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:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Звук может распространяться даже в вакууме 14.08.2023 Финские физики обнаружили, что при определенных условиях звук способен передаваться через идеальный вакуум, противоречащий традиционному пониманию, что звук требует среду для распространения. Для распространения звука обычно необходима материальная среда, через которую вибрации могут передаваться. На Земле это может быть воздух или вода. Звук возникает из-за вибраций, приводящих атомы и молекулы в движение внутри среды. Эти вибрации передаются от одной частицы к другой и интерпретируются человеческим слухом как звук. Идеальный вакуум предполагает отсутствие какой-либо материальной среды. В теории, в таких условиях звук не должен распространяться. Однако ученые из Финляндии обнаружили, что так называемый "вакуум" все же может содержать электрические поля, способные вызывать вибрации в пьезоэлектрических кристаллах. Это может стать ключевым фактором для исследования передачи звука в пустом пространстве. Пьезоэлектрические материалы способны преобразовывать механическую энергию в электрическую и обратно. Применение механического давления к кристаллу создает электрическое поле, а подача электрического поля на кристалл вызывает его деформацию. Исследование показало, что звуковые вибрации могут вызывать механическое напряжение в пьезоэлектрических кристаллах. С использованием оксида цинка как пьезоэлектрического кристалла, физики установили, что этот кристалл способен преобразовывать механическое напряжение в электрическое поле при определенных условиях. Путем размещения двух таких кристаллов рядом друг с другом, один из них может преобразовывать электрическую энергию обратно в механическую, позволяя звуковым волнам проникать через вакуум. Этот эффект оказывается наиболее эффективным при определенных частотах и расстояниях между кристаллами, позволяя ультразвуковым волнам "туннелировать" через вакуум. Это открытие может иметь важные последствия для квантовой информатики и других областей физики. Важно отметить, что хотя в большинстве случаев передача звуковых волн через вакуум оказывается слабой, есть ситуации, когда это происходит с высокой эффективностью и без отражений.

Другие интересные новости:

▪ Цифровая камера в корпусе зажигалки

▪ Все помойки Севильи

▪ Виртуальный ди-джей Spotify

▪ Утоление боли без лекарств

▪ Планшеты Alcatel OneTouch POP7 и POP8

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Опыты по физике. Подборка статей

▪ статья Одни поддельные цветы дождя боятся. Крылатое выражение

▪ статья Откуда пошло голосование? Подробный ответ

▪ статья Рекрутер. Должностная инструкция

▪ статья Высококачественная малогабаритная акустическая система. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Исчезновение дамы. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025