Новые технологические решения для «умного» дома

Оснащение современных домов электроникой и бытовой техникой постоянно растет, площадь помещений увеличивается. Это приводит к повышению расходов на электроэнергию, побуждая потребителей искать новые способы оптимизации энергопотребления. Возможные решения — использование накопителей энергии, «умные» термостаты и освещение с интеллектуальной системой управления — представлены в новом выпуске информационного бюллетеня ИСИЭЗ «Глобальные технологические тренды».

Оснащение современных домов электроникой и бытовой техникой постоянно растет, площадь помещений увеличивается. Это приводит к повышению расходов на электроэнергию, побуждая потребителей искать новые способы оптимизации энергопотребления. Возможные решения — использование накопителей энергии, «умные» термостаты и освещение с интеллектуальной системой управления — представлены в новом выпуске информационного бюллетеня ИСИЭЗ «Глобальные технологические тренды».

Накопители энергии

Быстрое развитие распределенной генерации на базе возобновляемых источников энергии с середины 2000-х гг. выдвинуло на передний план задачу обеспечения равномерности поставок электрической энергии потребителям. Выработка энергии солнечными панелями и ветровыми установками зависит от погодных условий, что может привести к перебоям с поставками электроэнергии в течение суток. Эту проблему позволяют решить накопители, которые сохраняют энергию, генерируемую в определенные периоды времени, и отдают ее в сеть по мере необходимости (например, в периоды пиковых нагрузок).

В области хранения электроэнергии для малых энергетических систем существуют различные технологические решения: батареи, маховики, сверхпроводники и др. С 2014 г. стандартом для частного дома становятся литий-ионные аккумуляторы, демонстрирующие наилучшее соотношение таких параметров, как энергетическая плотность, время разряда батареи, безопасность, жизненный цикл и издержки. В течение светового дня фотоэлектрический генератор вырабатывает энергию, ее излишки накапливаются в аккумуляторе, а ночью расходуются. Аккумулятор также способен забирать электроэнергию из централизованной сети ночью (при пониженном тарифе) и отдавать в сеть по мере необходимости. За счет этого происходит выравнивание колебаний суточного спроса и предложения электроэнергии в домохозяйствах, подключенных к распределенной энергосистеме. Для потребителя это означает уменьшение счетов за электроэнергию, для энергосетевой компании — сокращение спроса в периоды пиковой нагрузки.

Эффекты Снижение счетов за электроэнергию (по оценкам пользователей — до 35%) Создание системы резервного питания в случае аварийного отключения централизованного электроснабжения Максимизация использования домохозяйствами чистой возобновляемой энергетики Балансировка национальной энергетической сети в масштабах страны		Оценки рынка 3,8 ГВт может составить мощность установок систем аккумулирования энергии домохозяйствами в мире к 2025 г. (на 2016 г. — 95 МВт) Общий объем рынка (включая коммерческих потребителей) к 2025 г. превысит 20 ГВт, или $15 млрд в денежном выражении В 2016 г. в региональной структуре рынка накопителей энергии для частного дома ок. 80% приходилось на долю четырех стран: Австралии, Германии, США и Японии В 2021 г. объем рынка накопителей электроэнергии для частных домов в США достигнет 650 МВт, превысив $1 млрд		Драйверы Быстрое развитие солнечной и ветровой энергетики в частном секторе Постоянный рост тарифов на электроэнергию для домашних хозяйств Быстрое снижение стоимости накопителей энергии (за 2015 г. литий-ионные аккумуляторы подешевели более чем на 60% — с 550 до $350/кВт•ч, прогноз на 2020 г. — $200/кВт•ч) Активная государственная политика субсидирования домохозяйств по приобретению накопителей энергии БАРЬЕРЫ Пока еще высокая стоимость накопителей электрической энергии для домохозяйства ($1500–3500), длительный срок окупаемости Низкий объем аккумуляторов (энергии, аккумулируемой одной батареей Tesla Powerwall стоимостью $3000, хватает, чтобы 2 раза запустить сушильную машину)

Международные научные публикации	Международные патентные заявки	Уровень развития технологии в России «Заделы» – наличие базовых знаний, компетенций, инфраструктуры, которые могут быть использованы для форсированного развития соответствующих направлений исследований