Автономное электричество для частного дома своими руками

Автономное электроснабжение

Автономное электроснабжение – это комплексная система, состоящая из технических устройств, обеспечивающих производство и преобразование электрической энергии до параметров, соответствующих техническим характеристикам электрической сети потребителей, вне зависимости от внешних сетей электроснабжения.

Плюсы и минусы

У автономного электроснабжения есть свои достоинства и недостатки, которые свойственны именно подобным системам.

Так к плюсам такого вида электроснабжения, можно отнести:

• Способность работать вне зависимости от внешних электрических сетей.
• Отсутствие платы за потребленную электрическую энергию.
• Режим работы автономной системы соответствует режиму, разработанному пользователем, без внеплановых отключений и ремонтов, свойственных внешним электрическим сетям.
• Качество электрической энергии, вырабатываемой подобными системами, соответствует заявленным параметрам технических устройств, входящих в состав комплекта оборудования.

К недостаткам таких систем, относятся:

• Высокая стоимость оборудования.
• Работы по профилактике и обслуживанию лежат на пользователе таких систем, что определяет наличие определенных финансовых затрат, связанных с этими мероприятиями.

Кроме выше приведенных плюсов и минусов автономных систем электроснабжения, которые относятся ко всем видам систем подобного рода, у каждого конкретного вида, в зависимости от способа получения электрической энергии, есть свои специфические достоинства и недостатки. Это определяет их способность вырабатывать электрическую мощность в единицу времени и количество затрат, идущих на ее производство в этот период.

Виды систем и устройств

Системы автономного электроснабжения различаются по источникам энергии, которые посредством определенных технических устройств, преобразуются в электрическую энергию.

Видов таких систем всего три:

1.Дизель генераторы (бензиновые установки) – источником энергии служит жидкое топливо, при сжигании которого дизельный двигатель (двигатель внутреннего сгорания), приводит во вращательное движение генератор, вырабатывающих электрический ток.

Специфическими достоинствами именно этого вида установок являются:

Способность работать вне зависимости от природных явлений, времени года и географического места расположения.

Мобильность устройств, позволяющая быстро запустить оборудование, вне зависимости от места его расположения.

Компактные размеры, которые определяет лишь мощность установки.

Отсутствует необходимость в монтаже дополнительных устройств, обеспечивающих производство электрической энергии.

Недостатками таких установок, являются:

Режим работы зависит от наличия запаса топлива.

Стоимость топлива достаточно высока, что определяет большие финансовые затраты, связанные с эксплуатацией.

Являются экологически не безопасными устройствами, при работе которых выделяются выхлопные газы и свойственные им вредные вещества.

2.Солнечная электростанция – источником энергии служит энергия солнца, под воздействием которой, внутри фотоэлементов, из которых собираются солнечные батареи (основной элемент установок подобного вида), происходит образование электрического тока. Принцип действия основан на свойствах полупроводников создавать разность потенциалов внутри фотоэлемента, обусловленной «p-n» проводимостью подобных материалов.

К достоинствам данного вида систем автономного электроснабжения относятся:

Отсутствие необходимости в запасах топлива.

Способность работать в автоматическом режиме.

Отсутствие затрат на производство электрической энергии.

Экологически чистый источник энергии.

Недостатками являются:

Высокая стоимость комплекта оборудования.

Цикличность работы, обусловленная наличием солнечного света.

Зависимость от погодных условий, времени года и солнечной активности в месте расположения системы.

3.Ветровой генератор – источником энергии служит энергия ветра, под воздействием которого происходит вращение лопастей установки, которое предается на генератор, вырабатывающий электрический ток.

Достоинства и недостатки систем автономного электроснабжения, основанных на ветровых генераторах, аналогичны приведенным выше для солнечных электростанций, за исключением того, что их работа зависит не от солнечной активности, а от наличия движения воздушных масс в месте расположения оборудования.

Виды энергии и способы их решения

В зависимости от вида систем автономного электроснабжения (рассмотрены выше), определяется их комплектация, технические характеристики и перечень устройств, входящих в их состав.

Если для дизель- и бензо- генераторов все предельно просто, т.к. электрическая мощность зависит от механической мощности агрегата и эти же характеристики напрямую определяют габариты и вес установки, то для двух других видов систем, комплектация может быть различна, что и определяет их технические показатели.

Комплектация солнечных электростанций и их характеристики

Комплект солнечной электростанции состоит из следующих устройств и агрегатов:

• Солнечная батарея (панель) – является устройством, преобразующим энергию солнца в электрическую энергию.
• Аккумуляторная батарея – является накопителем выработанной электрической энергии.
• Контроллер – электронное устройство регулирует режим работы солнечной электростанции, обеспечивая заряд накопителя электрической энергии и расход энергии, передаваемой к подключенной нагрузке.
• Инвертор – электронной устройство, обеспечивает преобразование накопленной энергии в параметры, соответствующие характеристикам сети потребителя.
• Соединительные провода и кабели — обеспечивают соединение всех устройств в единую цепь.
• Элементы защиты и коммутации – могут быть смонтированы в отдельных агрегатах, приведенных выше, а также отдельно установлены, в зависимости от конфигурации сети и ее технических характеристик.
• Механизмы крепления и позиционирования солнечных панелей в плоскостях пространства по отношению к солнцу (солнечные трекеры).

Основными параметрами, для данного вида систем автономного электроснабжения, определяющими все прочие технические характеристики, являются:

• Электрическая мощность, которая зависит от количества солнечных батарей, установленных в конкретной системе электроснабжения.
• КПД системы – зависит от типа солнечных батарей, а также наличия системы пространственного позиционирования.
• Геометрические размеры (площадь, занимаемая солнечными батареями) – зависят от количества солнечных батарей и места их расположения.

Комплектация ветровых установок и их характеристики

В комплект ветровых генераторов, также, как и в комплект солнечной электростанции, входят инвертор, контроллер и аккумуляторные батареи, выполняющие те же самые функции.

Отличие между этими системами автономного электроснабжения — в источнике энергии и устройствах его преобразования (ветровой генератор), а также в системе установки и позиционировании в пространстве (мачта крепления, конструкция и тип ветряка).

Параметрами, характеризующие данный вид систем автономного электроснабжения, являются:

• Электрическая мощность.
• КПД установок – зависит от типа ветрового генератора.
• Габаритные размеры – зависят от мощности ветряка, его типа и места расположения.

Средние цены

На рынке оборудования, позволяющего создать автономную систему электроснабжения, представлен достаточно широкий выбор товаров, которые отличаются своими техническим характеристиками, эксплуатационными показателями и стоимостью.

Наиболее простое решение, при создании подобных систем, это прибрести дизель генератор. В этом случае пользователь получает мобильную установку сразу готовую к эксплуатации, но обладающую всеми достоинствами и недостатками, о которых было написано выше.

Средняя стоимость на такие устройства, составляет, для:

• Дизель генераторов, мощностью 5,0 – 10,0 кВт – от 40000,00 рублей.
• Для агрегатов, работающих на бензине, мощностью 1,0 – 3,0 кВт – от 10000,00 рублей.

При приобретении прочих видов систем автономного электроснабжения, кроме приобретения комплекта оборудования, придется выполнить и его монтаж. Средняя стоимость комплектов оборудования, без учета стоимости строительно-монтажных работ составит, для

• солнечных электростанций, мощностью 1,5 кВт – от 35000,00 рублей.
• ветровой установки, мощностью 2,0 кВт – от 120000,00 рублей.

Автономное электроснабжение загородного дома, готовые решения

Компании, занимающиеся реализацией автономных системе электроснабжения, в том числе и с использованием альтернативных источников энергии, каковыми являются энергия солнца и ветра, предлагают готовые комплекты оборудования, которые способны работать сразу после выполнения монтажных работ.

Это могут быть комплекты солнечных электростанций или ветровых энергетических установок, различной комплектации и обладающие разными техническими характеристиками.

На солнечных батареях

Одним из готовых решений, в области решения задачи автономного электроснабжения загородного дома, является комплект оборудования, в котором источником энергии является солнце, а устройством, преобразующим его энергию в электрический ток – солнечные батареи.

Схематично устройство солнечного комплекта, выглядит следующим образом:

Среди товаров этой группы, представленных на отечественном рынке, популярностью пользуется модель солнечной электростанции «Белые ночи-1500W-100х2P», производства «IKAR FIRM» (Россия), стоимостью от 38000,00 рублей.

В состав комплекта входят:

• Две поликристаллические панели мощностью 100,0 Вт каждая;
• Контроллер заряда;
• Инвертор;
• Комплект специальных соединителей (коннекторов), обеспечивающий соединение солнечных панелей в единую цепь;
• Соединительные провода и кабели;
• Крепежные элементы.

Технические характеристики солнечной электростанции, модель «Белые ночи-1500W-100х2P»:

• Рабочее напряжение – 12,0 В (постоянного тока).
• Номинальная мощность солнечных панелей: 2 х 100 Вт.
• Напряжение на выходе — 220 В, частотой 50 Гц.
• Номинальная мощность – 1,5 кВт.
• Рабочая температура окружающего воздуха — от 0°C до +40°C.

Создать полностью автономную систему электроснабжения с использованием одного источника альтернативной энергии (солнечная электростанция, ветровой генератор), достаточно сложно, что обусловлено недостатками каждого из видов подобных установок.

Для решения этой задачи, используют несколько источников энергии одновременно. Это может быть схема:

• Солнечная электростанция + ветряк;
• Солнечная электростанция + дизель генератор;
• Ветровая установка + дизель генератор.
• Солнечная электростанция + ветряк + дизель генератор.

Схематично это выглядит следующим образом:

Использование подобных схем, позволяет обеспечить электроснабжение загородного дома в автономном режиме по отношению к внешним источникам электрической энергии.

Как сделать своими руками

Автономную систему электроснабжения можно смонтировать и самостоятельно, не прибегая к услугам специализированных организаций.

В этом случае все будет зависеть от выбранной схемы электроснабжения (из рассмотренных ранее). Так такие элементы, как солнечная батарея и ветровой генератор, можно собрать из комплектующих заводского изготовления или имеющихся в наличии. Правда в этом случае, мощность будет незначительная, что создаст определенные трудности при подключении большого количества электроприемников.

Прочие элементы системы: контроллер, инвертор — лучше всего приобрести заводского изготовления, хотя, имея навыки работы с паяльником и зная основы электротехники, можно собрать и их, благо принципиальных схем устройств данных типов достаточно много.

Дизель генератор или его бензиновый аналог, собрать сложно, это обусловлено специфичностью комплектующих этих аппаратов (двигатель, генератор), которые легче приобрести, чем конструировать самостоятельно.

Зная установочную мощность электрических устройств и конфигурацию электрической сети, можно подобрать требуемое оборудование, чтобы оно соответствовало по параметрам (мощность и напряжение) и условиям работы предъявляемым требованиям, после чего собрать такую систему, способную работать в автономном режиме.

Выгодно ли это?

Насколько выгодно иметь автономную систему электроснабжения решает для себя каждый пользователь индивидуально, в зависимости от внешних факторов и условий, как-то: наличие внешних электрических сетей и стоимость электрической энергии, реализуемой энергоснабжающими организациями в конкретном месте проживания. А также от финансовых возможностей пользователя и его личных предпочтений.

Кроме этого, за создание автономных сетей выступают их достоинства, а против – их недостатки, что в конечном итоге и определяет целесообразность создания автономных сетей электроснабжения.

Вероятно, Вам также понравятся следующие материалы:

Концепция энергонезависимости в частном домостроении

Солнечный концентратор

Спасибо, что дочитали до конца! Не забывайте подписываться на канал,

в твиттере: https://.com/Alter2201

Если статья Вам понравилась!

Делитесь с друзьями, оставляйте ваши комментарии

Добавляйтесь в нашу группу в ВК:        

ALTER220 Портал о альтернативную энергию

и предлагайте темы для обсуждений, вместе будет интереснее!!!

Источник: https://alter220.ru/elektro/avtonomnoe-elektrosnabzhenie.html

Автономное электроснабжение дома: цены, изготовление своими руками и все подробности

От электричества зависит множество удобств в жилых и бытовых зданиях. Однако перебои энергии не редкое дело в городах и пригородах. Для удаленных от цивилизации населенных пунктов проблема тем более насущна — иногда провести электросеть там попросту невозможно. В таких случаях остро встает вопрос независимой выработки тока.

Автономное электроснабжение способно обеспечивать постройки энергией в нужном количестве. При этом не возникает коротких замыканий, соблюдается стабильность напряжения, аварийные ситуации практически не происходят. Подключение подобного оборудования не настолько сложное, как зависимое от общих сетей и, зачастую, окупается за более быстрые сроки.

Выбор личного источника электричества – ответственное занятие, требующее изучения нюансов. Особенно это касается случаев, когда система изготавливается своими руками.

Альтернативных ресурсов существует не так много, но каждый из них имеет свои плюсы и минусы под определенные ситуации.

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.

Как выбрать для квартиры, дома, дачи?

Выбрать подходящее автономное электроснабжение дома не так сложно, если учитывать некоторые параметры.

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%.

Читайте так же:  Изучим устройство и принцип работы поршневого компрессора

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. Отдельное применение аккумуляторов практикуется редко из-за быстро расходуемого ресурса и невозможности перезарядки без непосредственно электричества. Однако, как еще один запасной вариант, это вполне подойдет для квартиры или частного дома с централизованной сетью.

Подробный рассказ о готовом комплекте

Топливные генераторы

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.

Бестопливные генераторы

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).

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.

Ветер

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. Для частного дома процесс с установкой доставляет меньше трудностей. На использование ветровой турбины может потребоваться письменное разрешение управляющих органов. Причинами тому служат производимый шум, громоздкий вид и способность мешать птичьим миграциям.

Вода

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.

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. Для крупного масштаба принцип реализуем легче – система из бура, насосов и генератора будет перерабатывать электричество более продуктивно. Может потребоваться разрешение на бурение.

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.

Читайте так же:  Делаем простейший преобразователь 12В — 220В своими руками

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?

Выгода автономных ресурсов энергоснабжения для личного пользования проявляется при установке только качественного оборудования.

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.

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

Пример готового решения

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.

Однако и риск допустить ошибку расчетов и подключения тоже не мал.

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.

Целесообразность использования определяется личными взглядами, но увеличивается при резервной роли АЭ.

Источник: https://generatorexperts.ru/elektrogeneratory/avtonomnogo-elektrosnabzheniya-doma.html

Автономное электроснабжение загородного дома

Тема создания и использования систем автономного электроснабжения наиболее актуальна для владельцев частных домов и коттеджей, расположенных в местах, удаленных от городов и благоустроенных поселков. Потребность в получении электрической энергии нестандартным способом также возникает при нестабильной подаче напряжения, сложностях подключения к существующим сетям. Основное требование к автономным источникам питания – постоянная подача электричества, вне зависимости от влияния внешних факторов.

Особенности расчета мощности домашних автономных систем

      Круглогодичная подача электричества необходима для обеспечения должного уровня комфорта. Перед приобретением и установкой дорогостоящего оборудования рекомендуется провести тщательный расчет необходимого количества энергии с учетом суммарной мощности всех электрических потребителей:

• Отопительной системы.
• Холодильной техники.
• Сплит систем и агрегатов, осуществляющих кондиционирование воздуха.
• Бытовых приборов как больших, так и малых габаритов.
• Насосного комплекса, ответственного за поставку воды из скважины или колодца.
• Электрических инструментов различного назначения.

      Сведения о базовой мощности каждого прибора размещены в сопроводительной документации, приложенной к конкретному агрегату. Независимо от потребляемой мощности, каждый прибор нуждается в стабильной подаче электричества с соответствующими показателями напряжения и частоты.       Автономная система должна ежедневно вырабатывать электричество в количестве, превышающем суммарную мощность потребителей на 20 – 30%. Это необходимо для создания запаса энергии с учетом увеличения ее потребления. При этом создаются наилучшие условия для работы сложного электрооборудования, сетей коммуникации, приборов бытовой техники.

Достоинства и недостатки независимых систем

      Для выработки электричества используются самые разнообразные ресурсы. Автономные системы обладают основным преимуществом – при их установке отсутствуют нормативы потребления и необходимость оплаты счетов за потребленное электричество.

Преимущества автономного электроснабжения:

• обеспечение стабильной подачи электричества без перепадов напряжения;
• сведение к минимуму вероятности преждевременного выхода из строя электрооборудования, приборов бытовой техники;
• получение дополнительного дохода от продажи государству излишков электричества.

Некоторые минусы систем:

• сравнительно высокая стоимость готового оборудования;
• большие затраты материальных средств на его эксплуатацию и ремонтно-восстановительные работы.

Разновидности автономных систем      Перед выбором наиболее подходящего источника электричества необходимо ознакомиться с существующими вариантами. Большой популярностью среди пользователей пользуются самые распространенные виды автономного электроснабжения САЭ:

• Генераторы, использующие в работе бензин или дизтопливо.
• Солнечные коллекторы, батареи.
• Крупногабаритные аккумуляторы повышенной мощности.
• Гидросистемы.
• Преобразователи энергии ветра.

      Все источники, представленные в списке, отличаются конструктивными особенностями, техническими характеристиками и прочими параметрами. 

Особенности использования дизель- и бензогенераторов 

      Данное устройство считается самым простым и экономичным решением по обеспечению частного дома электричеством. Принцип работы генератора основан на сжигании топлива. С целью создания необходимых условий для стабильной работы оборудования, на территории участка обустраивается специальное хранилище топлива объемом не менее 200 литров.

       Интересно: в отличие от бензиновых и дизельных моделей, газовые устройства подключаются к центральной магистрали. Если условия позволяют брать топливо непосредственно из газовой сети, отпадает необходимость оборудовать место для хранения запасов топлива.

       Основное достоинство генераторных установок – стабильная работа, независимо от смены времен года, перемены погодных условий. 

Минусы генераторов:

• сравнительно высокая стоимость оборудования;
• постоянный рост цен на бензин, дизельное топливо;
• материальные затраты на профилактику и регулярное техобслуживание;
• в процессе работы устройства издают много шума. 

Гелиосистемы на основе солнечных батарей

      В странах западной Европы пользуется популярностью автономное электроснабжение от солнечных элементов. Солнечная энергия преобразуется в электрическую одним из следующих методов:

• Использование специальных оптических устройств, концентрирующих солнечную энергию при помощи особенных зеркал. Полученное тепло применяется для нагрева жидкости паровых турбин генератора.
• Получение постоянного тока при помощи энергии, накопленной фото-ячейками (набор полупроводниковых элементов), установленными на крышах домов. Далее, постоянное напряжение преобразовывают в переменное для использования электричества в домашнем хозяйстве.

САЭ с использованием солнечных элементов считаются наиболее экономичными эффективными устройствами. Преимущества гелиосистем состоят в следующем:

• очень большой эксплуатационный срок оборудования, который часто достигает уровня в 20–45 лет;
• нет необходимости в накоплении запасов топлива;
• элементы не нуждаются в сложном обслуживании и уходе, нужно иногда протирать рабочие поверхности от пыли и удалять накопившийся мусор (обломки веток, опавшая листва деревьев и пр.);
• автоматическое включение/выключение;
• скапливание выработанной энергии в аккумуляторных блоках, что очень удобно для пользования электричеством в любое время суток по желанию хозяев дома.

Рекомендации по установке батарей:

• Солнечные элементы размещаются на площадках вдали от высоких зданий, деревьев, способных отбрасывать тень.
• Принимающие поверхности обращаются к югу под определенным углом.

Основные недостатки солнечного оборудования:

• сравнительно высокая стоимость готовых устройств;
• хрупкость, большой вес солнечных панелей;
• повышенные требования к надежности кровельных балок, качеству креплений;
• нецелесообразность применения на территориях, занятых высокими лесами, в частности на участках, расположенных в Среднерусской полосе. Вследствие метеорологических особенностей данного региона, гелиосистемы здесь работают с малой эффективностью.

Использование энергии ветра

      В качестве автономного электроснабжения часто применяются ветрогенераторы в комплекте с блоком аккумуляторов.       Ветряные генераторы представляют собой турбины, установленные на специальных устройствах высотой, более 3 метров от земли. Принцип действия ветровых турбин состоит в следующем:

• Улавливание кинетической энергии вихревых потоков.
• Преобразование энергии движения воздушных масс в механическую при помощи вращения ротора.
• Использование электрогенераторов для превращения механической энергии в электрическую.

Такие установки обладают многочисленными плюсами:

• высокая надежность;
• экологичность (отсутствие вредных воздействий на окружающую среду);
• отсутствие различных отходов.

      Основное условие для их работы – наличие постоянного ветра, скорость которого не должна быть меньше 14 км/час.       Совет: при использовании ветрового оборудования рекомендуется предусмотреть запасной вариант в виде бензинового или дизельного генератора, чтобы включать его в период отсутствия ветра.

Гидравлические электросистемы

      Водяные источники энергии нашли широкое применение в местах близкого расположения озера, речки. Гидроэлектроэнергия добывается при помощи установленных микротурбин. Такой вид получения электричества считается выгодным решением. Микротурбины просты в эксплуатации, отличаются высокой эффективностью, экологичностью, длительным сроком службы.

Подробнее.

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5b322286f99ef100a8d903d3/5b32229aeba76e00a8ba694a

Солнечная электростанция на дом 200 м2 своими руками

Частенько в сети проскакивают сообщения о борьбе за экологию, развитие альтернативных источников энергии. Иногда даже проводят репортажи о том, как в заброшенной деревне сделали солнечную электростанцию, чтобы местные жители могли пользоваться благами цивилизации не 2-3 часа в сутки, пока работает генератор, а постоянно. Но это всё как-то далеко от нашей жизни, поэтому я решил на своем примере показать и рассказать, как устроена и как работает солнечная электростанция для частного дома.

Расскажу обо всех этапах: от идеи до включения всех приборов, а также поделюсь опытом эксплуатации. Статья получится немаленькая, поэтому кто не любит много букв могут посмотреть ролик. Там я постарался рассказать то же самое, но будет видно, как я все это сам собираю.
Исходные данные: частный дом площадью около 200 м2 подключен к электросетям. Трехфазный ввод, суммарной мощностью 15 кВт. В доме стандартный набор электроприборов: холодильник, телевизоры, компьютеры, стиральные и посудомоечные машинки и так далее.

Стабильностью электросеть не отличается: зафиксированный мною рекорд — отключение 6 дней подряд на период от 2 до 8 часов. Что хочется получить: забыть о перебоях электроэнергии и пользоваться электричеством, невзирая ни на что. Какие могут быть бонусы: Максимально использовать энергию солнца, чтобы дом приоритетно питался солнечной энергией, а недостаток добирал из сети.

Как бонус, после принятия закона о продаже частными лицами электроэнергии в сеть, начать компенсировать часть своих затрат, продавая излишки выработки в общую электросеть.

С чего начать?

Всегда есть минимум два пути для решения любой задачи: учиться самому или поручить решение задачи кому-то другому. Первый вариант предполагает изучение теоретических материалов, чтение форумов, общение с владельцами солнечных электростанций, борьбу с внутренне жабой и, наконец, покупку оборудования, а после — установку.

Второй вариант: позвонить в специализированную фирму, где зададут много вопросов, подберут и продадут нужное оборудование, а могут и установить за отдельные деньги. Я решил совместить эти два способа. Отчасти потому что мне это интересно, а отчасти для того, чтобы не напороться на продавцов, которым надо просто заработать, продав не совсем то, что мне нужно. Теперь пришло время теории, чтобы понять, как я делал выбор.

На фото пример «освоения» денег на строительство солнечной электростанции. Обратите внимание, солнечные панели установлены ЗА деревом – таким образом, свет на них не попадает, и они просто не работают.

Типы солнечных электростанций

Сразу отмечу, что говорить я буду не о промышленных решениях и не о сверхмощных системах, а об обычной потребительской солнечной электростанции для небольшого дома. Я не олигарх, чтобы разбрасываться деньгами, но я придерживаюсь принципа достаточной разумности. То есть я не хочу греть бассейн «солнечным» электричеством или заряжать электромобиль, которого у меня нет, но я хочу, чтобы в моем доме все приборы постоянно работали, без оглядки на электросети. Теперь расскажу про типы солнечных электростанций для частного дома.

По большому счету, их всего три, но бывают вариации. Расположу, по росту стоимости каждой системы.

Сетевая Солнечная Электростанция — этот тип электростанции сочетает в себе невысокую стоимость и максимальную простоту эксплуатации. Состоит всего из двух элементов: солнечных панелей и сетевого инвертора. Электричество от солнечных панелей напрямую преобразуется в 220В/380В в доме и потребляется домашними энергосистемами. Но есть существенный недостаток: для работы ССЭ необходима опорная сеть.

В случае отключения внешней электросети, солнечные батареи превратятся в «тыкву» и перестанут выдавать электричество, так как для функционирования сетевого инвертора нужна опорная сеть, то есть само наличие электричества. Кроме того, со сложившейся инфраструктурой электросети, работа сетевого инвертора не очень выгодна. Пример: у вас солнечная электростанция на 3 кВт, а дом потребляет 1 кВт. Излишки будут «перетекать» в сеть, а обычные счетчики считают энергию «по модулю», то есть отданную в сеть энергию счетчик посчитает, как потребленную, и за нее еще придется заплатить.

Тут логично подходит вопрос: куда девать лишнюю энергию и как этого избежать? Переходим ко второму типу солнечных электростанций.

Гибридная Солнечная Электростанция – этот тип электростанции сочетает в себе достоинства сетевой и автономной электростанции. Состоит из 4 элементов: солнечные панели, солнечный контроллер, аккумуляторы и гибридный инвертор. Основа всего – это гибридный инвертор, который способен в потребляемую от внешней сети энергии подмешивать энергию, выработанную солнечными панелями. Более того, хорошие инверторы имеют возможность настройки приоритезации потребляемой энергии.

В идеале, дом должен потреблять сначала энергию от солнечных панелей и только при ее недостатке, добирать из внешней сети. В случае исчезновения внешней сети инвертор переходит в автономную работу и пользуется энергией от солнечных панелей и энергией, запасенной в аккумуляторах. Таким образом, даже если электроэнергию отключат на продолжительное время и будет пасмурный день (или электричество отключат ночью), в доме всё будет функционировать.

Автономная Солнечная Электростанция – этот тип электростанции позволяет жить полностью независимо от внешних электросетей. Она может включать в себя больше 4 стандартных элементов: солнечные панели, солнечный контроллер, АКБ, инвертор.

Дополнительно к этому, а иногда вместо солнечных панелей, может быть установлена ГидроЭлектроСтанция малой мощности, ветряная электростанция, генератор (дизельный, газовый или бензиновый). Как правило, на таких объектах присутствует генератор, поскольку может не быть солнца и ветра, а запас энергии в аккумуляторах не бесконечен – в этом случае генератор запускается и обеспечивает энергией весь объект, попутно заряжая АКБ. Такая электростанция легко трансформируется в гибридную, при подключении внешней электросети, если инвертор обладает этими функциями. Основное отличие автономного инвертора от гибридного – это то, что он не умеет подмешивать энергию от солнечных панелей к энергии из внешней сети. При этом гибридный инвертор, наоборот, умеет работать в качестве автономного, если внешняя сеть будет отключена. Как правило, гибридные инверторы соразмерны по цене с полностью автономными, а если и отличаются, то несущественно.

5 способов получить автономное электричество для частного дома

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.

Какой источник автономного электроснабжения выбрать

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.

1. Генератор на жидком топливе

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.

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

2. Солнечная электростанция

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

4. Мини гидроэлектростанция

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

5. Альтернативные источники малой мощности

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.

Выводы

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.

Источник: https://otlad.ru/svet/kak-poluchit-avtonomnoe-elektrichestvo-v-dome/

Автономное электроснабжение дома своими руками: система, схема

› Создание уюта › Дачный домик

Многие жители частного сектора, дачники и владельцы коттеджей не хотели бы зависеть от централизованных сетей энергоснабжения. Вариантов может быть много, каждый имеет свои особенности, но выгоду сулит в любом случае. Автономное электроснабжение дома может выполняться за счет:

• дизельного (газового или бензинового) генератора;
• солнечных батарей;
• ветряного генератора.

В качестве доступного способа можно рассматривать и гидроэлектростанцию малых размеров, но ее используют реже.

Для полной уверенности в собственной независимости от централизованной подачи электроэнергии владельцам частного или загородного дома рекомендуется устанавливать две системы автономного электроснабжения. Одна будет являться основным вариантом, а вторая резервным. Приятным моментом является и то, что некоторые из них вполне по силам собрать и установить своими руками.

Генератор на жидком топливе – надежный источник энергии

Генератор, потребляющий бензин или дизельное топливо, часто выступает именно в роли запасного источника электроснабжения загородного дома. Нужно только выбрать подходящий вариант.

• Бензиновые агрегаты бесшумны, компактны, просты в эксплуатации, стоят недорого и могут работать при низких температурах. Но время непрерывной работы у них невелико. Впрочем, для прибора, который будет установлен в качестве подстраховки, это не критично.
• Дизельные системы более производительны, чем бензиновые аналоги. В качестве источника автономного электроснабжения их целесообразнее приобретать в большой коттедж, где количество приборов, потребляющих энергию, значительно больше, чем на даче. Дизельные генераторы надежны и долговечны, но для них придется приобрести или сделать своими руками отдельный контейнер (или хозяйственную постройку). Это необходимое условие, чтобы шум работающего устройства не мешал домочадцам.
• Газовые генераторы выдают самую дешевую по стоимости электроэнергию. Они долговечны и экологичны. Но из-за сложностей в обслуживании и опасности взрыва топлива их рискует приобрести далеко не каждый владелец частного дома.

Как бы хороши ни были покупные системы автономного электроснабжения, но источник энергообеспечения, сделанный своими руками, кажется более привлекательным. И осуществить такую идею вполне реально.

Шаг первый: точный расчет

Прежде чем решить, какую систему для автономного электроснабжения дома создавать своими руками, важно провести небольшую исследовательскую деятельность и оценить следующие параметры:

• Сколько требуется электроэнергии для всех ее возможных потребителей?
• Каковы природные предпосылки для установки того или иного источника энергоснабжения частного дома?

Основными потребителями энергии являются:

• вся крупная и мелкая бытовая техника;
• насосное оборудование (в условиях загородного дома подача воды чаще всего осуществляется из колодца или скважины);
• системы вентиляции и кондиционирования.

Все перечисленные получатели электроэнергии нуждаются в стабильном напряжении, подаваемом с одной частотой. Поэтому без приобретения аккумуляторной батареи обойтись не получится, она является необходимым компонентом даже в тех случаях, когда автономное электроснабжение зависит от генератора. Инвертор – еще один необходимый прибор. Он преобразует ток из постоянного в переменный с напряжением 220 V. Контроллер заряда аккумулятора может приобретаться отдельно, а иногда он уже встроен в инвертор.

Суммарная мощность требуемого электроснабжения рассчитывается путем сложения потребностей всей техники и систем жизнеобеспечения дома. Полученный результат рекомендуется завысить на 15-30%. Переизбыток, заложенный в самом начале, создаст подстраховку на случай увеличения расходов электроэнергии в дальнейшем. Теперь, когда понятно, сколько энергии будет потребляться, пора выбирать источник автономного электроснабжения, способный ее выработать в нужном количестве.

Следует оценить природные возможности региона, где расположен дом. Например, для Московской области считается неоправданной установка ветрогенераторов. Они будут вырабатывать чуть больше 10% от своих номинальных мощностей. Установки автономного электроснабжения, работающие на солнечных батареях, кажутся более перспективными и производительными. Но для большинства регионов страны такое решение не является спасением на весь год.

Как приручить солнце?

Энергии солнечных лучей вполне хватает, чтобы преобразовывать ее в нужное человеку электричество. В странах Запада таким решением никого не удивишь, у нас подобные установки предпочитают собирать своими руками отдельные умельцы. В результате они получают эффективный автономный источник электроснабжения, который прослужит минимум 40 лет. Подача электричества может прерываться только в связи с погодными условиями и напрямую зависит от количества солнечных дней в году.

Есть две схемы преобразования энергии солнечных лучей:

1. Фотоэлементы закрепляются на крыше дома и накапливают энергию, которая без дополнительных манипуляций является постоянным током и может использоваться только после преобразования.
2. Поток солнечных лучей собирается при помощи специальных зеркал, концентрируется и пересылается в нужном направлении. Иногда лучи используются для нагревания жидкости, которая вращает паровые турбины теплового двигателя.

Первый вариант, с использованием солнечных батарей на крыше, наиболее эффективный для частных домовладений.

Параллельная схема, по которой можно легко осуществить монтаж автономного электроснабжения своими руками, достаточно проста. Понадобятся несколько аккумуляторов (присоединяются по цепочке), зарядное устройство и инвертор. Когда начинается выработка электроэнергии, аккумуляторы получают ее от зарядных устройств, и с помощью инвертора на выходе образуется электричество. Суммарная емкость аккумуляторных батарей зависит от количества электроприборов в доме. Инвертор также нужно выбирать исходя из рассчитанной мощности предполагаемого потребления возобновляемых ресурсов.

Подробные схемы можно найти в специальной литературе или воспользоваться опытом, которым делятся посетители сети. В любом случае при монтаже автономного электроснабжения дома своими руками все-таки желательно иметь навыки работы с электричеством для понимания основных принципов действия системы. В качестве альтернативы можно проконсультироваться со специалистом.

Не сомневаться можно только в одном: при всей существенной стоимости автономные источники выработки энергии окупаются за 3-5 лет, а прослужат гораздо дольше.

Источники автономного электроснабжения дома, или Как рационально использовать дары природы Ссылка на основную публикацию

Источник: https://osobnyachkom.ru/cosiness/dom/avtonomnoe-elektrosnabzhenie-doma.html

Требования к автономному электроснабжению

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.

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.

Достоинства и недостатки автономных систем

Достоинством большинства подобных систем считается бесплатная электроэнергия, полученная альтернативным путем. За счет этого получается существенная экономия денежных средств и полная независимость от централизованного снабжения.

Благодаря предварительным подсчетам и проектированию с учетом суммарной мощности потребителей, удается добиться высокого качества производимой электрической энергии. Полностью исключены перепады напряжения и неплановые отключения от сети. Само оборудование автономных систем отличается высоким качеством и очень редко ломается и выходит из строя.

Существует несколько специальных программ, в соответствии с которыми часть лишней электроэнергии может быть продана государству. Решение данного вопроса начинается еще на стадии проектирования автономного электроснабжения, где возможные излишки предусматриваются заранее. Кроме того, потребуется разрешительная документация, подтверждающая выработку электроэнергии установленного качества и в нужном количестве.

Каждая система автономного электроснабжения обладает своими достоинствами и недостатками, которые наиболее ярко проявляются в конкретных условиях эксплуатации.

Бензиновые и дизельные генераторы

Любые виды генераторов могут использоваться в качестве основных или резервных источников питания. Во втором случае они применяются при отсутствии электроэнергии в центральной сети. Данные агрегаты получили широкое распространение на дачах и в загородных домах, где нередко случаются перебои с электричеством. С помощью генераторов возможно создать надежное автономное электроснабжение частного дома, позволяющее сохранить комфортные условия в любой ситуации. Современный рынок представляет большое количество бензиновых и дизельных генераторов, каждый из которых имеет определенные достоинства и недостатки.

Основными плюсами бензиновых агрегатов являются их сравнительно небольшие размеры, обеспечивающие компактность и мобильность. Они отличаются низким уровнем шума, экономичным расходом топлива, легким пуском двигателя в холодное время. Большое значение имеет сравнительно низкая цена. Некоторые бензогенераторы комплектуются топливными баками с увеличенным объемом, защитными кожухами от шума и непогоды, стартерами и системой автоматического ввода резерва.

В качестве недостатка можно отметить слабую мощность бензиновых генераторов, которая не превышает 15 кВт. Все приборы освещения, бытовая техника и оборудование должны иметь суммарную мощность, не превышающую параметры генератора. Бензиновые агрегаты могут непрерывно работать от 4 до 11 часов при 100% нагрузке. Если нагрузку уменьшить до 75%, то продолжительность работы увеличивается. При заранее известных высоких нагрузках, рекомендуется использование дизельного генератора.

Дизельные установки имеют более высокий моторесурс и мощность, они могут непрерывно эксплуатироваться в течение продолжительного времени. Одним из основных преимуществ считается экономный расход топлива. Однако по сравнению с бензиновыми, дизельные генераторы обладают большими габаритами и стоят значительно дороже. Для их запуска в холодное время требуется обязательный предварительный подогрев. Такие установки хорошо зарекомендовали себя в условиях непрерывной продолжительной эксплуатации, когда становится заметна существенная экономия дизельного топлива.

Поэтому при решении вопроса, какой генератор выбрать, бензиновый или дизельный, нужно в первую очередь учитывать конкретные условия эксплуатации. Если установка требуется от случая к случаю, можно вполне обойтись бензиновым агрегатом. Однако постоянное электроснабжение обеспечивается только дизельным генератором.

Ветрогенераторы и электростанции своими руками

Плюсы и минусы солнечных батарей

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.

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.

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.

Использование ветровых генераторов

До недавних пор ветровые генераторы в частных домах были скорее экзотикой, нежели постоянным источником энергоснабжения. Однако в настоящее время ветрогенераторы все чаще встречаются на загородных участках.

Принцип действия этих устройств заключается в следующем: за счет ветрового потока вращаются лопасти, установленные на валу генератора. В результате, происходит выработка переменного тока. Полученное электричество поступает в аккумуляторные батареи, где аккумулируется и сохраняется, а затем по необходимости подается к бытовой технике в качестве питания. Данная схема работы простая и очень условная, поскольку в реальных условиях необходимы приборы и оборудование, выполняющие преобразование электрического тока.

Ветряк из автомобильного генератора

В электрической цепи после генератора устанавливается контроллер, участвующий в преобразовании переменного тока в постоянный, необходимый для зарядки аккумуляторов.

Однако бытовая техника не может работать на постоянном токе, поэтому после батареи устанавливается инвертор, выполняющий обратную операцию по преобразованию постоянного тока в переменный, с напряжением 220 вольт. Данные преобразования приводят к потерям выработанной электроэнергии, в количестве 15-20%.

Если же ветровой генератор используется в комплексе с другими устройствами, электрическая схема дополняется автоматическим вводом резерва, переключающим их между собой по мере необходимости.

Для получения максимальной мощности лопасти генератора должны размещаться вдоль ветрового потока по принципу работы флюгера. С этой целью вертикальная лопасть закрепляется на противоположном от лопастей конце. Под действием ветра она обеспечивает разворот генератора в нужную сторону. На установках повышенной мощности устанавливаются поворотные электромоторы.

Инверторы в частных домах

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.

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. Таким образом, он постоянно соблюдает дежурный режим и отслеживает падение внешнего напряжения. В случае отключения электричества, он практически мгновенно подхватывает падение нагрузки и предотвращает отключения приборов.

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.

Источник: https://electric-220.ru/news/avtonomnoe_ehlektrosnabzhenie_zagorodnogo_doma_svoimi_rukami/2017-06-15-1296