Autonomiczne zasilanie wiejskiego domu – opcje

Treść artykułu



Koszt energii elektrycznej dostarczanej z sieci centralnych rośnie z roku na rok, a jej jakość nie poprawia się. Na obszarach wiejskich nadal występują przerwy w dostawie prądu. A dzisiaj rozważymy opcje autonomicznego zasilania wiejskiego domu.

Autonomiczne zasilanie wiejskiego domu - opcje

Jeśli w granicach miasta problem zaopatrzenia mieszkania w prąd pojawia się tylko okresowo, to w wiejskim domu wszystko jest dużo bardziej skomplikowane – często media ulegają zniszczeniu w wyniku zjawisk naturalnych i działań łowców metali nieżelaznych. Można oczywiście wrócić do decyzji z początku ubiegłego wieku, a mianowicie do lamp naftowych i pochodni, w końcu położyć się spać o zachodzie słońca, ale już jesteśmy przyzwyczajeni do dobrodziejstw cywilizacji, nierozerwalnie związanych z elektrycznością. Rozważ kwestię niezależności energetycznej wiejskiej chaty od zawodnej komunikacji centralnej.

Jak dostarczyć energię do Twojego domu

Posiadanie domu na wsi, w znacznej odległości od ośrodków przemysłowych, jest atrakcyjne z miejsca ciszy, czystego powietrza, w otoczeniu przyrody. Istnieją jednak sytuacje, w których urządzenia gospodarstwa domowego w takim domu odmawiają pracy z powodu niższego lub nadmiernie wysokiego napięcia w sieci elektrycznej niż nominalne (220 V) – a spadki mogą przekraczać 10% ustalone przez GOST 13109-97.

Problem z brakiem napięcia polega na znacznej długości komunikacji przewodowej, przez którą do domów płynie prąd elektryczny – im dalej od TP (podstacji transformatorowej) znajduje się domek, tym większe spadki napięcia ze względu na rezystancję przewodów. W ciągu dnia napięcie na terenach wiejskich zmienia się w stosunku do nominalnego z powodu niewystarczającej mocy TP i sieci elektroenergetycznych – w ciągu dnia jest niższe, bo o tej porze jest najwięcej odbiorców energii elektrycznej, w nocy gwałtownie rośnie, gdyż w tym czasie pobór jest minimalny.

Autonomiczne zasilanie wiejskiego domu - opcje

Skoki napięcia mogą powodować awarię urządzeń gospodarstwa domowego – innymi słowy, przepalają się. Nowoczesne urządzenia gospodarstwa domowego, zwłaszcza europejskie, są zaprojektowane na 10% spadków napięcia w sieci energetycznej, ale nie więcej, a na obszarach wiejskich przepięcia 20-30% są całkiem możliwe.

Możliwe jest skompensowanie spadków w sieci elektroenergetycznej przy pomocy stabilizatorów, ale w przypadku krytycznego spadku napięcia (powyżej 45%) nawet najlepszy z nich nie pomoże. Wymagane są urządzenia, które mogą zapewnić moc dla urządzeń gospodarstwa domowego w przypadku braku energii elektrycznej z sieci centralnych. O ich wyborze decydują cele, w jakich sprzęt będzie używany – zasilanie awaryjne, dodatkowe lub główne.

Urządzenie do zasilania rezerwowego jest uruchamiane automatycznie lub ręcznie przez jego właściciela w przypadku odcięcia zasilania z sieci centralnej lub w przypadku krytycznego spadku w niej napięcia – jest w stanie utrzymać pracę urządzeń gospodarstwa domowego przez określony czas, do wznowienia zasilania.

Autonomiczne zasilanie wiejskiego domu - opcje

Dodatkowe (mieszane) zasilanie jest konieczne w przypadkach, gdy istniejące napięcie w sieci jest niewystarczające, a gospodarstwa domowe zamierzają korzystać z energochłonnych urządzeń gospodarstwa domowego.

W przypadku, gdy domku nie można podłączyć do sieci centralnych, a także przy stale niskiej jakości zasilania, potrzebny jest sprzęt do autonomicznego zasilania, który działa jako główny dostawca energii elektrycznej.

Aby uprościć zadanie przypisane do zapasowego i dodatkowego sprzętu zasilającego, wygodnie będzie podzielić urządzenia gospodarstwa domowego w domu na trzy grupy:

  1. Pierwsza będzie zawierała urządzenia elektryczne, których nieprzerwana praca nie jest wymagana i można sobie poradzić z głównym źródłem zasilania. Należą do nich systemy ogrzewania podłogowego czy naścienne panele podczerwieni, sauny elektryczne, grupy lamp przeznaczone do różnych scenariuszy oświetleniowych itp..
  2. Druga grupa to sprzęt AGD zapewniający komfortowe warunki życia w gospodarstwie domowym – oświetlenie podstawowe, klimatyzatory, sprzęt kuchenny, telewizory, sprzęt audio. Urządzenia AGD z tej grupy wymagają rezerwowego źródła zasilania.
  3. Istotne znaczenie mają urządzenia elektryczne zaliczane do trzeciej grupy – oświetlenie awaryjne, systemy alarmowe i przeciwpożarowe, zamki elektroniczne, kotły grzewcze sterowane automatami, pompy wiertnicze itp. dodatkowe lub rezerwowe źródła.

Autonomiczne zasilanie wiejskiego domu - opcje

Pogrupowanie odbiorców energii elektrycznej w gospodarstwach domowych pozwoli na prawidłowy dobór mocy sprzętu generującego prąd, oszacowanie faktycznych potrzeb i uniknięcie przepłacenia za niepotrzebnie mocny, czy zakup ewidentnie słabego modelu.

Żadne urządzenie do autonomicznego zasilania nie jest w stanie wyprodukować energii elektrycznej z niczego – wymaga początkowych zasobów, które są podzielone na odnawialne i nieodnawialne. Badamy rodzaje urządzeń wytwarzających energię elektryczną w zależności od zużytych zasobów.

Nieodnawialne źródła energii

Autonomiczne zasilanie domu za pomocą urządzeń zużywających produkty ropne lub gaz ziemny i wytwarzających energię elektryczną jest najbardziej popularne wśród właścicieli nieruchomości podmiejskich ze względu na dużą popularność. Jednak popularne są tylko generatory benzynowe lub diesla, o reszcie mniej wiadomo..

Benzynowe agregaty prądotwórcze.Małe rozmiary i waga, są tańsze niż silniki diesla. Ale nie są w stanie nieprzerwanie dostarczać energii elektrycznej – ich czas pracy wynosi nie więcej niż 6 godzin z rzędu (zasób silnika to około 4 miesiące), to znaczy generatory benzynowe są przeznaczone do pracy okresowej i są odpowiednie w przypadkach, gdy dostawa energii elektrycznej od głównego dostawcy jest przerywana na okres około 2 -5 godzin i tylko od czasu do czasu. Takie generatory nadają się tylko jako zapasowe źródło energii elektrycznej..

Autonomiczne zasilanie wiejskiego domu - opcje

Generatory wysokoprężne.Masywne, wymiarowe i niedrogie, ale ich moc i żywotność są znacznie wyższe niż w przypadku modeli benzynowych. Pomimo znacznych kosztów generatory diesla są bardziej opłacalne w eksploatacji niż generatory benzynowe – tani olej napędowy i nieprzerwana praca przez ponad 2 lata, to znaczy ten generator elektryczny jest zdolny do pracy dzień i miesiąc na koniec, z zastrzeżeniem terminowego tankowania. Generatory wysokoprężne są odpowiednie jako rezerwowy, uzupełniający i podstawowy dostawca energii elektrycznej.

Autonomiczne zasilanie wiejskiego domu - opcje

Generatory na gaz.Ich waga, rozmiar i koszt są zbliżone do jednostek benzynowych o tej samej mocy. Działają na propan, butan i gaz ziemny, ale są bardziej wydajne na pierwszych dwóch rodzajach paliw gazowych. Pomimo okresu ciągłej pracy podobnej do generatorów benzynowych – nie więcej niż 6 godzin, gazowe generatory prądu mają dłuższą żywotność, średnio około roku. Jako główne źródło energii elektrycznej, generatory gazowe są odpowiednie z dużym zastrzeżeniem, ale dla rezerwowego dostawcy energii elektrycznej jest całkiem.

Autonomiczne zasilanie wiejskiego domu - opcje

Kogeneratory lub mini-CHP.Jeśli porównamy je z opisanymi powyżej generatorami elektrycznymi, mają one dwie istotne zalety: są w stanie wytwarzać nie tylko energię elektryczną, ale także energię cieplną; mają długą żywotność przy nieprzerwanym użytkowaniu, wynoszącą średnio 4 lata. W zależności od modelu, kogeneratory pracują na olej napędowy, paliwa gazowe i stałe. Przy znacznych gabarytach, wadze i koszcie mini-elektrociepłownie nie nadają się do zasilania jednego domu poza miastem, ponieważ ich moc elektryczna zaczyna się od 70 kW – dzięki jednej takiej instalacji można całkowicie rozwiązać problem całorocznych dostaw energii elektrycznej i ciepła do wsi z kilku domów.

Autonomiczne zasilanie wiejskiego domu - opcje

Zasilacze bezprzerwowe na bateriach. Ogólnie rzecz biorąc, oni nie należą do zespołów prądotwórczych, ponieważ nie są w stanie samodzielnie wytwarzać energii elektrycznej, a jedynie gromadzić i oddawać ją konsumentowi. Pojemność energetyczna UPS zależy od pojemności i liczby baterii w kompleksie, w zależności od tego i liczby odbiorców energii, żywotność baterii UPS może wynosić od kilku godzin do kilku dni. Żywotność jednego zestawu UPS – średnio 6-8 lat.

Autonomiczne zasilanie wiejskiego domu - opcje

W odniesieniu do zespołów prądotwórczych należy sprecyzować jedną kwestię – podana żywotność nie oznacza, że ​​po wyprodukowaniu generator elektryczny będzie musiał zostać zutylizowany i zakupiony nowy, wystarczy dokonać tylko kapitalnych napraw i mimo utraty mocy przywrócona zostanie jego sprawność. Należy również przestrzegać zasad konserwacji i obsługi generatora..

Odnawialne źródła energii

W naturalnym środowisku naszej planety występują stale lub okresowo źródła energii, których produkcja nie jest związana z działalnością człowieka – wiatr, przepływ wody w rzekach, promieniowanie słoneczne.

Turbiny wiatrowe.Są w stanie zamienić energię wiatru w energię elektryczną, ale przy dość wysokim koszcie sprawność generatorów wiatrowych nie przekracza 30%. Żywotność generatorów wiatrowych wynosi około 20 lat, ciągłość wytwarzania energii elektrycznej zależy od intensywności wiatru. Można uznać te instalacje za pełnoprawne źródło zasilania tylko wtedy, gdy są wyposażone w UPS, a także zapasowy generator elektryczny (benzyna, olej napędowy) na wypadek spokoju.

Autonomiczne zasilanie wiejskiego domu - opcje

Panele słoneczne.Absorbują energię słoneczną i przekształcają ją w energię elektryczną. A jeśli wiatry wieją z niespójną prędkością, wówczas promienie słoneczne oświetlają Ziemię w ciągu każdego dnia. Sprawność paneli słonecznych wynosi około 20%, ich żywotność to 20 lat. Podobnie jak w przypadku turbin wiatrowych, instalacje solarne muszą być wyposażone w UPS. Zapotrzebowanie na generator rezerwowy uzależnione jest od natężenia promieniowania słonecznego w okolicy – na terenach o dostatecznej liczbie dni słonecznych dodatkowy generator nie będzie potrzebny i można je wykorzystać jako główne źródło energii elektrycznej.

Autonomiczne zasilanie wiejskiego domu - opcje

Mini-hydroelektrownia.Energia wody w porównaniu z wiatrem i słońcem jest dużo bardziej stabilna – jeśli dwa pierwsze źródła są niestabilne (noc, spokój), to woda w strumieniach i rzekach płynie o każdej porze roku. Koszt wyposażenia dla mini-elektrowni wodnych jest wyższy niż dla generatorów wiatrowych i paneli słonecznych, ze względu na bardziej złożoną konstrukcję, ponieważ generator wodny pracuje w agresywnych warunkach. Sprawność mini elektrowni wodnej wynosi około 40-50%, żywotność ponad 50 lat. Mini-elektrownia wodna jest w stanie nieprzerwanie dostarczać energię elektryczną do kilku domów jednocześnie przez cały rok.

Autonomiczne zasilanie wiejskiego domu - opcje

Po przeczytaniu zalecenia dotyczącego podziału urządzeń gospodarstwa domowego na grupy według stopnia ważności, pozostaje tylko dowiedzieć się, jak dokładnie dobrać moc generatora elektrycznego do sprzętu z jednej lub kilku grup. Najprościej jest zsumować moc znamionową sprzętu AGD np .: kuchenka mikrofalowa – 0,9 kW; mikser – 0,4 kW; czajnik elektryczny – 2 kW; pralka – 2,2 kW; lampa energooszczędna – średnio 0,02 kW; TV – 0,15 kW; antena satelitarna – 0,03 kW itd. Jeśli zsumujemy moc wymienionych urządzeń AGD, otrzymamy zużycie energii na poziomie 5,7 kW / h – czy to oznacza, że ​​potrzebny jest generator prądu o mocy co najmniej 7,5 kW (z 30% rezerwą mocy) ? Wcale nie, ponieważ ta technika nie działa cały czas, to znaczy należy wziąć pod uwagę jej przybliżony czas pracy, na przykład: pralka – 3 godziny tygodniowo; czajnik elektryczny – 10 minut na każdą gotującą się wodę; kuchenka mikrofalowa – 10 minut na podgrzanie jednej porcji potrawy; mikser – 10 minut; lampa energooszczędna – około 5 godzin dziennie itp. Okazuje się, że aby dostarczyć prąd do opisanych przykładowo urządzeń gospodarstwa domowego wystarczy generator o mocy około 3 kW, po prostu nie trzeba jednocześnie włączać sprzętu, rozłożyć obciążenie powstające na generatorze w czasie.

Wybór jednego lub drugiego typu generatora elektrycznego, zwłaszcza takiego, który działa z odnawialnych źródeł energii, zależy przede wszystkim od dostępności początkowych zasobów paliwa. Na przykład generator gazu wymaga stabilnych dostaw skroplonego gazu ziemnego, to znaczy butli lub zbiornika gazu, a do wydajnego zasilania energią za pomocą paneli słonecznych, wystarczającej liczby słonecznych dni w roku..

Oceń artykuł
Codzienne wskazówki i instrukcje

Klikając przycisk „Prześlij komentarz” wyrażam zgodę na przetwarzanie danych osobowych i akceptuję politykę prywatności