Автономное энергообеспечение дома

Автономное энергообеспечение дома

Автономное энергообеспечение дома
СОДЕРЖАНИЕ

Расчёт САЭ для дома

Схемы САЭ компактны, многофункциональны и собираются, как конструктор LEGO из следующего типового оборудования:

  • Источник энергии (комплект — Solar, ветрогенератор, гидрогенератор);
  • контроллер для накопления заряда аккумулятора портативный;
  • электрохимические аккумуляторы и электроподстанция;
  • инвертор.

Основным показателем для подбора оборудования является потребляемая мощность, её нужно знать для проведения технико-экономических расчётов схемы САЭ.

Какие бывают системы автономного электроснабжения?

Все источники независимого электричества делятся на генераторы, аккумуляторы и солнечные батареи.

Генераторы

Работают на сжигании дизеля, бензина, угля, газа или иного вещества.

Используют ветровую энергию для преобразования в электричество. Сюда же можно отнести гидроэнергию, основанную на заборе воды, и геотермальные источники.

Солнечные батареи

Действуют за счет поглощения и накопления тепла солнечных лучей.

Аккумуляторы

Сами заряжаются от электричества и в его отсутствие отдают накопленный резерв.

Электроэнергия, которая необходима для питания дома, должна вырабатываться бесконечно и при любых условиях, это ключ нормальной жизнедеятельности. Источник энергии должен быть предпочтительно возобновляемым и безвредным по отношению к окружающей среде или людям, работающим под ним. Среди базовых источников энергии числятся:

  1. биомасса,
  2. вода,
  3. геотермальная энергия,
  4. ветер,
  5. солнечная энергия.

Система автономного электроснабжения частного дома

Инверторы могут быть использованы только в качестве дополнительного резервного источника питания при наличии централизованного электроснабжения. В случае отключения напряжения внешней сети все приборы и оборудование, установленные в доме переходят на работу от аккумуляторов источника бесперебойного питания. После восстановления подачи электроэнергии, все потребители вновь подключаются к внешней сети.

Автономное энергообеспечение дома

Комплексным источником бесперебойного питания служит инвертор, преобразующий постоянное напряжение аккумуляторов в переменное напряжение 220В. Сами батареи выдают напряжение 12 или 24 вольта. В период централизованного электроснабжения инвертор вновь переходит в режим зарядки аккумуляторов от внешней сети.

Инверторы могут заряжать аккумуляторы не только от внешней сети, но и от других источников питания – генераторов, солнечных батарей, ветряных генераторов и других. Современные инверторные установки способны обеспечить электроэнергией любые домашние бытовые приборы. С их помощью поддерживается работоспособность систем освещения, водоснабжения и отопления. Осуществляется питание и различных коммуникаций – интернета, телефона и других.

Для инверторов не требуются специальные помещения, оборудованные вентиляцией, они не создают шума, не требуют постоянного обслуживания. Они более устойчивы к перегрузкам во время переключения мощных приборов. Все эти преимущества обеспечивают устойчивую и безупречную работу всего подключаемого оборудования.

Автономное электроснабжение загородного дома своими руками

Автономные системы электроснабжения

Автономное электроснабжение загородного дома своими руками

Автономные электрогенераторы

Автономное электроснабжение загородного дома своими руками

Инверторные системы электроснабжения для коттеджа

Автономное электроснабжение загородного дома своими руками

Резервное электроснабжение

Автономное электроснабжение загородного дома своими руками

Электромонтажные работы в загородном доме

Автономное электроснабжение загородного дома своими руками

Стабилизатор напряжения для загородного дома

Солнечная энергия часто используется для производства электричества. Два типичных метода преобразования солнечной энергии в электричество:

  1. Фото-вольтовые клетки, которые организованы в панелях и работают для концентрации солнечной энергии, используя зеркала, чтобы сгенерировать солнечный свет в определенном направлении, либо нагреть жидкость, которая проходит через паровые турбины электрического генератора или теплового двигателя,
  2. Фото-ячейки. Энергия, создаваемая фотоэлектрическими элементами (размещенными на крыше) является постоянным ток и должна быть преобразована в переменный ток, прежде чем он будет использована в домашнем хозяйстве. Электроснабжение на солнечных батареях — это автономные устройства, которые имеют потенциал, и являются экономически более эффективными, чем модернизированные источники солнечной энергии.

Недостаток, заключается в том, что они могут прерывать свою работу в течение дня, их достаточно сложно ремонтировать или очищать от грязи. Современные солнечные батареи работают около 40 лет, что делает их разумными инвестициями во многих областях производства. Это наиболее выгодный вариант автономизаци дома самостоятельно, про что мы подробно писали в статье о солнечных батареях.

Солнечные батареи
Солнечные батареи

Часто для того, чтобы индивидуальное электроснабжение и теплоэлектроснабжение могло накапливать постоянный ток, используются аккумуляторы, сварочные инверторы AC / DC или когенератор. Чтобы получить максимальную отдачу из солнечной панели, угол падения Вт солнца должен быть между 20-50 градусов. Солнечная энергия, проходящая через фотоэлектрические ячейки – дорогой способ освоения возобновляемых источников энергии, но самый безопасный и бесперебойный.

Преимущества:

  1. Может быть портативным;
  2. Легок в использовании на индивидуальной основе;
  3. Не нужны специальные документы для разрешения пользования;
  4. Можно устанавливать практически везде, хотя наиболее выгодными являются жаркие и засушливые районы.

Использование мощных солнечных станций эффективно в условиях масштабного производства. Так окупаемость наступит уже в ближайшие несколько лет. В среднем для установки одной солнечной батареи необходимо затрать до 5 тыс. долларов, для установки станции – до 15.

Значительно повысить работоспособность системы способно подключение к генератору силовых инверторов с зарядными устройствами и емких аккумуляторных батарей, которые работают как источник автономного электроснабжения частного дома на высоком уровне.

В таком случае генератор функционирует не весь день, а только то время, которое необходимо для пополнения заряда батарей. Остальные часы все системы загородного дома работают от энергии аккумуляторов, которая преобразуется инвертором в переменный ток с чистым синусом.

Как только аккумуляторы разряжаются, инвертор вновь подключает к работе генератор, обеспечивая переменным током нагрузку и одновременно пополняя заряд батареи. Автономное электропитание, организованное по такому принципу, обеспечивает надежную работу техники, так как переключение между питанием нагрузки от аккумуляторов и генератора происходит автоматически.

Регулирует работу всех устройств инвертор, управление которым возможно при наличии специальных фирменных системных контроллеров. Можно запрограммировать систему, прописав несколько вариантов развития сценария:

  • генератор включается при падении уровня напряжения или степени заряда аккумуляторов;
  • подключение генератора также может быть связано с увеличением нагрузки;
  • автономное энергоснабжение от генератора можно запрограммировать на определенные часы (например, разрешить его работу в дневное время и запретить в ночное).

Использование инверторов и аккумуляторов позволяет продлить срок службы генератора и уменьшить цену содержания объекта, существенно уменьшив расходы на покупку топлива и техническое обслуживание. При этом обслуживание компонентов инверторной системы не требуется.

Система автономного электроснабжения дома может включать в себя не только инвертор и альтернативные источники энергии, но и генератор. Инверторная система включит генератор в случае необходимости подзарядки аккумуляторов. Для запуска генератора можно использовать или встроенное реле инвертора или реле аккумуляторного монитора BMV-700.

Victron PracticVolt-1212-1

Рекомендуются для бесперебойного питания газового котла, циркуляционных насосов и бытовой техники загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 1200 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.

Бренд:

Цена: от  113 602 руб.

Victron PracticVolt-1624-2

Рекомендуются для бесперебойного питания газового котла, циркуляционных насосов и бытовой техники загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 1600 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.

Бренд:

Цена: от  156 825 руб.

Victron PracticVolt-3024-4

Рекомендуются для бесперебойного питания электроприборов и бытовой техники загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 3000 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.

Бренд:

Цена: от  282 897 руб.

Первое на что нужно опираться — количество и характер систем, потребляющих энергию. Обычно к списку таких систем относятся кондиционирование, отопление, насосное водоснабжение из скважины. Также необходимо учитывать число часто пользуемых бытовых электроприборов и холодильное оборудование. Все перечисленное требует бесперебойного питания, что может предоставить любой независимый источник.

Вторым этапом выбора станет вычисление общей мощности. Показатели потребления каждого прибора складываются между собой. Итоговое автономное электроснабжение загородного дома, дачи или квартиры должно превышать полученную сумму на 20-30%.

На тип планируемой системы влияет и роль, отведенная ей: полное обеспечение или резервное питание. Не все источники могут длительно отдавать переработанное электричество без зависимости от внешних факторов.

Выделенный бюджет определит дороговизну системы, ее производителя, или натолкнет на мысль об изготовлении своими руками.

С бестопливными генераторами придется обратить внимание на окружающий ландшафт, климат.

Идеальным вариантом является выбор сразу двух альтернативных подпиток разного вида. Тогда будет существовать подстраховка на все случаи жизни. Специалисты советуют держать генератор на горючем топливе (с запасом самого топлива) и один из инверторов, поглощающих природные силы ветра, солнца, воды или пара.

Подробный рассказ о готовом комплекте

Автономное солнечное электроснабжение загородного дома, дачи, квартиры, коттеджа, гаража

Получить электроэнергию можно даже от печки. Однако, если учесть фактор затрат времени и сил, то всерьез можно рассматривать только те источники, которые могут работать сами по себе. По этой причине самыми популярными являются следующие способы обеспечения дома электричеством.

Предлагаем ознакомиться  Диета гречка с кефиром на неделю: как употреблять, отзывы

Например газовые генераторы доступны в самых разных вариантах, но использовать их в качестве постоянного источника электроэнергии в жилом доме не целесообразно. Причина заключается в:

  1. дороговизне горючего;
  2. шумности работы генератора;
  3. наличие выхлопных газов;
  4. необходимости выделения для генератора отдельного помещения или навеса. 

Цены генераторов на жидком топливе начинаются от 30 тысяч рублей. Однако дешевизна полученной электроэнергии иллюзорная, поскольку должна быть умножена на стоимость топлива.

Автономное энергообеспечение дома

На фото газовый генератор HONDA HG 5500 (SE) мощностью 4.0кВт, цена 121 тысяч рублей

Солнечная электростанция не требует внимания и топлива. Единственное, что им нужно – это интенсивный свет, а поскольку это топливо природа поставляет не регулярно, то и мощные аккумуляторы. При наличии последних в условиях климата с большим количеством солнечных дней обеспечить дом электричеством вполне возможно.

Цены на комплект солнечной электростанции начинаются от 130 тысяч рублей. Окупаемость высокая, поскольку некоторые модели могут без проблем работать тридцать лет.

На фото «Солнечная дача» мощностью 1,6 кВт/400Ач/1000 Вт, цена 160 тысяч рублей за комплект

3. Ветрогенератор

Ветрогенераторы не менее популярны, чем солнечные батареи. Однако они еще более зависимы от капризов погоды, поэтому полагаться только на этот источник энергии можно не везде.

Самые простые ветрогенераторы стоят от 30 тысяч рублей. Их можно использовать для локальной выработки электроэнергии, но решить проблему полного энергоснабжения дома они не смогут. Более мощные ветряные генераторы для полноценного обеспечения жилища электричеством (от 3 кВт) обойдутся в 150 тысяч и выше.

Полноценный ветрогенератор мощностью 10 кВт стоит не менее 500 тысяч рублей. При среднем домашнем потреблении 250 кВт в месяц и цене 4 руб/кВт, такой ветряк будет окупаться более 40 лет

Для мини ГЭС необходим водоток с небольшим перепадом высот для обеспечения эффекта падающей воды. В месте такого перепада устанавливается небольшая турбина, и электричество будет поступать в ваш дом постоянно, а главное – бесплатно. Под миниГЭС можно использовать естественный ручей или речку, а можно прорыть небольшой канал, проходящий через ваш участок. Однако такая ГЭС будет работать только в тёплое время года, потом придётся перейти на другие источники.

Если собирать гидроэлектрастанцию на 3-5 кВт из подручных материалов, то стоимость устройства не превысит 20 тысяч рублей

Сюда можно отнести электричество из земли и атмосферное электричество. Рассчитывать на полноценное элетроснабжение в обоих случаях не приходится, но для «дачных» нужд такие источник вполне пригодны.

Солнечные батареи
Солнечные батареи

Ветрогенераторы и зелёный тариф

Использование ветрогенераторов для бытовых энергетических целей применяется в мире достаточно давно. Европа производит энергию от ветра в течение многих лет — в Германии, Испании, Дании и Франции. Многие другие страны такие, как Китай и Индия, в последнее время начали интенсивно развивать своё производство энергии ветра.

Ветровые турбины имеют три основные части: лопасти, мачта и генератор. Три больших лопастных винта установлены на вершине большой мачты, которые приводит в движение ветер. Если турбина производит больше энергии, чем нужно, её можно направить в общую энергосистему, по так называемому зелёному тарифу.

В Украине в 2018 году по «зелёному тарифу» государство возвращает за поставку в сеть «лишнего» кВт в таких размерах:

  • для частных электростанций мощностью до 30 кВт — 18 евро центов за 1кВт/час ;
  • для наземных промышленных станций 15 евро центов за 1 кВт/час;
  • для крышных — 16, 3 евро центов за 1 кВт/час.

Такой подход даёт возможность бытовому производителю электроэнергии окупить все свои затраты по установке электростанций мощностью 30 кВт всего за 4 года, получая ежегодную прибыль порядка 6500 у. е. По мере того как ветрогенераторы становились все более популярными, они стали дешевле и доступными для широкого круга потребителей.

Дублирующие системы электро обеспечения

К преимуществам ветрогенератора можно отнести следующие:

  • Ветер бесплатный и 100% возобновляемый;
  • ветрогенератор не загрязняет окружающую среду выбросами парниковых газов и другими вредными веществами;
  • требуют для размещения небольших площадей, так как размещены на большой высоте;
  • создают интересный ландшафт;
  • отличный резервный источник автономного электропитания в отдалённых населённых пунктах;
  • низкий срок окупаемости при использовании «зелёного тарифа» до 4 лет.

Но у ветрогенераторов есть и свои недостатки:

  • Высокая первоначальная стоимость энергоснабжения;
  • необходимость наличия земельных участков под строительство;
  • необходимость наличия достаточного ветропотенциала местности;
  • габаритность, строительные нормы могут не разрешить установку турбин в некоторых местах;
  • шумовое загрязнение окружающей среды и аварийная зональность для перелётных птиц;
  • низкий уровень использования — до 30% от установленной мощности;
  • высокий уровень грозовой опасности.

Оглядываясь на эти данные, похожее, что такое автономное электричество имеет больше «минусов», чем «плюсов». Однако сила ветра оказывает гораздо меньшее воздействие на окружающую среду, чем электроэнергия, произведённая из угля или нефти, поэтому для жителей районов, имеющих стабильный энергетический ветер, такой вид источника автономного электропитания дома очень перспективный.

Плюсы и минусы источников АЭ

Такие генераторы требуют немалого запаса горючего, который нужно постоянно пополнять за собственные деньги. Чаще всего такой тип используют для смешанной энерговыработки бесперебойного режима, когда генератор активируется при «засыпании» основной сети. В случаях с применением только генератора, требуется иметь минимум 2 единицы техники, чтобы избежать перегрузок поочередным включением.

Неплохой вариант для совместительства с иными источниками, если не смущаться громоздких размеров. В микро модификациях существуют только гидротурбины. Все типы считаются безопасными для экологии, но требуют подключения дополнительного оборудования. Ветряные модели зависимы от скорости потока воздуха (не менее 14 км/ч).

Солнечные батареи

Автономное энергообеспечение дома

Самый экологически чистый способ добыть электричество альтернативным путем. Батареи, действующие на основе солнечных лучей, могут не просто обеспечить любое типовое здание питанием, но и выработать излишек. На практике отличаются большой площадью солнечных панелей, часто покрывают целые крыши или стены для качественной мощности и нуждаются в дополнительном оснащении.

Солнечные батареи показаны на видео

Аккумуляторы

Подходят только для аварийного снабжения энергией. Не способны длительно работать без подпитки. Большинство моделей способно отдавать заряд только в присутствии инвертора для повышения напряжения (например, с 12 до 220V).

Казалось бы, смысл в автономной системе электроснабжения только один – это когда рядом с домом нет ЛЭП, а тянуть собственную линию слишком дорого. Однако многие домовладельцы создают собственную систему электроснабжения даже в том случае, если уже подключены к общей системе.

Так в чем же выгода автономного электроснабжения?

  • В независимости. Своя система защитит от отключений электроэнергии по различным поводам. Автономная система тоже не застрахована от аварий и других неприятностей, но если создать дублирующие устройства, то защищённость от случайностей достигнет максимума.
  • В экономичности. Электроэнергия, подаваемая по единой системе, дорогая. Создание автономной системы тоже дело не дешёвое, но многие домовладельцы считают, что окупается она очень быстро, и столь же быстро становится делом не просто дешёвым, но и выгодным.
  • В мобильности. Автономная система, построенная на нескольких источниках электроэнергии, позволяет быстро реагировать на ситуацию, оставаясь при свете в любых ситуациях.

Применение солнечных батарей возможно в любое время года. Тем не менее, максимально эффективно они могут работать лишь при ясном безоблачном небе и прямом попадании солнечных лучей на рабочую поверхность. В пасмурную погоду электрическая энергия продолжает вырабатываться, но уже не в таких количествах из-за резкого снижения производительности солнечных батарей.

После того как электрическая энергия оказалась произведенной, ее необходимо донести до потребителя. В связи с этим, кроме самих батарей потребуется специальное дополнительное оборудование:

  • Инвертор. Данный прибор преобразует постоянный ток 12-24 В, вырабатываемый солнечными панелями, в переменный ток с частотой 50 Гц, пригодный для питания бытовых приборов и оборудования.
  • Комплект аккумуляторов. Выработка солнечной энергии происходит не равномерно. В часы пик ее бывает слишком много, а в вечернее и ночное время электричество вообще не вырабатывается. Определенное количество электроэнергии накапливается в аккумуляторах в течение светлого времени суток, после чего в ночное время она отдается потребителям. Не рекомендуется пользоваться обыкновенными автомобильными аккумуляторами, которые выходят из строя через 2-3 года работы.
  • Контроллер. Обеспечивает полноту зарядки аккумулятора, предупреждает его перезарядку и закипание.
Предлагаем ознакомиться  Обрезка деревьев осенью: для начинающих пошагово, когда делают обрезку веток и крон плодовых и кустарников, видео, как правильно, сучкорезами, секаторами, пилой

Все составляющие вместе образуют своеобразную солнечную электростанцию. Выбор необходимого оборудования осуществляется в зависимости от потребностей и количества работающих электроприборов. Поэтому следует заранее определить их полный перечень, с учетом целесообразности использования каждого прибора и возможности альтернативной замены. Например, вместо электрического чайника можно использовать газовую плиту.

После определения минимального перечня нагрузок производится выбор солнечных батарей с соответствующей мощностью. Необходимо учитывать, что система автономного электроснабжения дома с их помощью не решает всех проблем электроснабжения. Солнечные батареи устанавливаются не для экономии энергоресурсов, а для обеспечения комфортного проживания при отсутствии централизованных поставок электричества.

Генераторы

В связи с высокой стоимостью оборудования один киловатт выработанной энергии также стоит недешево и составляет примерно 25 рублей. Это в несколько раз выше стоимости электроэнергии, производимой централизованно. Снижение себестоимости возможно лишь при условии низких цен на оборудование, что в ближайшей перспективе пока невыполнимо.

Плюсы и минусы солнечных батарей

Солнечные батареи
Солнечные батареи

Для использования солнечного коллектора потребует две вещи: солнечный свет и специальное оборудование, которое получает, преобразовывает, хранит и передаёт в домашнюю сеть преобразованную энергию солнца. Такая схема электроснабжения имеет неограниченный источник энергии, в отличие от ископаемых видов топлива, она не является дефицитной и становится конкурентоспособной при стоимости нефти 70 долларов за баррель и выше.

В настоящее время наиболее популярными в странах СНГ являются солнечные энергосистемы мировых производителей таких, как JA Solar, Trina, Jinko Solar, Yingli Solar, Canadian, Amerisolar, Perlight Solar, Solar World, Sharp, LG, Altek, SMA, ABB, Omron, LogicPower, Huawei, Fronius, Steсa, SlarEdge, имеющих гарантию производителя до тридцати лет.

К видам солнечных панелей можно отнести следующие:

  • Монокристаллическая (mono);
  • поликристаллическая (poly);
  • аморфная (amorphy).

Виды энергии и их решения

Базовые источники автономного энергоснабжения являются возобновляемыми. Они безопасны для людей, находящихся вблизи, и окружающей среды. Каждый тип энергии имеет собственный принцип действия, требует оборудования уникальной конструкции.

Подходит даже местностям с малым количеством солнца. Генераторы на такой основе забирают воздух через турбины, установленные на 3-6 метровых башнях примерно 3 см диаметром. Для городских районов высота башни возрастает и становится не менее 10 м. Столь длинный свободный отрезок необходим для преодоления препятствий от соседних зданий.

Концепция реализуема для домов с близлежащими реками или озерами. Забор производится за счет одиночной турбины или их группы (часто большой протяженности). Масштабный вариант выгоден при пользовании коллективно (например, целой деревней или несколькими соседними частными домами). Микроформа подойдет обособленной семье, живущей непосредственно на берегу. Масштабы меньше дамб не считаются разрушающими экологию, поэтому не требуют разрешения (исключения заповедные зоны и местные регламенты).

Солнце

Солнечную энергию можно получать двумя методами. Первый способ использует панели с фото-вольтовыми клетками. Основой служит принцип поглощения лучей зеркалами. Свет преломляется под определенным наклоном и нагревает жидкость системы. Второй вариант предполагает принцип преобразования тепла в переменный ток через фото-ячейки. Они могут быть портативными или размещаться на крышах.

Энергия на солнечных батареях больше всего подойдет засушливым регионам с жарким климатом, но может использоваться везде. Максимальная продуктивность достигается установкой панелей под угол падения солнечных лучей 20-50 градусов. Разрешений на эксплуатацию не требует.

Топливные генераторы

Решение на солнечных батареях продемонстрировано на видео

Геотермальная энергия получается после переработки пара и горячей воды на уровне ниже земли. При обратной закачке используется конденсат, что делает источник наиболее стойким. Для частного дома геотермальные резервуары применить достаточно сложно. Их эксплуатация ограничена временем полного остывания.

Биомасса

Энергия биомассы выпускается сжиганием биологического материала – жмыха, соломы, природного газа, навоза, масел, древесины и т.д. Для частных домов и дач этот способ допустим, но не слишком выгоден. Топливо дорогое, его нужно постоянно пополнять. Генераторы газа тоже не отличаются дешевизной. Кроме того, метод характеризуется высоким уровнем выбросов серы, азота, углеродного следа в атмосферу во время горения.

Решение с биомассой станет выгодным только при использовании отходных или вторичных источников: пропана, перегноя, метана. Гибридная система дизеля и газа – еще лучший вариант с экономической точки зрения.

Выгодно или нет?

Дешевые хлипкие комплекты могут сломаться быстрее, чем оправдают половину своей стоимости. Если же проектировка, расчеты, сборка и монтаж выполнены по правилам, система уже в первые годы продемонстрирует свои плюсы:

  1. отсутствие каких-либо социальных норм потребления электричества;
  2. безопасность для систем и приборов ввиду отсутствия скачков напряжения;
  3. уверенность в качестве и количестве планируемой энергии;
  4. длительный эксплуатационный срок;
  5. независимость от роста тарифов;
  6. наличие ресурсов даже при местных авариях на подстанциях.

Бестопливные генераторы

Отталкивающим фактором при всей выгоде может стать необходимость регулярной чистки комплекса, иногда замена элементов.

Пример готового решения

Чтобы точно ответить на вопрос, насколько выгодна схема, по которой производится автономное электроснабжение дома, нужно произвести расчет. Готовые системы (даже производства Китай, к примеру фирмы xantrex) для обеспечения энергией, обойдутся дороже, чем самодельное устройство. Предположим, что мы затратили на все 1000 долларов, но за свет платим в месяц 30 у.е. Получится, что в среднем наша установка окупится в течение почти 3 лет.

Малогабаритная гидроэнергетика

Автономное электричество для частного дома с помощью использования энергии воды — Hydro Power (гидроэнергетика), имеет преимущества и по сравнению с другими видами возобновляемой энергии, если система спроектирована и установлена правильно, создаёт минимум экологических рисков для окружающей среды.

Как правило, все что для этого нужно — это река с достаточным количеством воды и скорости течения, поступающей на водяную турбину, подключённую к генератору электроэнергии. В зависимости от размеров и необходимой мощности электрогенерации, миниэлектростанция для гидроэлектрических схем подразделяются следующим образом:

  1. Small Scale Hydro Power (небольшие), генерирует электрическую мощность от 100кВт (1кВт) и 1МВт (мегаватт), подавая эту генерируемую энергию непосредственно в коммунальную сеть, питающей более одного домашнего хозяйства.
  2. Mini Scale Hydro Power (мини-масштабные), которые генерируют мощность от 5кВт до 100кВт, подавая её непосредственно в коммунальную сеть или автономную систему с питанием от сети переменного тока.
  3. Micro Scale Hydro Power (микромасштабные), домашняя схема САЭ для рек, с генератором постоянного тока для производства электромощности от сотен ватт до 5кВт в качестве части автономной системы.

Мини-ГЭС (гидроэлектростанции) в зависимости от вида водных ресурсов подразделяются на:

  • русловые — малые речки с искусственным водоёмами на равнинах;
  • стационарные — высокогорные речки;
  • водоподъёмные с перепадом воды на промпредприятиях;
  • мобильные — водяной поток поступает через армированные устройства.

Для работы мини-ГЭС используются следующие типы турбин:

  • водяной напор {amp}gt; 60-м — ковшовые и радиально-осевые;
  • при напоре 25—60-м — радиально-осевые и поворотно-лопастные;
  • при низком напоре — пропеллерные и поворотно-лопастные в железобетонных устройствах.

Автономное электроснабжение дома с применением Hydro, Mini Hydro Systems или Micro Hydro Systems могут быть спроектированы с использованием либо водяных колёс, либо импульсных гидротурбин. Потенциал генерации конкретного участка будет зависеть от количества потока воды, которая, в свою очередь, зависит от условий и местоположения участка, а также от характеристик осадков на участке.

Максимальное количество электроэнергии, которое может быть получено из реки или потока проточной воды, зависит от количества энергии в конкретной точке потока. Но водяная турбина не идеальна, из-за потерь мощность внутри турбины вызванных трением. Большинство современных гидротурбин имеют к.п.д от 80 до 95% и способны использоваться, как миниэлектростанция для частного дома.

Предлагаем ознакомиться  Жидкое стекло для гидроизоляции – технология применения гидроизоляции жидким стеклом

Процесс контролируется системами автоматизации. Надёжная система автоматики защищает оборудование от перегрузок и поломок. Устройства современных гидрогенераторов сокращает до минимума производство монтажных работ в период строительства и создают оптимальное энергообеспечение электроэнергией.

Автономные источники электроснабжения мини-ГЭС проектируется при полном соответствии параметров турбины и гидроагрегата для производства требуемой частот вращения и тока.

К достоинствам работы мини-ГЭС относятся:

  • экобезопасность оборудования;
  • низкая себестоимость 1 кВт-час электроэнергии;
  • автономность, простота и надёжность схемы;
  • неисчерпаемость первичного ресурса.

Солнечные батареи

К недостаткам мини-ГЭС относится слабая материально-техническая и производственная база для производства всего необходимого комплекса оборудования в стране.

Изготовление системы своими руками

Для использования внутри квартиры или на даче в аварийных случаях своими руками можно собрать аккумулятор. Несколько бытовых аккумуляторов параллельно объединяются, подключаются к зарядному устройству, устанавливается инвертор. Пока работает централизованное энергоснабжение, электричество копится в батареях, включенных в розетку. Когда ток исчезает, инвертор поставляет его в проводку. Можно использовать как переносное устройство.

Для создания своими руками питания целого дома на постоянной или длительной основе потребуется более серьезный подход. Здесь предпочтительно оборудовать помещение на роль котельной, где будет стоять основа техники. Потребуются генератор, мощные аккумуляторы (можно несколько автомобильных), котлы, инверторы, несколько солнечных панелей под выбранную систему. При наличии определенных знаний такая работа стоит свеч и выйдет дешевле многих готовых установок.

Аккумуляторы для автономного энергоснабжения

Эти аккумуляторы выполнены по технологии GEL, устойчивы к глубоким разрядам, не требуют технического обслуживания и долива воды, имеют большее количество циклов, чем AGM-аккумуляторы.

При правильно подобранной системе и обеспечении разряда не более чем на 50%, ресурс аккумуляторов может достигать около 1000 циклов. Установив такую систему у себя дома или на подконтрольном объекте, вы убедитесь в ее безупречной многолетней службе.

  Victron PracticVolt-0212-1/100

Инверторная система PracticVolt-0212-1/100 рекомендуется для бесперебойного питания газового котла и циркуляционного насоса системы отопления загородного дома с мощностью нагрузки до 150 Вт. В состав системы входит инвертор Victron Phoenix 12/350 Shuko outlet, зарядное устройство Victron Blue Power Charger IP65 12/15 и необслуживаемый гелевый аккумулятор емкостью 100 Ач. В системе осуществляется on-line преобразование напряжения, благодаря чему обеспечивается стабилизированное электроснабжение автоматики котла и насоса, а переключение сеть/инвертор происходит за 0 сек. Время резервного питания в случае отключения электроэнергии составляет до 7 часов.

Бренд:

Цена: 42 457 руб.

  Victron PracticVolt-0812-1/100

Рекомендуются для бесперебойного питания газового котла и циркуляционных насосов загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 800 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.

Бренд:

Цена: от  81 702 руб.

  Victron PracticVolt-1212-1

Рекомендуются для бесперебойного питания газового котла, циркуляционных насосов и бытовой техники загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 1200 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.

Бренд:

Цена: от  113 602 руб.

  Victron PracticVolt-1624-2

Рекомендуются для бесперебойного питания газового котла, циркуляционных насосов и бытовой техники загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 1600 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.

Бренд:

Цена: от  156 825 руб.

  Victron PracticVolt-2024

Рекомендуются для бесперебойного питания электроприборов и бытовой техники загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 2000 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.

Бренд:

Цена: от  180 004 руб.

  Victron PracticVolt-5048

Рекомендуются для бесперебойного питания электроприборов и бытовой техники загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 5000 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.

Бренд:

Цена: от  463 207 руб.

  Victron PracticVolt-8048

Рекомендуются для бесперебойного питания загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 8000 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.

Бренд:

Цена: от  551 718 руб.

  Victron PracticVolt-10048

Рекомендуются для бесперебойного питания загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 10000 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.

Бренд:

Цена: от  609 016 руб.

Вывод

Проблема автономного энергоснабжения актуальна для многих жилых территорий без развитой инфраструктуры. В большинстве случаев такой подход помогает экологии, в перспективе может сэкономить много денежных средств. Выбор конкретной системы зависит от потребностей дома, доступных природных ресурсов и планируемых трат.

  1. Если потребление электричества не превышает 3-5 кВт/час, то выгоднее всего установить мини ГЭС и получатьэлектричество практически бесплатно. Для регионов, где часто бывают солнечные дни, также актуальны солнечные электростанции с высоким КПД.
  2. Если планируете потреблять от 10 кВт/час, то дешевле чем подключение к магистральному электроснабжению способов пока нет. Если возможности подключения нет, то делайте комбинированную систему исходя из индивидуальных возможностей и условий.

Какие бывают автономные системы электроснабжения

Солнечные батареи
Солнечные батареи

Аккумуляторы

В течение следующих двух десятилетий человечество намерено резко увеличить использование возобновляемых источников энергии. Это является частью согласованной мировой политики по сокращению потерь в системе жизнеобеспечения и выбросов парниковых газов. Сегодня стало очевидным, что применение простых одно-ресурсных схем по созданию эффективной электростанции для частного дома будет недостаточно, нужно искать альтернативный и независимый путь дальнейшего развития САЭ.

Когенерационные САЭ сочетают в себе проверенные технологии фотоэлектрической (PV) и солнечной тепловой энергии (SHW) в единую интегрированную систему солнечной теплоэлектростанции, которая позволяет извлекать как можно больше солнечной энергии для выработки электричества, использует всю полезную теплоту системы.

Архитектура включает в себя серию наземных или подземных устройств, которые независимо отслеживают солнце вдоль одной оси. Компактная система теплообмена/хранения SHW передаёт тепло, чтобы предварительно нагреть воду для внутреннего горячего водоснабжения. Таким образом, создаются самые эффективные в мире мини когенерационные автономные электростанции для загородного дома, обеспечивающие не только бесперебойное электроснабжение частного дома, но и его практически дармовое теплоснабжение.

Одним из условий нормального жизнеобеспечения частного дома считается устойчивая, бесперебойная подача электроэнергии ко всем установленным бытовым приборам и оборудованию. Полностью этим требованиям соответствуют источники автономного электроснабжения, стабильно вырабатывающие электричество, независимо от каких-либо внешних факторов. При выборе того или иного варианта, необходимо учитывать степень влияния автономных систем на окружающую среду.

Ветер

Окончательный выбор автономного источника электроэнергии осуществляется в соответствии с суммарной мощностью потребителей, находящихся в доме. Это системы тепло- и водоснабжения с насосным оборудованием, кондиционеры, различные виды крупной и мелкой бытовой техники. Независимо от мощности потребителей, к сети электропитания предъявляются общие требования.

В обязательном порядке предварительно определяется суммарная мощность, которая сравнивается с возможностями выбираемой системы автономного электроснабжения. Рекомендуется увеличить этот показатель примерно на 15-25%, чтобы в перспективе можно было увеличить потребление электроэнергии.

Требования к системе и ее технические характеристики полностью зависят от дальнейшего использования и возложенных задач. То есть, это может быть полностью автономное питание или только резервный источник электричества, функционирующий в период отключения центральной сети. Во втором случае обязательно устанавливается продолжительность работы дублирующей системы на время отсутствия основного электричества.

Выбор той или иной автономной системы нужно делать с учетом реальных финансовых возможностей хозяев дома. В бюджете проекта определяется стоимость приобретаемого оборудования, а также выполняемые работы. Многие пытаются создать автономное электроснабжение загородного дома своими руками, однако в этих случаях требуются специальные знания теории и практики, навыки работы с инструментом, наличие определенного опыта монтажа подобных систем. Некачественная сборка приведет к нестабильной работе дорогостоящего оборудования и его быстрому выходу из строя.

Комментировать
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector