Система автономного электроснабжения

Ветроэлектрические установки

Ветроэлектрические установки активно используются на территориях с увеличенной силой ветра, ощущаемой в течении всего года. На территории России этот вид установки используется в Крыму, поскольку там всегда достаточная мощность ветра.

Для этого применяются ветрогенераторы, которые приводятся в движение с помощью природной силы, что и дает бесплатное электричество. Мы просто забираем его у природы за счет хитрого приспособления.

Но этот вид тоже отличается некоторыми нюансами:

Речь идет о генераторах с ротором и лопастями. Ротор вращается силой ветра и происходит генерация энергии.

Такая установка не занимает много места. Хотя это зависит от цели ее использования – бывают домашние версии, они то как раз и не большие, и ветряные станции с крупными установками для производства электричества в промышленных масштабах. Такие есть на территории Крыма. Их начали активно строить от 1990-х годов, что продолжается и в наше время. Они работают почти без шума, экологически чисты и долговечны.

Но, к сожалению, имеются и весомые недостатки:

Стоимость купленных ветрогенераторов не отличается заметной умеренностью. Они действительно потребуют серьезных затрат, но мы говорили о возможности самостоятельного создания устройства. Хотя добиться его работоспособности будет не просто.

Не стоит надеяться, что они произведут достаточное количество энергии, чтобы обеспечить целый дом. Придется устанавливать несколько устройств или одну крупную установку с увеличенной отдачей.

Для их весомой отдачи необходима территория со среднегодовым показателем скорости ветра не менее 8 м/с. В противном случае целесообразность установки становится сомнительной затеей.

Аккумуляторы

 

На сегодня большинство производителей солнечного оборудования ориентированы на кислотные аккумуляторы. Это как герметичные гелевые или AGM аккумуляторы, так и заливные кислотные аккумуляторы открытого типа.

Однако на рынке уже представлены LifePo4 – литий-железо-фосфатные аккумуляторы, которые имеют улучшенные характеристики. Они активно используются в ИБП. Однако ввиду многолетней ориентированности на свинцовые батареи имеются сложности их использования в ВИЭ. Наша компания в настоящее время ведёт совместные тесты с производителем литий- ионных батарей на предмет их применения в системах ВИЭ.

Прогрессивные САЭ

Прогрессивные системы автономного энергоснабжения должны отвечать требованиям надёжности, иметь высокое быстродействие (от 20 мс и вплоть до 5 мс), должны осуществлять непрерывный контроль за различными параметрами системы (например: заряд аккумуляторов, их состояние, количество топлива в генераторе, уровень и давление масла в нём).

По принципу пропорциональности:

  • стабилизатор и инвертор должны иметь одинаковую номинальную мощность, но иметь максимальную кратковременную мощность в 2-3 раза выше номинальной. Номинальная мощность стабилизатора и инвертора определяется по максимальной одновременно потребляемой нагрузке;
  • номинальная мощность генератора должна быть в 2 раза или более превосходить среднюю потребляемую мощность (которая обычно меньше номинальной), этим обеспечивается гарантированный необходимый запас электрической энергии в батареях.

По принципу совмещения:

  • логичным продолжением является объединение стабилизатора и инвертора: при наличии потребителей, чувствительных к форме сигнала, наличие стабилизатора становится обязательным; при этом если инвертор выдает чистый синусоидальный сигнал, пропадает необходимость в наличии стабилизатора;
  • встраивание системы автоматического пуска генератора в блок коммутации;
  • встраивание системы автоматического пуска, блока коммутации и стабилизатора в инвертор, при этом инвертор выдаёт «чистый» синус;
  • совмещение инвертора, блока батарей, генератора и части блока коммутации в единый модуль, который служит для контроля и непосредственной зарядки аккумуляторных батарей от генератора, минуя превращение постоянного тока в переменный и обратно.

В последнее время всё больше получают распространение электрические генераторы, работающие на природном или сжиженном газе. Стоимость киловатт*часа с газового генератора в 2-10 раз ниже чем у бензиновых или дизельных. При этом, если магистральный газ недоступен, либо давление в нём недостаточно, единственным решением является использование сжиженного газа.

Применение газгольдеров позволяет на несколько порядков увеличить время работы систем автономного электроснабжения.

№1. Генератор для дачи: бензиновый, дизельный, газовый

Самый простой и популярный способ решить проблему электричества на земельном участке – это использовать топливный генератор электроэнергии. По сути, это миниатюрная электростанция, которая работает полностью автономно и превращает энергию сгорания топлива в электрическую. В качестве топлива используется бензин и дизель, реже газ. Для производства 1 кВт/час энергии в среднем потребуется от 0,25 до 0,5 л топлива.

С помощью генераторов электроснабжение дома организовать проще всего: купил, подключил и можно использовать, только не забывать вовремя доливать топливо. В этом и заключается основное преимущество. Главный минус – это необходимость постоянно покупать топливо, а если дом большой и электроприборов в нем немало, то расходы будут ощутимыми. К тому же, сам генератор также стоит денег, и чем его мощность выше, тем выше и цена. Но если сравнить с ветряком или солнечной панелью, то генератор, конечно же, выйдет дешевле.

Когда генератор является резервным источником энергии, важно, чтобы он не только вовремя включался в работу, но и своевременно отключался, чтобы не возникло столкновения двух встречных потоков заряженных электронов. Во избежание неприятностей уже давно разработан алгоритм включения генератора в общую систему

Если центральной сети электроснабжения нет, то рекомендуют использовать два генератора: один – основной, второй – резервный и включается в работу, когда в первом заканчивается топливо. Поочередная работа двух генераторов значительно увеличивает срок службы каждого.

От того, на каком топливе будет работать генератор, зависит его мощность, долговечность, шумность, а также расходы на эксплуатацию.

Дизельный генератор для дачи

Дизельные генераторы электроэнергии лучше всего подходят для постоянной работы. Длительное время беспрерывной работы обеспечивается наличием водяной системы охлаждения. Среди других его преимуществ:

  • высокий запрос прочности. По долговечности дизельный генератор выигрывает у бензинового;
  • среди дизельных двигателей есть намного более мощные модели, чем среди бензиновых, что позволяет использовать подобный источник энергии даже для снабжения больших загородных домов;
  • дизель – более дешевое топливо по сравнению с бензином.

Среди минусов:

  • цена;
  • высокий шум при работе, поэтому без отдельного помещения со звукоизоляций и вентиляцией будет сложно обойтись. Выхлопные газы есть и у бензинового генератора, но они не такие едкие. Лучше всего поставить дизельный генератор на некотором удалении от дома, но при этом придется позаботиться о навесе и системе запирания, чтобы защитить генератор от кражи;
  • запуск возможен при температуре не ниже -5С, хотя на данный момент появились дизельные генераторы в защитном кожухе, благодаря чему устройство можно поставить на улице и эксплуатировать при любых температурах.

Бензиновый генератор для дачи

Бензиновый генератор лучше подойдет в тех случаях, когда участок используется время от времени. Он также может работать в качестве резервного источника электропитания, когда участок подключен к общей сети. В условиях небольшой дачи с минимальным набором электроприборов бензиновый генератор показывает себя лучше всего. Мощность бензогенераторов обычно не выше 7-9 кВт (но можно найти модели и на 15, и даже 20 кВт), а работать дольше 8 часов беспрерывно они не могут – сильно нагреваются.

Преимущества:

  • низкая по сравнению с дизельным аналогом стоимость генератора. Цена, конечно же, зависит от мощности, но она, в среднем, в два раза ниже, чем на дизельные модели;
  • мобильность. Бензиновые генераторы легче и компактнее дизельных, поэтому при необходимости их несложно перемещать по участку;
  • уровень шума ниже, чем у дизельного аналога;
  • возможность работы при низких температурах.

Минусы:

  • невысокий КПД;
  • высокая стоимость бензина.

Уровень шума от дизельного и бензинового генератора зависит от типа корпуса и числа оборотов, на которых работает генератор: устройство с 1500 об/мин будет давать значительно боле низкий шум, чем аналогичное по мощности, но с 3000 об/мин, но и стоить будет дороже.

Газовый генератор для дачи

Газовые генераторы позволяют получать наиболее дешевую энергию, при этом КПД их работы высочайший, а шум минимальный. Мощность может достигать 24 кВт, генератор может функционировать круглосуточно, а газ обойдется дешевле бензина и дизельного топлива. Вот только пока такие устройства широкого распространения не приобрели, так как стоят немало, в эксплуатации сложны и требуют подключения к газопроводу, который есть не везде. Тем не менее, некоторые дачники подключают такие генераторы к газовым баллонам.

Автономное электроснабжение удаленных объектов связи, промышленной и научной инфраструктуры в условиях крайнего севера, вечной мерзлоты, полярной ночи

  • Электричество требуется постоянно, но небольшой мощности (до 2 кВт), без пиковых всплесков потребления утром и вечером, как в домовладениях
  • Система должна работать полностью автономно и иметь высокий запас емкости аккумуляторов, т.к. при аварийном отключении или остановке генерации требуется от суток и более для приезда аварийной бригады
  • Низкие температуры до -50С влияют на выбор типа аккумуляторов и их производителя
  • Оператор объекта должен иметь возможность удаленного мониторинга состояния системы по каналам радио/видеосвязи
  • Система требует максимальной перестраховки по генерации, а именно комбинирования различных источников энергии
  • В целях обеспечения надлежащих технических условий эксплуатации оборудования требуется разработка антивандального термошкафа, который размещается на открытом воздухе или укладывается в грунт.
  • Нагревательный элемент термошкафа должен быть наименее мощным (что впоследствии влияет на выбор бо́льшей толщины стенки и обеспечении наименьших теплопотерь)
  • В связи с тем что летом температура воздуха может достигать +30С, термошкаф должен обеспечивать вентиляцию оборудования, чтобы не допускать его перегрева, что достигается установкой проточной/принудительной вентиляции. Управляется заслонкой на корпусе термошкафа в положении зима/лето.
  • Нагреватель и вентиляция термошкафа работают в автономном режиме и управляются терморегулятором. Суммарная нагрузка контроля климата в термошкафе не должна превышать 10-30% мощности основных потребителей.

Ветрогенератор вертикальный маглев. Выбор именного этого ветрогенератор обусловлен его надежностью при эксплуатации в агрессивной среде: алюминиевые лопасти не корродируют и не разрушаются в условиях соленого морского воздуха и жестко зафиксированные на корпус ветрогенератора исключают их поломку при порывах ветра. Контроллер отключает ветрогенератор (тормозит его) при достижении скорости ветра 18 м/с (600 об/мин). т.е. ветрогенератор не разгоняется при усилении ветра, тестовая скорость ветра разрушения ветрогенератора — 65 м/с

Солнечные модули. Несмотря на кажущуюся непригодность солнечных модулей в условиях севера, мы все же рекомендуем дополнять системы солнечными модулями, т.к. часто при анализе годовых метеоданных, наблюдается уменьшение скорости ветра в летний период. что влияет на баланс генерации/потребления в системе. Мы предлагаем разные солнечные панели: монокристаллические, поликристаллические. аморфный кремний

На аморфный кремний советуем обратить особое внимание. т.к

эта технология доказала свою сравнительную эффективность перед кристаллическим кремнием в условиях облачности и рассеянного солнечного света. КПД аморфных панелей ниже кристаллического кремния. Но КПД определяется при идеальных температурных условиях и освещении. Солнечные модули аморфного кремния дороже кристаллических панелей в 1,5-2 раза на ватт мощности
Бензогенератор для подзарядки акб в режиме автопуска/остановки для подзарядки АКБ. Включается в систему ввиду требований по обязательному электроснабжению объекта, а альтернативные источники энергии остаются непостоянными. Периоды полного штиля могут длиться несколько дней, облачность или полярная ночь также уменьшают или исключают возможность подзарядки АКБ. поэтому для выполнения задач, поставленных заказчиком, мы рекомендуем установку дополнительных резервных бензогенераторов, работающих в режиме автоматического запуска/остановки для подзарядки АКБ в случае если уровень заряда упал до критического значения. В вашем браузере отключен JavaScript

Газовый генератор

В качестве альтернативы дизельному Adriatic K13M можно рассмотреть аналогичный по мощности и характеристикам напряжения и фазности SDMO RES 13.

В нормальном режиме эксплуатации установка выдаёт 13 кВт. Расход топлива при 75% от номинальной нагрузки – 4,2 м3/ч (природный газ), 7,2 л (сжиженный газ). Использует воздушное охлаждение. Шум составляет 65 дБ на удалении 7 м от аппарата. Время непрерывной работы достигает 12 часов.

Газовые генераторы по сравнению с дизельными обладают рядом преимуществ, среди которых:

  1. Низкая стоимость топлива, за счет которой генератор на газу гораздо экономичнее в эксплуатации.
  2. Высокие экологические показатели.
  3. Больший моторесурс.
  4. Простота и низкая стоимость обслуживания благодаря небольшому количеству образующейся сажи и малому расходу масла.
  5. Относительно тихая работа.
  6. Возможность работы с разными типами газа (природный, бутан и т.д.) и их комбинирования.

Кроме того, генератор на газу нормально работает в любых климатических условиях.
Среди недостатков:

  • газовые установки требуют строго соблюдения мер безопасности при эксплуатации,
  • газ не настолько распространен, как ДТ или бензин.

Развивающиеся источники энергии для автономных систем электроснабжения дома

Управляемый процесс окисления водорода на поверхности катализатора дает на выходе электроэнергию, тепло и … воду. Поэтому в развитии источников электроэнергии, названных «fuel cell»(топливная ячейка), заинтересованы многие страны.

Наибольших успехов добились производители автомобилей (Япония, США), но увеличенные топливные элементы для автономного энергоснабжения частного дома с мощностью от 1 до 25 кВт пользуются спросом в странах с суровым климатом (например, в США, Канаде, на севере Европы).

Для производства электроэнергии используются водород или метанол. КПД установок гораздо выше солнечных батарей и ветряка: до 85%.

Плюс в том, что реакции сопровождаются выделением тепла (+200о). Водяное охлаждение энергоустановки превратится в водяное отопление для всего дома.

Технологии получения электроэнергии из энергии ветра, солнца и воды развиваются, как и производство более экономных электроприборов, поэтому будем надеяться, что скоро любой частный дом будет украшен панелями (или даже окнами) из фотоэлементов, рядом будет стоять ветряк, а в котельной топливный элемент будет нагревать воду и давать электричество.

Видео об одном из примеров использования автономного электричества для дома.

https://youtube.com/watch?v=__SgTorxBJg

Почему бы не использовать просто генератор?

Первое решение, которое приходит на ум, это использовать дизельный генератор, но у него есть и недостатки:

  • Энергия потребляется очень неравномерно, а генератор эффективно работает только при нагрузке около 75% от его мощности
  • Не всегда бывает удобно организовать регулярный подвод топлива
  • Генератору регулярно требуется техническое обслуживание, а его ресурс ограничен

Есть ли альтернатива постоянно включённому генератору?

Просто добавить к негератору солнечные батареи — это не выход. Солнечная энергия очень неравномерна в течение суток: избыточна днём и недостаточна ночью.

Вопросы и ответы по темам:

  • Автономное электроснабжение
  • Выбрать освещение
  • Сотрудничество в регионах

Автономное электроснабжение:

Область применения Что интересует наших покупателей
солнечная энергетика

Воронежская область: Время солнечной энергетики. Мнение одного экономиста по вопросу: «Пришло ли время для солнечной энергетики?»…

сотовая связь

Ленинградская область: Альтернативное энергообеспечение базовых станций сотовой связи. Прошу Вас рассмотреть возможность предоставления нашей телекоммуникациооной компании, оператору сотовой связи по Северо-Западному региону, солнечных батарей производства компании «Naps», для энергообеспечения нашей базовой станции на которой крайне не стабильно электричество…

для дома

Московская область: Фотоэлектрические панели против сбоев электросети. В нашем поселке случаются отключения электрической энергии, сбои напряжения, в результате, бытовая техника выходит из строя. Мой дом расположен рядом с Москвой, в Московской области…

многоквартирные дома

Таганрог Ростовская область: Солнечные установки для многоквартирных домов в Таганроге. Мы — управляющая компания в г. Таганроге Ростовской области. Нас интересует возможность использования солнечных батарей…

видеонаблюдение

Якутия: Солнечные фотоэлектрические станции для электропитания видеокамер, спутникового оборудования. Комплект оборудования для энергоснабжения видеокамер крупных строительных площадок (мониторинг процесса строительства)…

строительный объект

Воронеж: Солнечная установка для Воронежа. Энергоэфективность установки 100 кВт в месяц зимой…

видеонаблюдение

Краснодар: Электроустановки для питания видеокамер удалённых от сетей в Краснодаре…

строительный объект

Архангельск: Автономное электроснабжение строительных вагончиков…

дорожный участок

Краснодарский край: Освещение дорожного участка солнечными батареями…

сотрудничество

Ханты-Мансийск: Сотрудничество в Ханты-Мансийске…

железнодорожный переезд

Республика Саха Алданский район: Освещение железнодорожного переезда…

сотрудничество

Южно-Сахалинск: Сотрудничество, поставки солнечных батарей в Южно-Сахалинске…

выбор инвертора
строительный объект
сотрудничество

Татарстан: Сотрудничество в Казани…

загородный дом

Краснодар: Солнечные установки 2 кВт в Краснодаре…

частный дом
фермерское хозяйство

Тюмень: Солнечные батареи для пчеловодов на 6 — 9 кВт в Тюмени…

гостиничное хозяйство

Кыргызстан, озеро Иссык-Куль: Солнечные батареи для отеля на озере Иссык-Куль…

расчет стоимости
загородный дом

Иркутск, озеро Байкал: Автономная электросистема 800 Вт в Иркутске. Что нужно учесть при расчетах электросистемы и энергопотребления…

собственный дом

Солнечные батареи для дома, энергосистема на 20 кВт. Расчет стоимости и энергопотребления, пример гибридной системы для коттеджей…

загородный дом
для дома
для дома

Готовые энергосистемы Naps BigPack — комфорт и отдых в Вашем доме (PDF)…

для дачи

Комплект из 3х солнечных батарей общей мощностью 390 Вт (PDF)…

для дачи

Комплект из 2х солнечных батарей общей мощностью 260 Вт. Вариант системы 260 Вт с 12 вольтным холодильником Helkama (PDF)…

торгово-развлекательный комплекс

Астрахань: Солнечная электростанция мощностью 102 кВт в Астрахани…

туризм

Санкт-Петербург: Солнечные батареи в походе…

Варианты монтажа автономных систем

  • Фотоэлектрическая система для постоянной работы газового котла и насосной станции, панели 2.5 кВт
  • Дачный поселок, Приозерский район, Ленинградская область
  • Подробнее
  • Автономная система 6 кВт в Ленинградской области
  • Приозерский район
  • Подробнее
  • Сетевая солнечная электростанция 10 кВт
  • Коттеджный поселок на побережье Финского залива, Курортный район СПб
  • Коттеджный поселок в Наро-Фоминском р-не, панели 2 кВт
  • Московская область
  • Подробнее

Наши крупные объекты солнечных батарей / модулей:

Начало |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
Все инсталляции

Подключение


Instagram: @ru_electric


Instagram: @ru_electric

Чаще всего производители предлагают своих специалистов для установки системы, потому что новичку непросто разобраться в электронике и хочется избежать ошибок. Электрик установит генератор в подвале дома или в подсобном помещении, проведет кабели в щиток. Электричество идет как от резервной системы в дом, так и из основной системы в резервную, чтобы, например, зарядить аккумуляторы. При этом будет установлен автоматический переключатель. То есть, когда основная система отключится, резервная заработает сама без вашего вмешательства. Поэтому, даже если вы не дома, основная техника вроде холодильника, насоса или обогревателя будет работать.

Иногда источником питания может выступать автомобиль. Инвертор подключают к клеммам прогретого и выключенного двигателя, после этого снова заводят машину, подсоединяют нагрузку к инвертору и снова ее отключают. После этого автомобиль начинает заряжать аккумуляторы.

Два способа автономного электроснабжения дома

Установить мини-электростанцию для частного дома можно на любом этапе строительства и эксплуатации коттеджа.

Вариант 1. Жидкотопливный или газовый электрогенератор

Иногда дом начинают строить еще до подключения участка к электроснабжению. И в этом случае электрогенератор – универсальное решение для подачи автономного электричества.

Пригодится мини-электростанция и для резервного электроснабжения дома на случай отключения электроэнергии.

В частном секторе чаще всего используют такие устройства:

Портативные бензиновые генераторы

Мощностью до 5-8 кВт пользуются наибольшим спросом. Они способны обеспечить автономное электроснабжение дома на непродолжительное время и подходят на роль резервной мини-электростанции в случае форс-мажора.

Устройства обычно представляют собой металлическую раму с 4-тактным двигателем, питающим генератор переменного тока. Моторесурс популярных моделей бензиновых генераторов обычно ограничен значением в 1500-2000 часов.

Приспособления позволяют подключить 2-4 потребителя однофазного тока на 220 В. В продаже есть и 3-фазные генераторы на 380 В. Некоторые модели оснащены автоматическим запуском.

Дизельные и газовые мини-электростанции

Они заняли на рынке нишу более дорогих и мощных электростанций. Их покупают не для ситуативного, а для долговременного автономного электроснабжения дома. Мощность популярных моделей составляет от 5-6 до 30 кВт, а моторесурс в разы превышает возможности портативных бензиновых генераторов.

Многие газовые и дизельные мини-электростанции оснащены всепогодным металлическим кожухом, что позволяет стационарно устанавливать их на улице.

Причем стационарные газовые генераторы можно подключить не только к газовому баллону или подземному газгольдеру, но и к газопроводу, что позволяет не заботиться об их дозаправке.

Такие установки дороже дизельных моделей, но работают тише и с меньшим расходом масла и комплектующих.

Электростанция для дома: выбор мощности электрогенератора

Мощность генератора для автономного электроснабжения дома подбирают, ориентируясь на суммарную мощность оборудования, которое нужно зарезервировать.

При этом как минимум закладывают 20%-ный запас на случай пиковых нагрузок. В идеале суммируют не рабочую, а стартовую мощность устройств, которая у большинства оборудования превышает нормативное энергопотребление.

Условно для автономного электроснабжения дома можно рекомендовать 2 типа электрогенераторов.

Однофазные мини-электростанции мощностью 3-5 кВт способны обеспечить резервное электроснабжение всей критически важной техники. Для серьезного электроинструмента и мощной техники (такой как электроплита) понадобится однофазный или трехфазный генератор мощностью 5-7 кВт и более

Стоимость подобных устройств начинается с 10-15 тысяч гривен

Для серьезного электроинструмента и мощной техники (такой как электроплита) понадобится однофазный или трехфазный генератор мощностью 5-7 кВт и более. Стоимость подобных устройств начинается с 10-15 тысяч гривен.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий