажень (обігрівачі, додатковий час роботи освітлювальних приладів).