Autonominis maitinimo šaltinis: rekomendacijos, kaip pasirinkti autonominį maitinimo šaltinį. Optimali autonominė maitinimo sistema namuose

Autonominis maitinimo šaltinis - aktuali tema Už Rusiją. Daugumoje mažų gyvenviečių esami tinklai labai susidėvėjo ir negali aprūpinti elektros energija visiems vartotojams. Yra ir daugiau nuviliančių duomenų – 60% šalies iš esmės negali prisijungti prie tinklo. Energijos trūkumą pirmieji pajunta privačių namų ir vasarnamių savininkai. Tačiau to reikia ne tik jiems. Su šia problema susiduria meteorologinės stotys, fermos, korinio ryšio bazinės stotys, mokslinės stotys ir kt.

Anksčiau autonominis maitinimo šaltinis Namai buvo aprūpinti benzininiais generatoriais. Tačiau šis sprendimas nėra optimalus, nes generatoriai reikalauja nuolatinio kuro papildymo, nuolatinės priežiūros, o jų tarnavimo laikas nėra toks ilgas, kaip norėtume. Kitas pastebimas trūkumas yra prasta išėjimo srovės kokybė.

Inverteriai kaip autonominio maitinimo šaltinis privačiam namui

Prie generatoriaus prijungus galios keitiklius su įkrovikliais ir talpiomis baterijomis, kurios yra aukšto lygio autonominio maitinimo šaltinis privačiam namui, galima žymiai pagerinti sistemos veikimą.

Tokiu atveju generatorius neveikia visą dieną, o tik tiek, kiek reikia akumuliatoriaus įkrovimui papildyti. Kiti laikrodžiai visos sistemos kaimo namas veikia iš akumuliatoriaus energijos, kuri keitikliu paverčiama kintama srove su gryna sinusine banga.

Kai tik baterijos išsikrauna, keitiklis vėl įjungia generatorių, tiekdamas apkrovai kintamąją srovę ir papildydamas akumuliatoriaus įkrovą. Pagal šį principą organizuotas autonominis maitinimo šaltinis užtikrina patikimą įrangos veikimą, nes perjungimas tarp apkrovos maitinimo iš baterijų ir generatoriaus vyksta automatiškai.

Visų įrenginių veikimas reguliuojamas keitikliu, kurį galima valdyti specialiais patentuotais sistemos valdikliais. Galite programuoti sistemą nurodydami keletą scenarijų kūrimo parinkčių:

• generatorius įsijungia, kai sumažėja įtampos lygis arba akumuliatoriaus įkrovos lygis;
• generatoriaus prijungimas taip pat gali būti susijęs su apkrovos padidėjimu;
• Autonominis maitinimas iš generatoriaus gali būti užprogramuotas tam tikroms valandoms (pavyzdžiui, galima leisti veikti dieną, o uždrausti naktį).

Inverterių ir baterijų naudojimas leidžia pailginti generatoriaus tarnavimo laiką ir sumažinti įrenginio išlaikymo kaštus, žymiai sumažinant degalų pirkimo ir priežiūros išlaidas. Tokiu atveju keitiklio sistemos komponentų priežiūra nereikalinga.

Inverterių su alternatyviais atsarginiais maitinimo šaltiniais veikimas

Šiuolaikiniai galios keitikliai kartu su baterijomis leidžia teikti autonominis veikimas visi buitiniai prietaisai, naudojant alternatyvius energijos šaltinius. Šiuo atveju hibridinė sistema, be generatoriaus, apima saulės baterijas ir vėjo generatorių. Taip pat atsarginė maitinimo sistema gali veikti tik naudojant atsinaujinančius energijos šaltinius.

Akumuliatoriai gali kaupti energiją iš saulės ar vėjo naudojant specialius įkrovimo valdiklius tais momentais, kai ji yra prieinama. Kai akumuliatoriaus įkrovimo lygis yra pakankamas, inverteriai akumuliatorių nuolatinę srovę paverčia gryna sinusine banga į kintamąją srovę, kuri naudojama buitinės technikos ir įrangos darbui palaikyti.

Kitas inverterių panaudojimo variantas – statyti nepertraukiamo maitinimo sistemas tais atvejais, kai yra ryšys su tinklu, tačiau jis nėra stabilus. Esant tokiai situacijai, autonominis maitinimo šaltinis, pagrįstas inverteriais su baterijomis ir saulės baterijomis, naudojamas ne tik tada, kai dingsta įtampa stacionariame tinkle, bet ir pirmenybiniam saulės energijos naudojimui, siekiant taupyti tinklo elektros energiją.

Victron Phoenix Inverter serijos inverteriai, kurių galia nuo 1,2 kVA iki 5 kVA, puikiai tinka darbui su alternatyviais energijos šaltiniais: saulės kolektoriais ir vėjo generatoriais.

Victron Phoenix serijos keitiklis yra profesionalus techninis įrenginys konvertavimui nuolatinė srovėį kintamąjį. Sukurtas naudojant hibridinę RF technologiją, jis sukurtas taip, kad atitiktų aukščiausius reikalavimus. Jo funkcija yra tiekti maitinimą bet kuriai autonominei maitinimo sistemai, kurią reikia gauti Aukštos kokybės srovės išėjimas su stabilia įtampa grynos sinusinės bangos pavidalu. Kasdieniame gyvenime grynos sinusinės įtampos reikalauja tokie prietaisai kaip dujinis katilas, šaldytuvas, mikrobangų krosnelė, televizorius, Skalbimo mašina Ir taip toliau.

Visiškai autonominiam privačiam namui tiekti maitinimą su įvairiais buitiniais elektros prietaisais reikalinga tiek aukštos kokybės įtampa, tiek keitiklio gebėjimas susidoroti su sunkių apkrovų (šaldytuvo kompresoriaus, siurblio variklio ir kt.) paleidimo srovėmis. Phoenix keitiklio SinusMax funkcija gali patenkinti šį poreikį. Ji užtikrina dvigubai didesnę trumpalaikę sistemos perkrovą. Paprastesnės ir ankstesnės įtampos konvertavimo technologijos to padaryti negali.

Inverterio energijos suvartojimas:

• tuščiąja eiga: nuo 8 iki 25 W, priklausomai nuo modelio;
• apkrovos paieškos režimu: nuo 2 iki 6 W, šį režimą lydi reguliarus sistemos aktyvinimas kas dvi sekundes trumpam laikui.
• adresu Nuolatinis darbas energijos taupymo režimu (AES): nuo 5 iki 20 W.

Autonominės maitinimo sistemos leidžia savo valdymą ir stebėjimas prijungus keitiklį prie kompiuterio. Savo inverteriams sukūrė Victron Energy programinė įranga VEConfigure. Ryšys atliekamas per MK2-USB sąsają.

Phoenix Inverter ir Phoenix Inverter Compact inverteriai gali veikti tiek lygiagrečiomis konfigūracijomis (iki 6 keitiklių vienoje fazėje), tiek 3 fazėse. Optimalūs pagal kainos ir kokybės santykį, tinkami ne tik namų naudojimui, bet ir autonominiam transporto priemonių bei mobilių kompleksų maitinimui.

Autonominė maitinimo sistema privačiam namui

Autonominėje namo maitinimo sistemoje gali būti ne tik inverteris ir alternatyvūs energijos šaltiniai, bet ir generatorius. Inverterio sistema įjungs generatorių, jei reikės įkrauti baterijas. Norėdami paleisti generatorių, galite naudoti įmontuotą keitiklio relę arba BMV-700 akumuliatoriaus monitoriaus relę. Kai pasiekiamas reikiamas įkrovimo lygis, generatorius išsijungia. Tada baterijos vėl pradeda tiekti energiją apkrovoms. Ši schema leis visiškai aprūpinti elektrą atokūs namai net laikinai nesant saulės ar vėjo.

Akumuliatoriai autonominiam maitinimo šaltiniui

„Vega“ kompanija siūlo žinomų prekių ženklų švino rūgšties baterijas autonominiam maitinimo šaltiniui:

Šios baterijos yra pagamintos naudojant GEL technologiją, yra atsparios giliam iškrovimui, nereikalauja priežiūros ar vandens įpylimo, turi didelis kiekis ciklų nei AGM akumuliatoriai.

Tinkamai parinkus sistemą ir užtikrinant ne didesnį nei 50% išsikrovimą, baterijos veikimo laikas gali siekti apie 1000 ciklų. Įdiegę tokią sistemą namuose ar kontroliuojamame objekte, būsite įsitikinę jos nepriekaištingu aptarnavimu daugelį metų.

• Pagrindinių PracticVolt keitiklio atsarginių maitinimo sistemų, pagrįstų Victron Energy inverteriais, parinktys

Kaina: 41 236 rub.

Rekomenduojamas nepertraukiamam maitinimui užmiesčio, kotedžo ar kitų objektų dujiniam katilui ir cirkuliaciniams siurbliams, kurių apkrovos galia iki 800 VA. „PracticVolt“ sistemoje yra „Victron“ keitiklis ir didelės talpos, priežiūros nereikalaujantys akumuliatoriai.

Kaina: nuo 110 335 rub.

Rekomenduojamas nepertraukiamam elektros tiekimui dujiniams katilams, cirkuliaciniams siurbliams ir Buitinė technika kaimo namas, kotedžas ar kiti objektai, kurių apkrovos galia iki 1600 VA. „PracticVolt“ sistemoje yra „Victron“ keitiklis ir didelės talpos, priežiūros nereikalaujantys akumuliatoriai.

Kaina: nuo 174 827 rub.

Rekomenduojamas nepertraukiamam elektros prietaisų ir buitinės technikos maitinimui kaimo namuose, kotedžuose ar kituose objektuose, kurių apkrovos galia iki 5000 VA. „PracticVolt“ sistemoje yra „Victron“ keitiklis ir didelės talpos, priežiūros nereikalaujantys akumuliatoriai.

Kaina: nuo 449 886 rub.

Trejus metus teko gyventi kaimo name be centralizuoto elektros tiekimo, o per tą laiką pavyko sukurti autonominę energetikos sistemą, leidžiančią šeimai gyventi ir dirbti bet kuriuo metų laiku.

IN šiuolaikinis gyvenimas daugelis stengiasi statyti kaimo namus ir, jei įmanoma, praleisti ten daugiau laiko. Tuo pat metu energetikos sektorius priemiesčiuose vystosi prastai, įranga labai susidėvėjusi, laidai vagiami, išjungimai neribotam laikui (dažniausiai tada, kai to labiausiai reikia) tapo įprastu reiškiniu. .

Situacijos raidos prognozės greičiausiai pesimistinės – situacija tik blogės, o elektra brangs...

Tiems, kurie nenori laukti "prie orų jūros", ši medžiaga skirta ir tikimasi rasti bendraminčių. Štai keletas minčių ir aprašymas to, kas buvo pasiekta.

Autonominio maitinimo problemą galima išspręsti dviem iš esmės skirtingais būdais:

• nuolat (esant reikalui) veikianti instaliacija, kuri užtikrina visus elektros poreikius;
• integruotos elektros energijos tiekimo sistemos sukūrimas, kurioje gali būti elektrinė, bet veikianti tik tada, kai reikia daugiau galios arba išsenka kiti energijos šaltiniai.

Pirmojo metodo pranašumas yra tai, kad jis pašalina poreikį išspręsti daugybę problemų ir leidžia naudoti standartinį techniniai sprendimai, tačiau turi keletą kontraindikacijų:

• Jums reikia elektrinės, kuri turi ilgą tarnavimo laiką, mažas degalų sąnaudas, skirtas veikti visą parą be priežiūros, nekelia radijo trukdžių, triukšmo ir vibracijos, todėl yra brangus (nors kai kurios iš šių problemų gali būti paneigtas savarankiškai);
• reikalinga kuro saugykla, tuo pačiu ji yra atspari ugniai;
• Elektrinei įrengti reikalinga speciali patalpa, leidžianti iš dalies paslėpti turimų elektrinių trūkumus, t.y. turintys geras pagrindas, storos sienos, ištraukiamoji ventiliacija, išmetimo vamzdis, einantis į dangų;
• pašalinimui nemalonūs kvapai Patartina įrengti pakankamai aukštą išmetimo vamzdį, tačiau jį eksploatuojant žiemos laikas iškils problema, kad didžioji dalis vamzdžio neįšils aukščiau rasos taško ir dėl to, elektrinei sustojus, vamzdyje surinktas vanduo užšals ir vamzdis užsidarys.

Šią problemą galima išspręsti apatiniame vamzdžio taške įrengus išleidimo vožtuvą, iš kurio prieš išjungiant elektrinę nuleidžiamas kondensatas ir/arba užtikrinama viso vamzdžio šilumos izoliacija.

Sumažinti kuro sąnaudas galite elektrinėje perjungę skystąjį kurą į dujinį kurą, o tai tuo pačiu sumažins išmetamųjų dujų toksiškumą, tačiau šis metodas taikomas tik keturtakčiams varikliams.

Įrengiant AB-4 elektrinę, kuri daugeliu atžvilgių yra prastesnė už importines, tačiau turi ir didelių privalumų, buvo atsižvelgta į visus aukščiau išvardintus svarstymus: maža kaina, nereikli eksploatavimo sąlygos, ilgas tarnavimo laikas, turimos atsarginės dalys – ji pagrįsta. ant variklio (tiksliau, 1/2 jo) nuo 30 - stiprūs „Zaporožecai“. Ant AB-4 galima lengvai sumontuoti automobilio starterį ir akumuliatorių, todėl patogi elektrinė, kurią gali užvesti net vaikas. AB-4 buvo įrengtas garažo priestate ir dalis aušinimo oro srauto (jis aušinamas oru) žiemą tiekiamas į garažą. 3/4″ išmetimo vamzdis yra prijungtas prie elektrinės gofruoto nerūdijančio plieno vamzdžio gabalėliu, o automobilio duslintuvas yra sumontuotas ant kambario sienos priešais vamzdį. Kaip kuras naudojamos 50 litrų balionuose esančios propano dujos. AB-4 galios visiškai pakanka, kad būtų galima valdyti bet kokius elektrinius įrankius, įskaitant elektrinį suvirinimą. Bet jis naudojamas ne visą laiką, nes... Nepaisant visų gudrybių, triukšmo lygis vis tiek pastebimas, ypač vasarą vakare, o žiemą, kai uždaryti langai ir durys, namuose nieko nesigirdi. Be to, iš tikrųjų tokios galios reikia ne visą laiką, o naudoti elektrinę praktiškai tuščiąja eiga yra labai nepraktiška – vis tiek susidėvi, o efektyvumas linkęs į nulį.

Todėl įgyvendinau sudėtingesnį variantą, atitinkantį antrąjį metodą.

Pirmiausia buvo suabejota kai kuriais esamais stereotipais:

1. Srovė turėtų būti kintamieji. Tokį teiginį primetė elektros įrangos gamintojai tais laikais, kai vienintelis būdas pakeisti įtampą buvo transformatorius. Dabar, kai dauguma įrenginių turi betransformatorių maitinimo šaltinius, jiems nesvarbu, ar jie maitinami nuolatine, ar kintamąja srove. Paprasčiausias būdas patikrinti, ar jūsų įrenginys tinkamas nuolatinės srovės maitinimui, yra įsitikinti, ar yra automatinė įtampa, arba pasiteirauti specialisto. Natūralu, kad nuolatinei srovei puikiai tinka visos kaitrinės lempos, elektriniai šildymo prietaisai ir įrenginiai su kolektoriniais varikliais. Atidžiai peržiūrėję turimus Buitinė technika, pamatysite, kad problemų kyla tik su asinchroniniai varikliai, liuminescencines lempas, televizorius (kineskopo išmagnetinimo sistemos dalis) ir šaldytuvus. Visas šias problemas galima įveikti. Ir todėl savo namuose aš nutiesiau du elektros tinklus: nuolatinį ir kintamoji srovė. Abu yra 220 voltų. Dėl to visas apšvietimas ir tie įrenginiai, kuriuos pavyko pritaikyti nuolatinei srovei, jungiami prie pirmojo, o likusieji – prie antrojo ir veikia tik esant kintamajai įtampai, t.y. kai veikia elektrinė. Ši schema leido naudoti 12 V įkraunamas 7 Ah talpos baterijas iš tų, kurios naudojamos garantinio maitinimo įrenginiuose kompiuteriams elektrai kaupti. Yra sumontuoti du rinkiniai po 17 iš jų. Šio tipo baterijos nereikalauja priežiūros, sandarios, nebijo visiško išsikrovimo ir užšalimo. Jie sukuria iki 30 amperų srovę, kuri, esant 220 voltų, suteikia labai garbingą galią. Juose sukauptos elektros man užtenka, protingai taupant, porai dienų. Bet vis tiek man labiau patinka vieną kartą per dieną dvi-tris valandas užvesti elektrinę ir įkrauti akumuliatorių. Tuo pačiu metu galite atlikti daugybę darbų, kuriems reikalinga kintamoji srovė.
2. Antra klaidinga nuomonė kad šaldytuvas turi būti elektrinis. Tiesą sakant, SSRS buitinėmis dujomis – propanu – varomi šaldytuvai buvo net masinės gamybos. Jų pagrindu taip pat buvo gaminami elektriniai absorbcinio tipo šaldytuvai: „Morozko“, „Iney“, „Ladoga“ ir kt. Vienintelis skirtumas buvo tas, kad vietoj miniatiūrinio degiklio buvo sumontuotas elektrinis šildytuvas. Jei paimsite tokį šaldytuvą, išimkite jį iš jo šildymo elementas, sumontuokite uždegiklį iš vandens šildytuvo ir išmetimo vamzdį praveskite pro angą, kurioje sumontuotas režimo jungiklis, gausite puikų dujinį šaldytuvą, kuris sunaudoja apie vieną 50 litrų propano balioną dviem mėnesiams nuolatinio veikimo. Natūralu, kad išmetimo vamzdį reikia išnešti į lauką ir laikytis kitų priešgaisrinės saugos priemonių.
3. Trečia klaidinga nuomonė: naudojant keitiklius DC įtampa kintamoje srovėje - inverteriai, skirti maitinti visą tinklą kintamąja srove daugiau problemų nei malonumas. Taip yra dėl to, kad šiuo metu gaminami keitikliai paprastai gaminami padidinus įtampą nuo 12/24 voltų iki 220 V. Vadinasi, energiją teks kaupti automobilių akumuliatoriuose su visais jų trūkumais (Pastaba solarhome: čia autorius ne visai teisus – visai nebūtina naudoti automobilio akumuliatorių). Tokie pakankamai galios inverteriai yra labai brangūs ir negali atlaikyti savavališkos apkrovos (pavyzdžiui, šaldytuvo). (Pastaba solarhome: taip pat prieštaringas teiginys - dabar yra bet kokios paskirties inverterių labai plačiame kainų diapazone), be to, kad ir ką jie rašytų reklaminėse brošiūrose, jų išvestis yra ne sinusinė įtampa, o stačiakampiai impulsai, kuriuos daugelis elektros variklių traktuoja labai prastai. (Pastaba solarhome: taip pat prieštaringas teiginys - dabar yra bet kokios paskirties keitiklių labai plačiame kainų diapazone, o ne sinusiniai inverteriai pamažu tampa praeitimi). Ir svarbiausia – sąlygomis kaimo vietovės prasto televizijos signalo priėmimo zonoje net ir dėl nedidelių keitiklio sukeliamų trukdžių negalėsite žiūrėti televizoriaus (ir visų jūsų kaimynų). Todėl turėjau atsisakyti keitiklių naudojimo, kur tik įmanoma, o jei kitaip nebuvo, tada montuoti savadarbius betransformatorius 220 - 220, veikiančius vienai konkrečiai apkrovai, o ne visam tinklui. Jie yra nebrangūs ir netrukdo.
4. Kineskopinė išmagnetinimo sistema šiuolaikiniuose televizoriuose ir kompiuterių monitoriuose nereikalinga kiekvieną dieną. Šie įrenginiai, kaip ir patys kompiuteriai, puikiai veikia nuolatine srove, o išmagnetinimo kilpą reikia išjungti įrengus papildomą perjungimo jungiklį. Jį galima įjungti, kai televizorius maitinamas kintamąja srove, ir išjungti, kai yra pastovus (Pastaba solarhome: matyt, ši problema taip pat praktiškai praeityje, nes televizoriai ir monitoriai ant kineskopų praktiškai nebenaudojami – juos pakeitė skystųjų kristalų monitoriai, taip pat maitinami nuolatine įtampa).

Norint susidaryti galutinį supratimą apie sukurtą sistemą, ją reikia papildyti saulės baterija. Tiesa, šios detalės reikalauja daugiau darbo, tačiau vis tiek atlieka savo funkciją.

Vėjo generatorius akumuliatorių krauna visą parą (kai pučia vėjas), kad iki savaitgalio baterija būtų pilnai įkrauta. Vėjo generatorius buvo pagamintas visiškai savarankiškai, nes viskas, ką siūlo pramonė, turi gigantiškumo troškimą ir yra prastai pritaikyta gyvenimui (Pastaba: dabar taip nėra – galima rasti nebrangių ir kokybiškų kinų gamybos, kurios yra daug efektyvesnės už straipsnio autorės pagamintą karuselinį vėjo malūną). Todėl vėjo ratas yra pagamintas iš karuselės tipo, pagamintas iš stiklo pluošto epoksidinė derva o jo matmenys nedideli - 1 * 1,5 m Tokį ratą gali pagaminti ir sumontuoti bet kuris techniškai apmokytas žmogus. Tai nesukuria radijo signalų atspindžių ir triukšmo. Montavimo vieta – stogo kraigas – mažiausiai prieinama pašaliniams ir labiausiai prieinama vėjui. Ateityje keli ratai stovės vienas šalia kito. Mažas rato dydis lemia nedidelę jo galią, bet ir mažą vėjo apkrova ant gegnių ir vibracijos nebuvimas. Žinoma, nuo rato nuimama galia nedidelė – vidutiniškai apie 30 W, bet tai yra vidutiniškai – galia priklauso nuo vėjo greičio kubo. Dvigubai didesnis vėjo greitis – aštuonis kartus didesnė galia. Ir nereikia pamiršti, kad generatorius naudojamas ne maitinimui, o tik akumuliatoriaus įkrovimui. Kaip generatorius naudojamas konvertuotas automobilio generatorius, kuriame vietoj sužadinimo apvijų nuolatiniai magnetai, o statoriaus apvija pervyniojama plona viela. Tai leidžia pasiekti priimtiną efektyvumą, nes sužadinimui nenaudojama labai didelė galia. Gauta įtampa, kuri labai skiriasi priklausomai nuo vėjo greičio, ištaisoma ir paverčiama 220 voltų įtampa. Vėjo ratą su generatoriumi jungia 1:5 pakopinė pavarų dėžė ir tai yra didelis trūkumas. Norėčiau perdaryti generatorių, įdėdamas į jį galingesnius "retųjų žemių" magnetus ir pageidautina padidinti polių skaičių, tada galite gauti didesnį efektyvumą ir efektyvus darbas esant labai silpnam vėjui be pavarų dėžės. (atkreipkite dėmesį į svetainę - vietoj rotorinio tipo turbinos geriau naudoti Savonius tipo turbiną arba sraigtą - pastaruoju atveju galite lengvai išsiversti be pavarų dėžės ir žymiai padidinti vėjo energijos naudojimo efektyvumą - beveik 2 laikai)

Saulės baterija gali puikiai papildyti vėjo malūną tiems patiems tikslams, tačiau jis vis tiek turi tas pačias problemas: tai, kas siūloma, yra labai brangi ir žema įtampa. Eksperimentai su 12 voltų mažos galios baterija parodė, kad esant be debesų dangaus galima tikėtis 0,1 ampero esant 12 voltų, o to visiškai pakanka, jei įdėsite 20 vnt. tokių baterijų, bet kur jų gauti už pirkėjo požiūriu priimtiną kainą? (apytiksliai solarhome - nuo tada, kai buvo parašytas šis straipsnis, situacija kardinaliai pasikeitė - galite rasti bet kurią saulės sistemą už prieinamą kainą)

Minėti samprotavimai ir eksperimentų rezultatai rodo, kad su tam tikrais sunkumais problemą galima išspręsti net ir amatininkų sąlygomis, tereikia atitrūkti nuo tradicinių idėjų. Žinoma, tai ne serijiniai pavyzdžiai, bet jie savo darbą atlieka jau daug metų.

Baigdamas norėčiau priminti, kad mano nuomone didelis skaičius nepriklausomi ekspertai ir mano, situacija energetikos sektoriuje nuolat komplikės, o autonomijos dalis niekam nepakenkė.

Skaityti toliau

Gana dažnai susidaro situacija, kai vieta privačiam namui statyti yra tiesiog ideali visais atžvilgiais, tačiau tuo pačiu nėra galimybės prisijungti prie centralizuotų. Elektros tiekimo, be kurio neįmanomas normalus šiuolaikinių objektų funkcionavimas, klausimas tampa ypač aktualus. Štai kodėl geriausia išeitis iš tokios situacijos atsiras autonominės maitinimo sistemos, užtikrinančios visišką nepriklausomybę nuo centrinės elektros tinklai, be jokios žalos aplinkai.

Autonominių sistemų naudojimas bus daug pigesnis nei naujos elektros linijos tiesimas, o tai reikalauja didelių materialinių išlaidų. Autonominis maitinimo šaltinis yra visa namo savininko nuosavybė. Reguliariai prižiūrint, jis gali būti naudojamas ilgą laiką.

Autonominės maitinimo sistemos privačiam namui

Autonominiai komunaliniai tinklai plačiai naudojami privačiuose namuose. Nuosavas vandentiekis, kanalizacija ir šildymo sistema užtikrina visišką nepriklausomybę nuo vietinių komunalinių paslaugų. Elektros tiekimo problemą išspręsti daug sunkiau, tačiau tinkamai naudojant alternatyvius energijos šaltinius šią problemą galima gana nesunkiai įveikti. Yra keletas autonominio maitinimo variantų, kurių kiekvienas yra tinkamiausias konkrečioms eksploatavimo sąlygoms, įskaitant saulės sistemos elektros tiekimas

Visos autonominės sistemos turi tą patį veikimo principą, tačiau skiriasi pradiniais elektros energijos šaltiniais. Renkantis juos, atsižvelgiama į įvairius veiksnius, įskaitant eksploatacines išlaidas. Pavyzdžiui, benzininiams ar dyzeliniams generatoriams nuolat reikia degalų. Kitiems, sąlyginai susijusiems su vadinamaisiais amžinaisiais varikliais, nereikia energijos nešėjų, o priešingai, jie patys sugeba generuoti elektros energiją, konvertuodami saulės ir vėjo energiją.

Visi autonominiai maitinimo šaltiniai pagal iš esmės jie atrodo panašūs bendras įrenginys ir veikimo principas. Kiekvienas iš jų turi tris pagrindinius vienetus:

• Energijos keitiklis. Atstovaujama saulės baterijomis arba kur saulės ir vėjo energija paverčiama elektros. Jų efektyvumas labai priklauso nuo gamtinių sąlygų ir oro tam tikroje vietovėje – saulės aktyvumo, vėjo stiprumo ir krypties.
• Baterijos. Tai elektriniai konteineriai, kuriuose kaupiama elektros energija, aktyviai generuojama esant optimaliam orui. Kuo daugiau baterijų, tuo ilgiau galima naudoti sukauptą energiją. Skaičiavimams naudojamas vidutinis dienos elektros suvartojimas.
• Valdiklis. Atlieka generuojamų energijos srautų paskirstymo valdymo funkciją. Iš esmės šie įrenginiai stebi baterijų būklę. Kai jie visiškai įkrauti, visa energija patenka tiesiai į vartotojus. Jei valdiklis nustato išsikrovusią bateriją, tada energija perskirstoma: dalis jos atitenka vartotojui, o kita dalis išleidžiama akumuliatoriaus įkrovimui.
• Inverteris. Įrenginys, skirtas 12 arba 24 voltų nuolatinei srovei paversti standartine 220 V įtampa. Inverteriai turi skirtingą galią, kuriai imama bendra vienu metu veikiančių vartotojų galia. Atliekant skaičiavimus, būtina pateikti tam tikrą maržą, nes eksploatuojant įrangą iki jos galimybių ribos greitas išėjimas neveikia.

Kaimo namui yra įvairių autonominių maitinimo šaltinių, paruoštus sprendimus kurie papildyti įvairiais elementais jungiamųjų kabelių, perteklinės elektros išleidimo balastų ir kt komponentai. Dėl teisingas pasirinkimasįrenginį, turėtumėte geriau susipažinti su kiekvienu alternatyvaus maitinimo šaltinio tipu.

Generatoriai ir mini elektrinės

Generatoriai ir mini elektrinės yra plačiai naudojami ir užtikrina autonominį elektros energijos tiekimą į namus, ypač ten, kur apskritai nėra centralizuotų elektros tinklų. Jei įrenginys pasirinktas teisingai, išėjimo įtampa gali visiškai aprūpinti įrenginį elektra. Pagrindinis veiksnys normalus veikimasįranga yra jos atitikimas prijungtų vartotojų elektriniams parametrams.

Paprastai autonominės elektrinės atlieka dvi pagrindines funkcijas. Jie naudojami kaip atsarginės energijos šaltinis nutrūkus elektrai arba nuolat tiekia įrenginiui elektrą. Daugeliu atvejų šie įrenginiai užtikrina aukštesnės kokybės įtampą nei centrinis tinklas. Tai labai svarbu naudojant itin jautrią įrangą, pavyzdžiui, dujinius šildymo katilus, medicininę įrangą ir kitą įrangą.

Didelę reikšmę turi generatorių galia, jų našumas ir galimybė ilgai veikti neišsijungiant. Mažos galios įranga priklauso elektros generatorių kategorijai, o sudėtingesnės ir galingesnės konstrukcijos laikomos mini elektrinėmis. Mažos galios įrenginiai apima generatorius, galinčius atlaikyti ne didesnę kaip 10 kW apkrovą.

Egzistuoti Įvairių tipų generatoriai, priklausomai nuo naudojamo kuro.

1. Benzino. Dažniausiai naudojamas kaip atsarginis maitinimo šaltinis dėl brangių degalų ir palyginti brangaus techninė priežiūra. Benzino agregatų kaina yra žymiai mažesnė nei kitų analogų, todėl jie yra ekonomiškai naudingi būtent kaip atsarginis šaltinis elektros tiekimo nutraukimo metu.
2. Dyzelinas. Jie turi ilgą tarnavimo laiką, daug ilgesnį nei jų benzininių kolegų. Tokia įranga gali veikti ilgiau, net esant didelėms apkrovoms. Nepaisant didelių sąnaudų, dyzeliniai generatoriai yra labai paklausūs dėl pigaus kuro ir mažos priežiūros.
3. Dujos. Šių agregatų patikimumą ir efektyvumą galima lengvai palyginti su benzininiais ir dyzeliniais generatoriais. Pagrindinis privalumas yra jų žema kaina ir aplinkos švara eksploatacijos metu.

Kiekvienas blokas susideda iš variklio ir paties generatoriaus. Patogesniam darbui visuose įrenginiuose yra uždegimo jungiklis, starteris ir akumuliatorius, lizdai vartotojams prijungti, matavimo prietaisai, kuro bakas, oro filtras ir kiti elementai.

Baterijos ir nepertraukiamo maitinimo šaltiniai

Viena iš galimybių elektros energijos tiekimo nutraukimo metu kaimo namuose yra nepertraukiamo maitinimo šaltiniai. Jų naudojimas leidžia išspręsti daugybę problemų, ypač trumpalaikių elektros energijos tiekimo nutraukimų metu. Galios reguliavimas atliekamas naudojant keitiklį ir stabilizatorių. Nepertraukiamo maitinimo šaltinių naudojimas leidžia sutaupyti svarbi informacija kompiuteryje, kuris gali būti sunaikintas netikėtai nutrūkus elektrai.

Kompozicijoje yra valdymo grandinė ir keitiklis, kuris iš esmės yra įkroviklis. Perjungimo laikas ir nepertraukiamo elektros energijos tiekimo vartotojui užtikrinimas priklauso nuo jo galios. Dėl to kaimo namams užtikrinamas autonominis elektros tiekimas.

Ypatingas vaidmuo skiriamas stabilizatoriui, kurio pagrindinė funkcija yra padidinti arba sumažinti srovės tiekimą iš pagrindinio tinklo. Todėl renkantis nepertraukiamo maitinimo šaltinį tikrai reikėtų atsižvelgti specifikacijas inverteris ir stabilizatorius. Standartiniuose įrenginiuose yra stabilizatorius, kuris gali tik sumažinti įtampą.

KAM teigiamų savybių UPS galima priskirti santykinai mažoms sąnaudoms. Jie veikia tyliai ir dėl to nešildo didelis efektyvumas, sudaro 99 proc. Pagrindinis trūkumas yra ilgas perjungimas į savo maitinimo šaltinį. Nėra galimybės rankiniu būdu reguliuoti energijos tiekimo įtampą ir dažnį. Akumuliatoriaus veikimo metu išėjimo įtampa bus ne sinusinės formos.

Nepertraukiamo maitinimo šaltiniai puikiai pasiteisino kartu su kompiuteriais ir vietiniai tinklai, efektyviai išlaikant jų našumą. Jų pasirodė daugiausia geriausias variantas skirtas naudoti būtent šioje srityje.

Privataus namo maitinimas su saulės baterijomis

Privačiai ir kaimo namai Saulės baterijos tampa vis labiau paplitusios, naudojamos kaip pirminis arba atsarginis energijos šaltinis. Pagrindinė šių prietaisų funkcija – saulės energiją paversti elektros energija.

Egzistuoti įvairių būdų saulės baterijų generuojamos nuolatinės srovės taikymas. Galima naudoti tiesiogiai, iškart po pagaminimo arba kaupti baterijose ir vartoti pagal poreikį tamsoje. Be to, naudojant keitiklį, nuolatinė srovė gali būti konvertuojama į kintamąją srovę, kurios įtampa yra 110, 220 ir 380 voltų. įvairios grupės ir vartotojų tipai.

Visa autonominė saulės energijos tiekimo sistema veikia pagal konkrečią schemą. Šviesiu paros metu jie gamina elektros energiją, kuri vėliau tiekiama įkrovimo valdikliui. Pagrindinė valdiklio funkcija yra valdyti akumuliatoriaus įkrovą. Jei jų talpa yra 100% užpildyta, tada mokestis tiekiamas iš saulės elementai sustoja. Inverteris paverčia nuolatinę srovę į kintamąją srovę su nurodytais parametrais. Įjungus vartotojus, šis įrenginys paima energiją iš baterijų, ją konvertuoja ir siunčia į tinklą vartotojams.

Saulės energija, priklausomai nuo metų laikų, nėra pastovi ir ne visada laikoma pagrindiniu šaltiniu. Be to, skiriasi ir kasdien suvartojamos elektros energijos kiekis skirtingos pusės. Todėl visiškai išsikrovus akumuliatoriams, namų maitinimo sistema automatiškai persijungia nuo saulės baterijų prie kitų atsarginių maitinimo šaltinių arba į centrinį elektros tinklą.

Dėl saulės baterijų namų savininkai visiškai nepriklauso nuo centrinio maitinimo šaltinio. Tokiu atveju elektros tinklai nereikalingi, o papildomos išlaidos leidimams gauti ir atsiskaityti už elektrą netenka. Ši sistema nepriklauso nuo centralizuoto elektros energijos tiekimo sutrikimų, jos neveikia augantys tarifai, nėra jokių apribojimų prijungti papildomus pajėgumus.

Galima naudoti saulės baterijas ilgas laikotarpis laikas 20-50 metų. Rimtos finansinės investicijos daromos tik vieną kartą, po to sistema veiks ir palaipsniui atsipirks. Visas akumuliatoriaus veikimas atliekamas visiškai automatiškai. Reikšmingas privalumas yra visiškas saulės energijos saugumas žmonėms ir aplinką. Norėdami gauti norimą ekonominį rezultatą, turite teisingai pasirinkti įrangą, ją sumontuoti ir pradėti eksploatuoti.

Vėjo turbinos

Vėjo energija naudojama jau seniai. Ryškus pavyzdys yra buriniai laivai ir vėjo malūnai, kurie jau praeityje. Šiuo metu vėjo energija vėl pradėta naudoti naudingiems darbams atlikti.

Vėjo generatorius laikomas tipišku šių įrenginių atstovu. Įrenginio veikimo principas pagrįstas ant generatoriaus veleno sumontuotų rotoriaus menčių sukimu oro srautu. Dėl sukimosi generatoriaus apvijose susidaro kintamoji srovė. Jį galima vartoti tiesiogiai arba kaupti baterijose ir prireikus naudoti ateityje. Taip užtikrinamas autonominis objekto elektros tiekimas.

Be generatoriaus, darbo grandinėje yra valdiklis, kuris atlieka trifazės kintamos srovės pavertimo nuolatine srove funkciją. Konvertuota srovė siunčiama įkrauti baterijas. Prietaisai negali veikti nuolatine srove, todėl tolimesniam jo konvertavimui naudojamas keitiklis. Su jo pagalba nuolatinė srovė vėl paverčiama kintamąja buitine 220 voltų srove. Dėl visų transformacijų suvartojama maždaug 15-20% iš pradžių pagamintos elektros energijos.

Saulės baterijas, taip pat benzininius ar dyzelinius generatorius galima naudoti kartu su vėjo turbinomis. Tokiais atvejais grandinėje papildomai yra automatinis perdavimo jungiklis (ATS), kuris įjungia atsarginį srovės šaltinį, jei pagrindinis yra išjungtas.

Norėdami gauti maksimalią galią, nustatykite padėtį vėjo generatorius turi būti išilgai vėjo srauto krypties. Dauguma paprastos sistemos yra įrengtos specialios vėtrungės, pritvirtintos priešingame generatoriaus gale. Vėtrungė yra vertikali mentė, kuri visą įrenginį paverčia vėjo link. Sudėtingesniuose ir galingesniuose įrenginiuose šią funkciją atlieka sukamasis elektros variklis, valdomas krypties jutikliu.

Jei pasitikite savo žiniomis ir jėgomis bei turite daug laisvo laiko, kodėl gi ne. Dažniausias atvejis, kai jums nuolat reikia savo elektros, yra kaimo namai ir vasarnamiai, kur visai nėra elektros tinklų arba jų kokybė šlykšti. Gali kilti ir kitų problemų, pavyzdžiui, didelė prisijungimo prie elektros tinklų kaina ar biurokratinės kliūtys.

Autonominis namas

Pilnas elektros tiekimas kaimo namams

Dabar mūsų vidutiniuose kaimo namuose arba kaimo namai vidutinis energijos suvartojimas yra apie 200 kW per mėnesį. Vartojimas apima daugybę elektros prietaisai, o tarp jų yra tokių, kuriems, pavyzdžiui, reikia valgyti visą parą cirkuliaciniai siurbliai ir elektriniai šildymo katilai, šaldytuvai ir t.t.. Todėl generatorius turi dirbti ištisas dienas ir tuo pačiu suteikti daugiau galios, kai reikia, pavyzdžiui, kai įjungiame mikrobangų krosnelę, elektrinį virdulį, elektrinį įrankį, suvirinimo aparatas Ir taip toliau. Visa tai galima apskaičiuoti ir nustatyti pagal generatoriaus galią, bet aš iš karto pasakysiu, kad nepirkite pigiai, nes šykštus moka du kartus, o jei nesupras, tai išleis pinigus remontui ir keitimui. tam tikrus įrenginius.

Autonominis maitinimas namuose iš generatoriaus

Kad būtų pilnas savarankiškumas, benzininis ar dyzelinis generatorius turi tiekti iki 6 kW galią ir dirbti ištisas dienas, o jo resursas turi būti didelis, kitaip generatorius susidėvės per metus ar du ir teks pirkti naują. vieną arba investuoti į kapitalinė renovacija. Tuo pačiu metu jis vis dar „suvalgo“ tonas brangaus kuro. Pradinė investicija yra vidutiniškai 50-100 tūkstančių rublių, o vėliau degalų pirkimas. Na, o pliusas – generatorius veikia nepriklausomai nuo oro sąlygų ir kada reikia. Taip pat prie generatoriaus galite pridėti papildomos įrangos, pavyzdžiui, generatoriaus valdymo bloką ir persijungimą iš centrinio elektros tinklo, kai dingsta elektra.

Generatorius + nepertraukiamas maitinimas

Taip pat jei turite elektros tinklą, bet jis dažnai dingsta ir nėra kokybiškas, tuomet galite įsirengti nepertraukiamo maitinimo šaltinį ir kol bus tinklas, jis pasikraus ir bus pilnai pasiruošęs laukti, o kai tik dingsta elektra, jis įjungs savo keitiklį ir tieks 220 voltų įtampą į namus. Vidinių baterijų įkrovimo užteks kelioms valandoms dirbant autonominiu režimu, o to paprastai pakanka laukti, kol nutrūks elektra. Bet pats nepertraukiamas maitinimas ir baterijos taip pat kainuoja neblogai, konkrečių įrenginių čia nereklamuosiu, manau, jei norite, galite rasti patys. Tačiau naudojant generatorių su nepertraukiamu maitinimo šaltiniu privalumas yra tas, kad generatoriui nereikia nuolat dirbti, o reikia tik įkrauti baterijas.

Vėjo-saulės jėgainės

Autonominė elektrinė

Pavasarį, vasarą ir rudens laikotarpiais Saulės dažniausiai užtenka ir čia tereikia paskaičiuoti saulės baterijų galingumą bei baterijų talpą parai ir to užteks. Pavyzdžiui, jei turite apie 200 kW per mėnesį, tai 200:30 = 6,6 kW/dieną. Tai yra, per dieną sunaudojama 6,6 kW, tada užteks 1,5 kW galios saulės baterijų ir 7 kW darbinės galios baterijų. Darbinė talpa – tai talpa, kurią galima išnaudoti labai neprarandant akumuliatoriaus talpos.

Pavyzdžiui, automobilių starterio akumuliatoriams tai yra ne daugiau kaip 30%, traukos švino akumuliatoriams ne daugiau kaip 70%, šarminiams akumuliatoriams apie 80%, o lifepo4 taip pat 80%. Tai yra, jei sumontuosite pigiausius starterinius akumuliatorius, tai norint iš jų nuolat įkrauti 7 kW, jiems reikia visos 21 kW galios, tada jie tarnaus iki trejų metų ar net daugiau. Ir jei jie kiekvieną kartą išleidžiami iki 50–80%, tada pirmaisiais mėnesiais jie pradės smarkiai prarasti pajėgumą ir greitai degraduoti.

Žiemą centrinėje Rusijos dalyje ir arčiau šiaurės saulė labai bloga, o saulės baterijų galia debesuotomis dienomis krenta iki 20 kartų ir jos nebegali įkrauti baterijų, jei iš jų nuolat imama elektra. Ir čia reikia sumontuoti arba vėjo generatorių, arba dujų generatorių, kuris padėtų šiais laikotarpiais įkrauti baterijas. Tuo pačiu metu, žinoma, pageidautina naudoti vėjo generatorių, nes jo veikimui nereikia degalų, tačiau reikia ištirti vėjo situaciją jūsų vietovėje, kad suprastumėte, kokios galios vėjo generatorius reikalingas ir ar tai prasminga, kitaip galite būkite ramūs visas šias dienas - kai nėra saulės, o tada neapsieisite be dujų generatoriaus.

Alternatyvus maitinimo šaltinis namuose

Mini elektrinė

Taip pat galite sutaupyti baterijų. Pavyzdžiui, švino-rūgštinių baterijų efektyvumas yra apie 85-90%, jei jie veikia vardiniu režimu, tačiau jei jie įkraunami ir iškraunami didesne nei 1:10 talpos srove, tada įkrovimo-iškrovimo efektyvumas tampa dar žemesnė. Tas pats ir su šarminiais, kurių efektyvumas pats prasčiausias. O jei naudojate ličio geležies fosfato baterijas, tai jų efektyvumas siekia 95-98%, o tuo pačiu labai nepablogėja net kraunant ir iškraunant didelėmis srovėmis, o tokie akumuliatoriai kaip šarminiai ir brangūs traukos švino akumuliatoriai kainuoja. . Sutaupius keitikliui ir įdėjus lifepo4 baterijas, nauda bus vidutiniškai 30%, vadinasi, jums reikės sumontuoti arba 30% mažiau saulės kolektorių, arba turėsite 30% daugiau energijos. Manau, tai labai svarbu, ypač kai nėra pakankamai energijos ir ribotas biudžetas.

Jei kartais reikia ką nors įjungti iš 220 voltų, pavyzdžiui, nedidelį elektrinį įrankį, tuomet galite atskirai sumontuoti pigų keitiklį su modifikuota sinusine banga, kurio galia 1 kW, o grąžtą, mažą šlifuoklį ir pan. dirbti per jį. Tačiau cirkuliaciniai siurbliai ir šaldytuvai dažnai atsisako dirbti per pigius inverterius, o čia geriau iš karto paimti keitiklį su gryna sinusine banga išėjime.

Bet mes visi esame pripratę prie 220 voltų, o jei norite viską perjungti į 220 voltų, tai nusipirkite gerą keitiklį su galios rezervu ir tada padidinkite saulės baterijų galią ir baterijų talpą. Apskritai, jei perkate ką nors savo autonominei sistemai, tai čia, kaip niekur kitur, galioja taisyklė, kad šykštus moka du kartus, o jei jis neateis, jis pakeis sugedusius įrenginius. Pats visa tai patyriau, o tai ypač pasakytina apie baterijas, kur geriau nei per metus išsiųsti į sąvartyną.

Mažos elektrinės apskaičiavimas minimaliems poreikiams

Mini elektrinė

Galingos elektrinės skaičiavimas

Apskritai, visas skaičiavimas visada turėtų prasidėti nuo išsamios jūsų poreikių ir sąlygų analizės, kad nesuklystumėte ir išleistumėte pinigus racionaliausiai. Alternatyvi energija yra brangus malonumas ir galiausiai vis tiek nepakeičia elektros tinklo, o čia reikia tai suprasti ir optimizuoti energijos suvartojimą. Reikia taupyti pinigus ir pereiti prie mažesnio energijos suvartojimo, o jei nori iš įpročio naudoti elektrinius šildytuvus, galingus siurblius, energijos išsenkančią buitinę techniką, tuomet geriau traukti elektros tinklą, nes priešingu atveju tavo elektrinė kainuoja daug, gerokai mažiau nei milijonas rublių, taip pat reikalauja priežiūros.

Daugelis patogumų gyvenamuosiuose ir buitiniuose pastatuose priklauso nuo elektros. Tačiau miestuose ir priemiesčiuose elektros tiekimo nutrūkimai nėra neįprasti. Nuo civilizacijos nutolusiose gyvenvietėse problema dar aktualesnė - kartais ten tiesiog neįmanoma įrengti elektros tinklo. Tokiais atvejais iškyla nepriklausomos srovės generavimo klausimas.

Autonominis maitinimo šaltinis gali aprūpinti pastatus reikiamu energijos kiekiu. Tokiu atveju neįvyksta trumpųjų jungimų, išlaikomas įtampos stabilumas, o avarinės situacijos praktiškai nevyksta. Tokios įrangos prijungimas nėra toks sudėtingas kaip priklausomas nuo bendrųjų tinklų ir dažnai atsiperka per greitesnį laiką.

Asmeninio elektros šaltinio pasirinkimas - atsakingas užsiėmimas, reikalaujantis išstudijuoti niuansus. Tai ypač aktualu, kai sistema gaminama rankomis.