Альтернативная энергия на даче. Выбор собственной энергосистемы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

У вас есть загородный дом, но нет возможности протянуть к нему линию электропередач? Подключение к централизованным сетям электроснабжения непомерно дорого? Мы расскажем вам, каким образом можно организовать собственное автономное энергоснабжение.

На первый взгляд, генерация собственного электричества от возобновляемых источников энергии является идеальным способом отказаться от оплаты ежемесячных счетов за электроэнергию. Для многих владельцев домов генерация собственной энергии является подходящим решением, которое удовлетворит существующие потребности. Однако такое решение требует определенных материальных инвестиций, затрат времени, как при покупке, так и при обслуживании системы. Таким образом, переход на собственную систему энергоснабжения - дело весьма ответственное и требующее вдумчивого подхода.

При создании собственной энергосистемы необходимо:

• Исследовать юридические и природные препятствия для установки собственной электростанции;
• Изучить цены и технические характеристики от производителей или поставщиков оборудования;
• Если ключевым фактором является экономическая целесообразность, вам нужно провести экономический анализ с учетом всех факторов, которые могут повлиять на стоимость генерируемой вами электроэнергии;
• Понимать основы использования систем на основе возобновляемых источников энергии;
• Рассмотреть возможности сочетания вашей системы с другими энергоисточниками, а также рассмотреть все способы по повышению энергоэффективности в вашем доме;
• Распланировать техническое обслуживание. Особенно это относится к системе, содержащей дизель- или бензоэлекгрический агрегат (как основной или резервный источник электроснабжения). Нужно будет также следить за состоянием аккумуляторной батареи (минимум обслуживания требуют фотоэлектрические батареи).

Иметь собственную электростанцию целесообразно, когда:

• В вашем районе нет сети централизованного электроснабжения или подключение связано с прокладкой новых линий электропередач и установкой дополнительной подстанции;
• Вы хотите быть независимыми от ваших местных электросетей;
• Местность, где находится ваш дом, богата ресурсами возобновляемой энергии;
• У вас есть стратегические решения, которые позволят вам не остаться без энергии, когда нет прихода возобновляемой энергии;
• Вы не теряете надежд; на то, что и в нашем государстве будут введены в действие механизмы стимулирования генерации; экологически чистой энергии. Такие существуют сейчас в развитых странах Европы, США, Китае Индии, Японии и многих других.

Когда нужна собственная энергия?

В последние годы стоимость подключения к сетям централизованного электроснабжения значительно возросла. Добавьте сюда и стоимость строительства и оборудования подстанции, и окажется, что для отдельных домов и небольших поселений подключение к сетям централизованного электроснабжения является непозволительной роскошью.

К сожалению, ресурса ветра не всегда достаточно для обеспечения надежного электроснабжения, а солнечная энергия может обеспечить потребности среднего дома в электроэнергии только с весны по осень (в зимнее время, когда возрастает энергопотребление, ресурсов солнца также не всегда хватает). Самым распространенным способом решения проблемы электроснабжения в таких случаях является использование генераторов переменного тока с приводом от бензинового или дизельного двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Однако такое решение требует высоких эксплуатационных расходов, связанных с доставкой топлива и частым ремонтом ДВС.

Для работы бытового холодильника с компрессором мощностью 100-200 Вт необходим круглосуточный режим питания и непрерывная работа ДВС в неэкономичном режиме, близким к холостому ходу. Многократного снижения расхода топлива можно добиться путем применения очень дорогих быстро заряжаемых АБ и мощного зарядного устройства. Использование стандартного блока автоматического пуска ДВС почти удваивает стоимость системы.

В такой ситуации, учитывая вероятностный характер возобновляемых источников энергии, относительную дороговизну оборудования возобновляемой энергетики, наиболее оправданным решение является создание гибридной энергосистемы на базе жидкотопливного (или газового) электрогенератора, а также фотоэлектрических батареи и/или ветроэлектрической установки. При этом фотоэлектрические батареи и ветроэлектрические установки выбираются исходя не из полной потребности в электроэнергии, а для обеспечения базовой нагрузки (например, освещение, радио, холодильник), а остальная энергия производится жидкотопливным электрогенератором.

В общем, если суммарная мощность ваших потребителей (электрических нагрузок) не превышает нескольких кВт, потребляемая энергия меньше нескольких кВт·ч в сутки, а расстояние до точки подключения к сетям централизованного электроснабжения более нескольких сотен метров, то автономная система электроснабжения для вашего дома значительно более выгодна, чем подключение к сетям.

Плюсы создания собственной автономной системы электроснабжения:

• Не нужно платить за подключение к сетям централизованного электроснабжения и строительство ЛЭП;
• Вы не зависите от цен на электроэнергию;
• Вы сами являетесь хозяином своего оборудования и можете вырабатывать электроэнергию тогда, когда вам хочется.

Состав энергосистемы

1. Источник электрической энергии. Их может быть несколько (основной и резервный):

• жидкотопливный генератор (бензо- или дизель- электрический агрегат);
• фотоэлектрическая батарея;
• ветроэлектрическая установка;
• микро- или малая гидроэлектростанция;
• термоэлектрический генератор.

Использование в энергосистеме жидкотопливного генератора (ЖТГ) позволяет:

• не зависеть от погодных условий;
• от ЖТГ можно осуществлять форсированный заряд аккумуляторной батареи, разрядившейся до опасного уровня. При этом ЖТГ будет работать с максимальной загрузкой, что обеспечивает минимальное удельное потребление топлива;
• питать относительно большую нагрузку - стиральную машину, производственный инструмент (станки и т. п.), утюг и т. д.;
• предусмотреть полезное использование тепла, производимого при работе ЖТГ путем установки теплообменника на выхлопную трубу, или использовать тепло охлаждающей жидкости ЖТГ (для моделей с жидкостным охлаждением). Таким образом, можно получить когенерационную установку, которая может повысить общую КПД на 30-50%.

2. Аккумуляторная батарея (АБ) с емкостью, достаточной для питания среднесуточной нагрузки. В системах на возобновляемых источниках энергии, в силу непостоянства возобновляемого ресурса, это необходимый элемент. Даже если основной источник - жидкотопливный генератор, наличие аккумуляторной батареи позволит включать его на непродолжительное время и при этом иметь непрерывное энергоснабжение.

3. Инвертор (преобразователь постоянного тока в переменный).

4. Зарядное устройство и контроллер заряда АБ.

5. Системы автоматического запуска и остановки генератора в зависимости от напряжения на аккумуляторной батарее.

6. Электротехническое оборудование - щиты, выключатели, предохранители, кабели, система заземления и т. д.

7. Нагрузка. В автономной системе электроснабжения необходимо использовать только энергоэффективные приборы. Например, использование ламп накаливания не рекомендуется, так как они потребляют ток в четыре раза больший, чем люминесцентные лампы. Несмотря на то, что обычно энергоэффективные приборы дороже, их использование может обернуться значительной экономией за счет снижения мощности источника энергии и емкости АБ.

Технически достижимый энергетический потенциал нетрадиционных и восстанавливаемых источников энергии в пересчете на условное топливо (млн. т у. т.)

Принцип работы автоматизированной системы электроснабжения

Блок-схема типичной автоматизированной системы электроснабжения на базе жидкотопливного генератора и аккумуляторов показана на рисунке.

Двигатель внутреннего сгорания (дизельный, бензиновый или работающий на сжиженном или природном газе) приводит во вращение электрогенератор переменного тока. Во время работы генератора, нагрузка питается напрямую от генератора через реле передачи, установленное в блоке бесперебойного питания. Одновременно происходит заряд аккумуляторных батарей. При этом микропроцессор блока бесперебойного питания управляет зарядным током так, чтобы не перегружать генератор и обеспечить эффективный заряд аккумуляторной батареи.

Двигатель запускается в автоматическим режиме от встроенного стартера генератора, питаемого от встроенной стартерной АБ. Одновременно блок управления дает команду на открытие клапана подачи топлива, после чего система переходит в режим генерации. Для увеличения срока службы основной АБ, блок управления постоянно контролирует величину напряжения на АБ и, в зависимости от напряжения, дает команду или на пуск двигателя и заряд АБ, или на выключение двигателя и прекращение заряда АБ. Верхнее и нижнее значения напряжения на аккумулятора выбираются в зависимости от его типа и характера нагрузки.

При длительной максимальной нагрузке во избежание быстрого разряда аккумуляторной батареи должна быть предусмотрена возможность принудительного ручного включения ДВС для подзаряда АБ, независимо от величины напряжения на АБ.

В такой автономной системе аккумуляторы работают в тяжелых циклических режимах. Поэтому необходимо применять аккумуляторы, хорошо работающие в этих режимах - гелевые или типа OPz. При применении аккумуляторов AGM нужно выставлять высокое напряжение для включения генератора, что может приводить к частым запускам генератора.

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

AirPods Pro с инфракрасными камерами 27.11.2025

Apple традиционно играет роль новатора, поэтому ожидания от следующего поколения AirPods Pro особенно высоки. Новая модель, над которой компания уже активно работает, должна не просто улучшить звук, но и расширить способы взаимодействия человека с цифровой средой. Одним из наиболее заметных нововведений станет появление чипа Apple H3. Сегодняшние AirPods Pro используют поколение H2, обеспечивающее высокую скорость обработки звука, однако переход к H3 обещает еще более точное шумоподавление и сокращение задержки при беспроводной передаче аудио. По данным источников, новая архитектура улучшит энергоэффективность, а также позволит чипу глубже интегрироваться с устройствами экосистемы Apple. Особенно это касается гарнитуры Vision Pro, которая получит более синхронную работу с будущими наушниками. Не менее интригующей выглядит вторая инновация - миниатюрные инфракрасные камеры, встроенные непосредственно в корпус AirPods. Специалисты предполагают, что эти сенсоры смогут фиксировать дв ...>>

ИИ нужно воспринимать как пользователя 26.11.2025

Искусственный интеллект постепенно перестает быть скрытым компонентом программных решений и выходит на передний план. Сегодня алгоритмы не просто помогают обрабатывать данные, но и активно участвуют в рабочих процессах, принимают решения, взаимодействуют с корпоративными сервисами и получают доступ к критически важной инфраструктуре. Такое расширение их возможностей заставляет специалистов по безопасности переосмыслить, что именно означает присутствие ИИ в цифровой среде. Президент по продуктам и технологиям Okta Рик Смит подчеркивает, что воспринимать ИИ исключительно как технологическую надстройку уже невозможно. По его словам, компании обязаны учитывать, что искусственные агенты становятся участниками процессов наравне с живыми сотрудниками, а значит, требуют аналогичных мер защиты. Он формулирует это предельно прямо: "Мы должны защищать клиентов не только от людей, но и от ИИ-агентов - относиться к ним как к пользователям". Однако многие организации продолжают рассматривать И ...>>

Случайная новость из Архива Huawei Ascend P1 - самый тонкий смартфон 28.04.2012 Компания Huawei объявила сроки поступления в продажу на глобальный рынок Ascend P1, который во время анонса в январе 2012 г. производитель назвал "самым тонким смартфоном в мире". Продажи Ascend P1 на платформе Android 4.0 (Ice Cream Sandwich) на глобальном рынке начнутся с мая. В последний весенний месяц устройство появится на полках магазинов в Гонконге, на Тайване и в Австралии. В июне новинка прибудет на рынок Латинской Америки, а летом - на рынок Европы, сообщила пресс-служба. Ascend P1 оснащен 4,3-дюймовым дисплеем Super AMOLED с разрешением 960 x 540 пикселей, прикрытым Corning Gorilla Glass, 2-ядерным процессором TI OMAP 4460 с частотой 1,5 ГГц, 8-МП камерой и встроенной системой Dolby Mobile 3.0 с поддержкой 5.1-канального звука. Толщина гаджета составляет 7,69 мм.

Другие интересные новости:

▪ Робот-летучая мышь

▪ Жесткие диски с технологией FC-MAMR

▪ Интернет от Lufthansa

▪ Компактные автомобили научат предотвращать аварии

▪ Струйный принтер Canon i80

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Конспекты лекций, шпаргалки. Подборка статей

▪ статья Международные экономические отношения. Шпаргалка

▪ статья Как плетется кружево? Подробный ответ

▪ статья Люцерна тропическая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Антенный адаптер для повышения эффективности функционирования беспроводных сетей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Воздушные линии электропередачи напряжением выше 1 кВ. Защита ВЛ от воздействия окружающей среды. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025