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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Инопланетяне загрязняют Вселенную 13.02.2010 Обычно считается, что существующие в космосе цивилизации могут выдавать себя "радиошумом" в диапазоне УКВ. Но история развития земной техники показала, что эпоха свободного радиоизлучения во все стороны сравнительно коротка: прошло только полвека с начала широкого распространения телевидения, и телевизионные сигналы в основном стали распространяться либо по кабелям, либо через спутники, излучающие строго на Землю. Американские астрономы предлагают искать в космосе следы синтетических соединений, вырабатываемых только достаточно развитой цивилизацией. Их можно найти по инфракрасному излучению. Например, особо чувствительный инфракрасный телескоп способен обнаружить в атмосфере планеты соединения типа фреона, даже если их концентрация всего одна часть на триллион. Многие другие синтетические вещества, загрязняющие воздух, также обладают характерным инфракрасным спектром.

Другие интересные новости:

▪ Город в аэродинамической трубе

▪ Вред подгоревшей пищи

▪ Созданы чистые красные светодиоды

▪ Робот-собака Spot приняла участие в военных учениях

▪ 3D-карты AMD Radeon R9 285 (Tonga PRO)

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиоуправление. Подборка статей

▪ статья Способы добычи и обеззараживания воды в условиях автономного существования. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Какое отношение к России имеет популярная в Тунисе марка газированной воды Boga? Подробный ответ

▪ статья Гравитаскоп. Детская научная лаборатория

▪ статья Металлоискатель на микросхеме К176ЛП2. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Нахождение карты в колоде. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025