Автономное энергоснабжение частного дома: Автономное электроснабжение дома, дачи — БилдоМан

Содержание

Решения по автономному электроснабжению для частного дома

С каждым днём резервное энергоснабжение для частных домов становиться всё более актуальным вопросом. Это связано с учащающимися случаями отключения электроэнергии, а также с увеличением количества нагрузок, которые очень сильно зависят от качества и стабильности питающего напряжения. Поэтому построение надёжной системы резервного электропитания для своего дома всё чаще заботит владельцев коттеджей и дач в нашей стране.

Для удобства создания надёжной системы автономного электроснабжения дома желательно изначально ещё на этапе проектирования определить полный перечень нагрузок и перспективу их роста в ближайшем будущем, разделить нагрузки на группы по критичности к качеству и бесперебойности входного напряжения, в соответствии с выбранным разделением нагрузок осуществить разводку питания по дому.

Возможные группы нагрузок в частном доме:

3-ая категория: Потребители, пропадание питание на которых не приведёт к серьёзным неудобствам или поломке оборудования.

К таким нагрузкам можно отнести основное освещение, электронагревательные приборы, сауна, системы полива газона и т.д.

Потребители данной категории должны подключаться напрямую к сети. Учитывая низкое качество напряжения от основной сети, рекомендуется осуществлять подключение через стабилизатор напряжения, который исключит такие негативные моменты как мигание ламп, снижение производительности электронагревательных приборов, сбой в работе и выход из строя полупроводникового оборудования.

2-ая категория: Потребители, которые не приемлют длительного отсутствия напряжения, но возможно пропадание питания на период до одной минуты. К таким нагрузкам можно отнести автоматические ворота, система кондиционирования, холодильное оборудование, резервное освещение, аквариумы и т.д.

Для исключения длительного отключения потребителей данной категории, их электропитание необходимо резервировать. Автономный генератор на сегодняшний день является лучшим решением, обеспечивающим резервное энергоснабжение коттеджей и дач.

Генератор для дома может быть на дизельном топливе, бензине или газе. Тип топлива для электростанции определяется исходя из мощности электрогенератора, предполагаемого режима и продолжительности работы. О том как выбирать генератор для дома в зависимости от типа топлива Вы можете ознакомиться в статье

«Как выбрать генератор».

Также эту статью стоит прочитать перед тем как купить электростанцию для дома, так как позволит Вам правильно подобрать её мощность, количество фаз, комплектацию. Наш многолетний опыт показывает, что для дачи чаще всего выбирается бензиновый или дизельный генератор 5 кВт, 10кВт, 12кВт, 15кВт, 20кВт, 30кВт.

1-ая категория: Потребители, которые не приемлют пропадания питания даже на долю секунды, так как это может привести к сбою программного обеспечения, отключению систем безопасности и жизнеобеспечения Вашего дома. К таким нагрузкам можно отнести компьютерную технику, охранно-пожарную сигнализацию, газовый котёл, системы видеонаблюдения, циркуляционные насосы системы отопления, аудио и видео аппаратуру.

Источник бесперебойного питания для дома является наилучшим решением обеспечивающим непрерывное энергоснабжение потребителей данной категории. Благодаря энергии, накопленной в аккумуляторных батареях, это устройство обеспечит необходимое время автономной работы критической нагрузки. Дополнительно ИБП осуществляет стабилизацию напряжения, гарантируя высокое качество энергоснабжения наиболее уязвимых потребителей. Перед тем как купить источник бесперебойного питания для дома рекомендуем Вам ознакомиться со статьей «Как выбрать ИБП». Как показывает практика, чаще всего подбирают ИБП для котла.

Данное разделение нагрузок по категориям приведено только в качестве примера, так как каждая категория нагрузок может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от требований жильцов частного дома, их предпочтений по важности того или иного потребителя.

Пример схемы энергоснабжения частного дома с разделением нагрузок по категориям приведён ниже.

Автономное электроснабжение и отопление, проектирование и установка

Независимое электроснабжение
Автономные солнечные электростанции
Солнечные электростанции мощностью 5 -100 кВт на 220/380 В с Li-Ion аккумуляторами.
Экономия электроэнергии вашего дома и бизнеса

Сетевые солнечные электростанции
Проектирование и строительство под ключ сетевых энергосистем мощностью 3 кВт — 5 МВт.
Резервное электроснабжение
Бесперебойное электроснабжение вашего дома
Источники бесперебойного питания, оборудование, готовые комплекты, проектирование под ключ
Автономное отопление удалённых объектов
Автономные модульные котельные
Блочно — модульные котельные, контейнерное исполнение, оборудование, проектирование под ключ

Ветряные электростанции
Ветрогенераторы
Ветрогенераторы мощностью 10 — 60 кВт, проектирование под ключ

Не хотите платить за электричество и тепло? Хотите стать независимым от энергетических компаний? Тогда это к нам!

Проектирование и внедрение технологий с использованием возобновляемых источников энергии

Современные технологии, основанные на возобновляемых источниках энергии – умное решение проблемы обеспечения электричеством и теплом домов, дач, удалённых населённых пунктов, вахтовых посёлков, которые не имеют возможности быть подключёнными к энергетическим магистралям. Они предполагают внедрение солнечных электростанций, ветрогенераторов, котельных в контейнерном исполнении, тепловых насосов, солнечных коллекторов и водонагревателей в системы энергообеспечения в по всей России.

ООО «Группа Зелёные Технологии» использует «зелёные» технологии в создании энергосистем на основе оборудования, преобразующего солнечную, ветровую и геотермальную энергию в электричество и тепло, а это прежде всего автономность, независимость от традиционных источников энергии, растущих цен на энергоресурсы при оптимальном уровне финансовых вложений.

Мы предлагаем

Установку готовых решений и создание проектов любой сложности по отоплению, генерации солнечной электроэнергии, экономии энергии сети, для дома и бизнеса.

Проектирование и установка под ключ автономных электростанций для дома и коммерческого использования мощностью от 1,5 кВт до 100 кВт/ч и более, напряжением 220 В / 380 В на литевых Li-Ion аккумуляторах.

Проектирование и установка под ключ сетевых солнечных электростанций для дома мощностью от 3 кВт/ч, а так же масштабируемых систем любой мощности для коммерческого и промышленного применения

Проектирование и установка под ключ систем получения горячей воды с использованием излишков энергии солнечных электростанций, а так же на солнечных батареях и солнечных коллекторах

Проектирование и установка под ключ источников бесперебойного питания, увеличение выделенной электрической мощности

Проектирование и установка под ключ ветрогенераторных установок Российского производства для дома и коммерческого использования мощностью от 1 кВт до 60 кВт/ч, ветропарки от 100 кВт

Проектирование и установка под ключ котельных для жилых и не жилых помещений на тепловых насосах производства Японии, Финляндии, Германии

Проектирование и установка под ключ автономных модульных котельных в контейнерном исполнении на мощностью 25,0 кВт — 500,0 кВт для удалённых районов нашей страны

Проектирование и установка под ключ систем экономии топлива дизельных электростанций

Наши услуги

Специализируемся на услугах для частного и бизнес сектора. Подробнее можно узнать связавшись с нами по почте или телефону. Проконсультируем, ответим на вопросы и подготовим индивидуальное предложение.

Разработка проектов

Проект — это ваше техзадание, по которому мы осуществляем расчёт и подбор оборудования для оптимального решения задачи с минимальными инвестициями и максимальной эффективностью.

Каталог оборудования

Мы работаем с лучшими мировыми производителями оборудования, используемое в проектах по созданию систем электро- и теплообеспечения в частном и коммерческом секторе.

Монтаж и настройка

Мы утвердили проект, подобрали оборудование, осталось произвести его монтаж и наладку. Наши инженеры и монтажники выезжают на объект, устанавливают и настраивают оборудование.

Есть вопросы?
Есть идеи и вопросы, не знаете с чего начать? Закажите звонок — мы поможем.
Мы поймём вашу задачу, предложим лучший вариант её решения.

Задать вопрос

О компании

ООО «Группа Зелёные технологии»

Группа Зелёные технологии является преемником компании «Альтернативные источники энергии», работавшей на рынке возобновляемой энергетики с 2014 года.

Мы создаем современные решения для дома и работы, производства и бизнеса, расположенных вдали от городского комфорта и коммуникаций.

Технологии, которые мы внедряем, дают новые возможности нашим клиентам, освобождают их время и ресурсы, делают их независимыми.

С 2018 г. наша компания является официальным представителем компании Fronius (Австрия), одного из мировых лидеров в солнечных технологиях и производстве инверторов для солнечных электростанций любого типа.

Автономное электроснабжение загородного дома и коттеджа, энергоснабжение коттеджного поселка : Наши проекты : компания TEV

Персональная электростанция

Актуальность независимости от воздействия внешних факторов в современной человеческой деятельности неоспорима.

Сегодня загородное строительство нередко локализуется вдали от центральных источников энергии. В связи с этим возникает потребность в использовании автономных источников электроснабжения. В России остро стоит проблема, связанная с частым отключением электроэнергии, её невысоким качеством, перегрузкой и банальной нехваткой электроэнергии. Невозможно представить современный дом без сложных систем отопления, водоснабжения, канализации, кондиционирования, безопасности, электронных и электробытовых приборов, обеспечивающих полноценный комфорт загородной жизни. Качественная работа данных систем полностью зависит от бесперебойной подачи электроэнергии. Чтобы жизнь в загородном доме приносила только положительные эмоции и полноценный отдых, стоит позаботиться о постоянной и независимой подаче электричества. Задачу можно решить, обретя независимость от централизованного электроснабжения – с помощью системы гарантированного электроснабжения (СГЭ). Для обеспечения постоянного электропитания Вам понадобится дизель-генераторная электростанция с системой автозапуска, шкаф автоматического переключения нагрузки (АВР), а для нестабильного напряжения и кратковременных отключений напряжения – источники бесперебойного питания.

Данная система позволит не беспокоиться за приборы в доме даже в Ваше отсутствие! Автоматика самостоятельно включит систему электроснабжения в случае пропадания электричества и самостоятельно отключит, когда подача электричества в сети возобновится.

Классификация генераторных установок

Компания Genelec (Франция) входит в группу компаний HIMOINSA (Испания), одной из ведущих компаний Европы и мира, по производству и поставке электрогенераторных установок, работающих на дизельном топливе и бензине.

Широкий перечень продуктов, дизель и бензо-генераторные установки, мобильные вышки освещения, мобильные сварочные агрегаты, шкафы управления, коммутации, контроля и защиты. Выпускаемая продукция представлена несколькими модельными рядами, с единичной мощностью от 3 до 2200кВА и может удовлетворить даже самый взыскательный запрос клиента на необходимую мощность.

Производители основных компонентов генераторных установок всемирно известные компании:

Двигатели – Perkins (Великобритания), Volvo Penta (Швеция), Iveco (Италия), Skania (Швеция), Yanmar (Япония), Lombardini (Италия), Hatz (Германия), Robin-Subaru (Япония) (жидкостного и воздушного охлаждения)
Синхронных генераторов переменного тока Stamford (Великобритания), Sincro, Mecc Alte, Marelli, Linz Electric (Италия).

Вся продукция GENELEC отличается высоким качеством и надежностью, основанном на тщательном входном и выходном контроле, а также неприхотливостью в эксплуатации и простотой обслуживания. Генераторные установки соответствуют всем жестким европейским требованиям и имеют российские сертификаты качества продукции. Комплектующие детали всемирно известных производителей и поддержка квалифицированных специалистов позволяет гарантировать оптимальное функционирование наших товаров и отвечать требованиям современного рынка. Электрогенераторные установки можно разделить по мощности на бытовые и промышленные станции. Электростанции различаются по параметрам условий эксплуатации и моторесурса двигателя. Genelec выпускает агрегаты, используемые в качестве основного источника электрической энергии, и станции для резервного/аварийного электропитания. Основные электростанции обеспечивают объект электроэнергией постоянно, резервные запускаются в аварийной ситуации, например при отключении основного источника питания.

Выбор двигателя

Выбор электростанции – это, по сути, выбор типа её главного элемента – двигателя.
Залог долговечной работы установки – качественный двигатель. Более экономичными и надежными считаются дизельные агрегаты, но стоимость их выше, чем бензиновых генераторов.
Если вы собираетесь использовать электростанцию лишь время от времени, как запасной вариант, и при потребности в небольшой электрической мощности вам больше подойдёт генератор с бензиновым двигателем. Подавляющее большинство бензиновых генераторов, так же, как и большая часть высокооборотных дизельных, предназначены для резервного использования. Низкооборотные же дизельные генераторы идеальны для постоянного использования, поскольку обладают увеличенным моторесурсом и жидкостным охлаждением, позволяющим круглосуточную эксплуатацию на протяжении длительного времени. А вот бензиновые генераторы оснащаются в основном воздушным охлаждением и на постоянное использование не рассчитаны. Зато в качестве недорогого, аварийного источника питания – в самый раз.
Самые дешевые, компактные и маломощные – это бензиновые электростанции мощностью до 15 кВА.
Бензогенераторы оснащены четырехтактными двигателями Robin-Subaru. Они могут работать по 8 ч в сутки и имеют в среднем ресурс 4000 моточасов до капитального ремонта. Двигатели дизель-генераторных установках (ДГУ) Genelec оснащаются воздушной или жидкостной системой охлаждения.
ДГУ с воздушным охлаждением сравнимы по своим качественным характеристикам и степени надежности с бензиновыми агрегатами.
Двигатели с жидкостным охлаждением применяют в электростанциях промышленного класса. Это надежные и долговечные модели с ресурсом работы до 40 000 моточасов и широким диапазоном мощностей от 8 до 2500 кВА.

Ресурс двигателей ДГУ зависит главным образом от числа оборотов: 1500 и 3000 об/мин. Низкооборотные двигатели расходуют меньше топлива, чем высокооборотные и обладают более низким уровнем шума.
Оба вида ДГУ с жидкостным охлаждением применяются для электроснабжения загородных домов, коттеджных поселков, при строительстве, на производстве. Причем большинство этих установок неприхотливы к качеству топлива, прекрасно работают в сложных и неблагоприятных условиях.

Мощность

Одним из определяющих критериев выбора генератора для частного электроснабжения является потребляемая нагрузкой мощность.
Для расчета потребляемой мощности необходимо определить тип нагрузки и её количество. Для этого подсчитывается суммарная мощность электроприборов, которые необходимо зарезервировать. Однако, полученная итоговая сумма, например 10 кВт, еще не будет окончательным результатом. Дело в том, что существуют приборы индуктивного типа, которые в момент запуска потребляют большой пусковой ток. Так, например, холодильник во время работы «берет» 200 Вт, а во время пуска – 1 кВт. То же самое можно сказать о насосах и ряде других электроприборов, которые, как правило, всегда попадают в «резервный» список. Высокие пусковые токи действуют всего долю секунды, но в этот момент электростанция должна их обеспечить и не отключиться. И это обязательно требуется учесть. Кроме того, важно учитывать в расчетах такую величину, как коэффициент одновременности включения электрических приборов. Исходя из того, что все зарезервированные вами приборы вряд ли будут работать одновременно, мощность, рассчитанная с учетом этого коэффициента, окажется чуть меньше изначальной.
В случае покупки электростанции с синхронным генератором, вы не ошибетесь, рассчитывая мощность следующим образом:

Просуммируйте мощность всех одновременно подключаемых активных приборов и прибавьте к итоговой сумме 15 процентный запас;
Учтите, что электротехника индуктивного типа нуждается в момент пуска в большей мощности, поэтому суммарную мощность таких приборов необходимо увеличить в 1,5-2 раза, а при использовании глубинных насосов в 3-6 раз.

Практический опыт использования электростанций говорит о том, что для освещения дачного домика (2-3 лампочки, холодильник, телевизор) вполне достаточно мощности в 2-3 кВт.

Владельцу загородного коттеджа, который страдает от перебоев с электроэнергией, необходимо приобрести электростанцию мощностью от 10 до 30 кВт. Что же касается строителей, то для их нужд (перфоратор, болгарки, бетономешалка и т.п.), будет достаточно мощности до 6-10 кВт.

Современные дорогостоящие бытовые электроприборы, устанавливаемые во многих домах (например плазменные и ЖК-панели, компьютеры и оргтехника, различные системы автоматики для «умного» дома и т.д.) подсоединять напрямую к генераторному агрегату не желательно, особенно это касается бензиновых электростанций. Стабильность напряжения и частоты у бензиновых моделей, в виду их конструктивных особенностей и особенностей нагрузки, неравномерна, а это может сказывается на работе электронных компонентов домашней техники, вплоть до выхода их из строя. Но выход в этом случае все равно есть – это использование источников бесперебойного питания (ИБП), которые на своем выходе выдают на нагрузку бесперебойное напряжение, с идеальной формой кривой.

При отключении центрального электроснабжения СГЭ требуется некоторое время (от 30 с до 1 мин) для переключения питания нагрузки в автоматическом режиме с внешней сети на питание от генераторной установки. Чтобы избежать провала в подаче электроэнергии, также рекомендуется установка источников бесперебойного питания (ИБП), который за счёт встроенных в него аккумуляторных батарей, поддержит напряжение в сети, пока генератор не «выйдет» на рабочий режим. Кроме этого, ИБП корректирует параметры электропитания, исполняя роль стабилизатора как напряжения, так и частоты тока.

Совокупная работа ДГУ и ИБП образует комплексную, целостную защиту электропитания. Время автономной работы (без вмешательства человека) системы бесперебойного и гарантированного электропитания в автоматическом режиме, на базе ДГУ и ИБП может достигать несколько суток и ограничивается только временем для проведения очередного ТО и запасами топлива для генераторной установки.

Для организации системы комплексного гарантированного электроснабжения компания ТEV предлагает однофазные ИБП Eaton, а для 3х фазной системы ИБП АPС-MGE.
Компания Transfer Equipment Vostok предлагает полный комплекс услуг и оборудования для обеспечения Вашего объекта качественным бесперебойным электропитанием. Подбор оборудования, в части ДГУ и ИБП, требует учета множества особенностей для корректности совместной работы. Вы всегда можете обратиться в отдел комплексных решений компании и квалифицированные специалисты найдут технически правильное решение для защиты электропитания Вашего дома.

Количество фаз

Помимо всего прочего, выбирая станцию, необходимо учитывать количество фаз потребителей. Компания Genelec выпускает одно- и трехфазные агрегаты. Однофазные станции на 220 В применяются для соответствующих потребителей и электропроводок. Если же в доме есть трехфазные потребители на 380 В, то придется применять адекватную электростанцию. Трехфазные электростанции, как правило, используются в промышленных целях, и в коттеджном строительстве.

Опции и возможности

Выбор электрогенератора сводится сегодня не только к учету условий его использования, но и к подбору максимально удобного набора опций, связанных с управлением, диагностикой, автоматикой, системами безопасности.

Технические решения при комплектации агрегата могут включать штатные опции или учитывать специфические требования владельца. ДГУ Genelec можно оснастить функциями автозапуска/останова, диагностики параметров работы, как на специальном штатном дисплее, так и дистанционно на модуле управления и мониторинга или компьютере оператора, а при необходимости можно установить увеличенные топливные баки, установить системы автоматической подкачки топлива из внешних резервуаров, автоматические жалюзи приточно-вытяжной вентиляции и др. Одной из важных опций генераторных агрегатов Genelec является блок контроля и автоматики (панель контроля и управления) генераторной установкой. Компания Genelec выпускает ДГУ с различными вариантами панелей управления, позволяющими управлять и контролировать параметры электростанции в ручном и автоматическом режимах, с панели управления либо удаленно, по различным протоколам передачи данных (CAN/LAN, Modbus, RS232, RS486, аналоговым либо GPRS-модемам), отслеживать местоположение ДГУ по встроенному GPS-модулю.

Блок контролирует состояние внешней питающей сети, защищает потребителей от повышения/понижения напряжения, автоматически запускает/останавливает электростанцию, выдает все параметры питающего напряжения и тока (U, I, Hz, cos φ, кВА, кВт, кВАр, кВт*ч, счётчик моточасов), защиту двигателя, генератора, парралельную работу ДГУ между собой и с вн. сетью и мн. другое. Среди основных функций блока контроля и автоматики отметим своевременное включение или отключение агрегата при падении напряжения ниже допустимого уровня или превышении допустимого уровня во внешней сети. Эта опция программируется пользователем без вмешательства сервисного центра. Блок также контролирует работу электростанции и всех её компонентов. Программируемая система автозапуска дает возможность обеспечить полную независимость при отключении центрального электроснабжения при отсутствие людей в доме.

Безусловно, дополнительные опции влияют на конечную стоимость оборудования, но большая часть выше перечисленного входит в базовую комплектацию генераторной установки Genelec. Благодаря таким дополнениям мини-электростанция может стать максимально комфортной в управлении и обслуживании, отвечающей исключительно индивидуальным требованиям. А на собственном комфорте экономить не рекомендуется.

Размещение

При обустройстве мини-электростанции следует заранее позаботиться об обеспечении приточно-вытяжной вентиляции, отводе отработанных выхлопных газов, поддержании необходимой постоянной температуры (не ниже +5 °С), влажности не более 85%, максимальном снижении уровня шума, дополнительных топливных баках, системах пожарной сигнализации, пожаротушения и других параметрах, от которых зависит стабильная работа агрегата. В случае установки системы автоматического запуска работа вентиляции должна осуществляться автоматически. Для подавления шума существуют варианты размещения агрегатов внутри звукоизолирующих кожухов, установка дополнительных глушителей и т.д. Более того, стены и потолок помещения для размещения генераторной установки в доме можно отделать звукоизолирующими панелями и перегородками.
Размещение оборудования на улице исключит шум и вибрацию в жилом доме. Генераторные установки Genelec могут быть переносными, передвижными, стационарными, во всепогодном термошумозащитном кожухе или в автономных блок-контейнерах. Исполнение агрегата во всепогодном кожухе или в блок-контейнере позволяет также поддерживать необходимые условия работы ДГУ и решает вопрос с размещением её вне пределов помещения. Блок-контейнеры оборудуются системами вентиляции, отопления, освещения, отвода выхлопных газов, системой ОПС (охранно-пожарной сигнализации) и пожаротушения, шумоподавления. Контейнер очень удобен для эксплуатации дизель-генератора, так как в нем можно проводить все необходимые работы по техническому осмотру и обслуживанию в любое время года. Более того, контейнер позволяет разместить дополнительные топливные ёмкости, что значительно продлевает автономную работу станции.

Эксплуатация

Надежность, электрическую и пожарную безопасность, низкий уровень шума, возможность длительной автономной работы без присутствия человека, автоматический запуск/остановка при перебоях в электроснабжении – условия, необходимые для эффективного коттеджного электроснабжения. Очевидно, что этим идеальным условиям отвечают дизель-генераторы Genelec с жидкостным охлаждением. С такой станцией не возникнет проблем в электроснабжении в течение долгих лет.

Специалисты TEV настоятельно рекомендуют начинать заботу о резервном электроснабжении на этапе проектирования объекта с учетом монтажа генераторной установки и проводки кабелей. Это позволит подобрать оптимальный вариант размещения установки и без затруднений включить ее в общую схему электроснабжения вашего дома.

Даже лучшую технику можно испортить непрофессиональным монтажом. Специалисты Компании TEV обеспечат подбор оптимального варианта генераторного агрегата; дополнительного оборудования к нему; качественный, быстрый монтаж и пусконаладочные работы как отдельно взятой генераторной установки, так и системы гарантированного электроснабжения в целом. Сервисный центр Компании производит диагностику, сервисное обслуживание и ремонт оборудования. Квалифицированные специалисты ТЕV произведут пусконаладочные работы источников бесперебойного питания и дизель-генераторных установок любой мощности.

Книга: Автономное электроснабжение частного дома своими руками — Андрей Кашкаров

Загрузка. Пожалуйста, подождите…

Бесконечная шутка

Дэвид Уоллес

В недалеком будущем пациенты реабилитационной клиники Эннет-Хаус и студенты Энфилдской…

Не проклинайте мужа Светом

Александра Лисина

Интересно, будет ли у меня когда-нибудь спокойная жизнь? Я вроде особенно не скучала…

Одинокие души

Эшли Дьюал

Лия Бронская вынуждена жить со страшным дефектом сознания. Амнезия беспощадно забирает…

Герой ее романа

Олег Рой

Однажды под бой курантов Алина Белкина загадала желание – уже на следующий Новый год…

На грани возможностей

Федор Конюхов

Закалить характер и испытать свою веру. Каждое путешествие странника-пилигрима, писателя…

Сеть птицелова

Дарья Дезомбре

Июнь 1812 года. Наполеон переходит Неман, Багратион в спешке отступает. Дивизион…

Драйверы роста

Николай Молчанов

Набор техник для роста: выручки, капитализации, ценности и эффективности бизнеса. Готовые…

Дональд Трамп. Искусство сделки

Дональд Трамп

Дональд Трамп – 45-й президент США, бизнесмен. Человек года по версии журнала «Time»…

Неидеальная Чарли Тэйр

Марина Ефиминюк

У дочери королевского посла идеальным должно быть все: произношение, увлечения, репутация…

Неподходящая девчонка

Юлия Николаева

– Ладно, Ната, – мое имя, произнесённое Костей, звучит издевательски, – давай начистоту. …

Загадочный Чонрэй

Юлия Архарова

«Загадочный Чонрэй» – фантастический роман Юлии Архаровой, первая книга цикла «Школа на…

Ваше благородие

Олег Северюхин

Старший лейтенант пограничных войск Туманов из лета 1985 года попадает в суровую зиму…

Поколение I

Джин Твенге

В этой книги доктор Джин М. Твенге, профессор психологии университета Сан-Диего,…

Домохозяйка для дракона

Ева Никольская

Меня зовут Лика, и я в разводе. После предательства мужа я осталась не только с разбитым…

Варяг. Я в роду старший

Александр Мазин

«Какого ты рода?» Это первый вопрос, который задают незнакомцу в десятом веке. Отец, дед,…

Семь клинков во мраке

Сэмюел Сайкс

У нее украли магию. Бросили умирать. Сэл Какофония была предана теми, кому больше всех…

Принцесса отражений

Олег Рой

Мир по ту сторону зеркал реален и таит в себе немало приятных и весьма неприятных…

Закон мутанта

Дмитрий Силлов

Военные объединились с «мусорщиками», считающими себя хозяевами Зоны, чтобы зачистить…

10 способов умереть

Стефан Анхем

Полиция Хельсингборга с трудом удерживает порядок в городе. На улицах царит хаос, люди…

Имеющий уши, да услышит

Татьяна Степанова

Она. Клер Клермонт – англичанка, опередившая свое время, европейски образованная…

Вход в рай 2

Макс Максимов

Свершился Великий суд, и мир поглотила тьма. Демоны забирают души людей. На улицах…

Ветер и сталь. Трилогия

Алексей Бессонов

Такой шанс выпадает не каждому – и уж точно не каждый день. Молодой лейтенант Имперской…

Обжигающая тишина

Лорет Энн Уайт

Вернувшись из путешествия, Рэйчел узнает, что ее сестра погибла во время пожара. Теперь…

Видок. Семена Злобы

Григорий Шаргородский

Вот жил себе, можно сказать, не тужил титулярный советник в отставке Игнат Силаев. Со…

Автономное электроснабжение

Автономное электроснабжение – полная независимость от системы центрального электроснабжения. Осуществляется на базе современного газопоршневого генератора мощностью от 1 до 25 кВт, блока автоматического выбора и запуска источника питания (электросеть, генератор, инверторно-аккумуляторная система), инверторно-аккумуляторной системы.

Система автономного электропитания дома состоит из газопоршневого генератора, работающего на сжиженном газе, инверторно-аккумуляторного блока, блока автоматического управления электропитанием.

Газопоршневой генератор — установка на базе двигателя внутреннего сгорания, работающего на сжиженном газе, и электрогенератора. Генератор, использующий теплоту выхлопных газов, масла и охлаждающей жидкости для отопления дома или работы чиллеров системы кондиционирования, называется когенератором. Для более полного использования мощности генератора, генератор работает не только для питания электрической нагрузки дома, но и заряжает аккумуляторы мощной инверторно-аккумуляторной системы.

Инверторно – аккумуляторная система необходима для аккумуляции и выдачи вырабатываемой генератором избыточной мощности либо аккумуляции мощности электрической сети на случай выключения электричества. Для питания среднего дома достаточно инверторно-аккумуляторной системы с запасом мощности 9 кВт/часов и максимальной выдаваемой мощностью 8 кВт. При этом генератор может работать четыре часа в сутки, остальное время дом питается от запасенной аккумуляторами электроэнергии.

Электронный блок автоматического управления электропитанием – необходим для автоматического переключения на необходимый источник питания. Если есть напряжение в электросети, то дом питается от электросети и осуществляется зарядка аккумуляторов инверторно-аккумуляторного блока от сети. При пропадании напряжения в сети блок анализирует зарядку аккумуляторов и в случае ее достаточности переключается на питание сети дома от аккумуляторов и инверторного блока, преобразующего напряжение аккумуляторов в напряжение 220V 50 Гц. Когда аккумуляторы разряжаются автоматически запускается газопоршневой генератор, который работает на питание дома и зарядку аккумуляторов инверторно-аккумуляторного блока. После зарядки аккумуляторов дом переходит на питание от инверторной системы, генератор выключается. В случае появления электричества в сети, генератор также отключается, подзарядка аккумуляторов и питание дома производится от сети.

ветровые турбины, солнечные батареи и т.д

Человечество очень тесно связано с электричеством. Оно плотно внедрилось в нашу жизнь. Трудно представить любимый дом без электроснабжения. Это работа телевизора, компьютера и всей бытовой техники, а порой и отопление жилья. В современном мире большим спросом пользуется электроэнергия из альтернативных источников. Во-первых, это прямая экономия, во-вторых, никак не нарушает экологию региона, и, наконец, просто модно. Широкую популярность автономное электричество приобрело вдали от шумных мегаполисов на лоне нетронутой природы.

Преимущества альтернативного электроснабжения

Это связано с отсутствием центрального электроснабжения. Расходы на прокладку новых сетей выливаются в кругленькую, порой неподъемную сумму. Нужно не только оформить соответствующую документацию и уложить низковольтный кабель в предварительно выкопанную траншею, но и оборудовать трансформаторную подстанцию, а также выполнить необходимые подключения.

Конечный результат просто удивляет, построенные за счет пользователя, сети переходят на баланс энергопоставляющего предприятия, а он платит за использованную электроэнергию по установленному тарифу. Большинство владельцев загородного жилья выбирают альтернативные источники электричества, получая при этом весомые преимущества и новые возможности:

Полная независимость от тарифной политики поставщика электроэнергии, пользователь берет эти функции на себя.
Автономность электрической системы оградит клиента от проблем общего характера, он не будет страдать во время аварий на сетях энергоподающей компании.
Возможность приобретения коттеджа или участка под застройку в любом понравившемся районе.
Экономия собственных средств на покупку дома, неэлектрифицированное здание стоит намного дешевле.
Использование альтернативных источников никаким образом не нарушит сложившуюся в регионе экологическую обстановку.
Излишки электроэнергии можно предложить соседям, что даст дополнительную статью дохода.

Виды автономного электричества

Организовать автономное электроснабжение в загородном доме можно, внедрив в систему:

Фотоэлектрический источник.
Ветротурбину.
Дизельный или бензиновый электрогенератор.
Мини гидроэлектростанцию.

Энергия солнца

Солнечная батарея представляет собой полупроводниковую панель, состоящую из фотоэлектрических элементов. Она аккумулирует ультрафиолетовое излучение и преобразовывает его в электрический ток. Это самый перспективный источник энергии, потому что будущее именно за энергией солнца. Монтаж панелей осуществляется на крыше здания, так как она наиболее подвержена попаданию солнечных лучей.

Установка солнечных батарей обладает рядом существенных преимуществ:

надежность и длительный срок службы в постоянном режиме;
огромные возможности для монтажа, солнечный свет доступен в дневное время практически везде;
в процессе эксплуатации не требует дополнительных расходов;
бесшумность работы;
нет необходимости в получении разрешительной документации;
возможность самостоятельного изменения мощности системы фотоэлектрических ячеек.

Солнечные панели производятся с выходным напряжением 12 или 24 В, мощностью 6 — 185 Вт. Различают три вида батарей: тонкопленочные, монокристаллические и поликристаллические. Для получения оптимального выходного напряжения и тока панели соединяют в систему последовательно-параллельным способом.

Энергия ветра

Ветроэлектрическая установка помогает преобразовать кинетическую силу движения воздушных масс в электроэнергию. Установка ВЭУ рекомендована в регионах со скоростью ветра свыше 8 м/с. С целью повышения мощности и производительности ветрогенератор можно дополнительно оснастить дизельным генератором или фотоэлектрическими панелями. Он легко сочетается с другими источниками, создавая замкнутый цикл. Главное достоинство ветряка — это бесплатное электричество. Пользователь несет затраты единожды только на приобретение и монтаж оборудования.

Энергия топлива

Портативный генератор, работающий на бензине, дизельном топливе или газе способен обеспечить мощность, необходимую для функционирования загородного дома. Он мобилен, имеет длительный срок беспрерывной эксплуатации, охлаждение осуществляется естественным путем, не требует специального монтажа. Может быть установлен как на улице, так и в помещении. В основном используется в качестве резервного источника электроэнергии, так как требует заправки дорогостоящим топливом.

Энергия воды

Мини ГЭС в качестве альтернативы централизованному электроснабжению широко используется во многих странах. Такую популярность они завоевали за счет круглогодичного обеспечения потребителей дешевой электроэнергией и отсутствия:

нарушений в экологические обстановки отдельного района как в процессе внедрения, так и в течение всего срока службы;
влияния на изменения качества воды;
зависимости от климатических факторов.

Мини ГЭС имеют мощность до 3000 кВт. Микрогидроэлектростанции получили распространение на участках с природными источниками воды: реками или ручьями. Принцип работы заключается во вращении потоками воды турбинного колеса, которое соединено с генератором, отвечающим за выработку электроэнергии.

Прежде чем начать строительство автономного электроснабжения для частного домовладения нужно обязательно получить всю информацию в техническом и правовом поле, взвесить все за и против, и согласовать аспекты своей дальнейшей деятельности. Необходимо выяснить:

нет ли природных или юридических препятствий для установки собственной электростанции;
насколько выбранная альтернатива сочетается с другими устройствами;
нужна ли установка резервного источника питания.

Принцип действия автономного электроснабжения

Работа системы автономного электроснабжения заключается в следующем:

Энергия, выработанная источником, поступает на контроллер заряда. Это прибор, который предотвращает перезарядку системы, блокируя процесс при достижении предельных показателей. Он компенсирует самозаряд и защищает аккумулятор.
С контроллера ток распределяется на инвертор и аккумуляторную батарею. Инвертирующий элемент преобразовывает постоянную природу тока в переменную. Аккумулирующая емкость служит для устранения перебоев электроэнергии, подаваемой от возобновляемого источника. Например, при малом ветре или пасмурной погоде.
С инвертора ток поступает непосредственно к потребителю для питания бытовых приборов и освещения. В качестве осветительных устройств следует использовать люминесцентные или светодиодные лампы — они энергоэффективные и экономичные.

На надежность автономной системы влияют кабели, выключатели, предохранители, автоматы и другие электромеханические приспособления. Они должны быть надежными и качественными, чтобы не вывести из строя энергоснабжение дома.

Профессиональный монтаж — залог надежности и долговечности

Устройство автономного энергоснабжения в частном доме — задача не из легких. В первую очередь необходимо провести расчеты на суммарное количество потребляемой электроэнергии. Для этого суммируется мощность приборов с учетом характеристики тока. На основании полученных показателей осуществляется выбор оборудования: инвертора и аккумуляторов.

Далее необходимо рассчитать число солнечных панелей и площадь их монтажа. Чтобы система работала с максимальной эффективностью, нужно выбрать оптимальное место для размещения альтернативного источника энергии и грамотно выполнить подключение. Если пользователь не знает, как рассчитать, установить и провести автономное электричество в дом, лучше пригласить профессионалов. Это будет сделать легко и надежно.

Энергоснабжение частного дома / Хабр

В этой статье хочу начать описание концепции умного дома в моем понимании и рассмотреть некоторые аспекты ее реализации. Сразу оговорюсь, что я практически не вижу применения понятия «Умный дом» к квартире, так как в ней практически отсутствуют системы, требующие автоматизации. Совсем другое дело — частный дом. Он содержит множество систем, которые можно и нужно автоматизировать — начиная от водоснабжения и заканчивая освещением сада. Итак, мое определение.

Умный дом — это набор автоматических систем, которые функционируют при минимальном участии его обитателей, обеспечивая при этом максимальный комфорт, безопасность и энергосбережение.

При этом реализация должна быть по возможности простой и доступной.

Начну я с реализации энергоснабжения дома.

Резервное энергоснабжение дома

В отличии от квартиры, дом значительно сильнее зависим от наличия электроэнергии, ведь при ее отсутствии автоматически лишаемся практически всех систем — освещения, отопления, вентиляции, горячей воды и часто вообще водоснабжения, если используется насосная станция. Поэтому в рамках комфорта умного дома необходимо предусмотреть резервное энергоснабжение. Самое простое решение — это использование автономного генератора. Но его нужно еще правильно подключить, чтобы при возобновлении подачи энергии ничего не сгорело, выбрать его мощность, чтобы не перегрузить и определиться с его запуском. Конечно, можно установить электростанцию, мощностью от 10 кВт, с автоматическим запуском и со схемами согласования с электросетью, но цена ее непомерно высока. Та и установить ее не так и просто. Ну и остается вопрос, когда его запускать — сразу при отключении электричества, через полчаса или вручную. Ведь хождение с фонариком в ожидании запуска как-то не очень комфортно, а мгновенный запуск часто неудобен, особенно в ночное время или при 15-ти минутном отключении. Так что самый простой вариант получается дорогой и не очень удобный. Это привело к поиску более рационального решения.

Опишу коротко основную идею. Состоит она из нескольких решений:

Питание всего освещения дома через ИБП. Это позволит всегда иметь освещение на протяжении нескольких часов, в зависимости от аккумулятора, времени суток, количества и типа включенных ламп.
Наличие дополнительной разводки под розетки с резервным питанием. Это позволит обеспечить резервным питанием критические системы генератором минимальной мощности. Без необходимости отключать всех потребителей от розеток, чтобы не перегрузить генератор. Розетки желательно сделать другим цветом, чтобы их можно было легко идентифицировать.
Наличие схемы, автоматически подключающей генератор к сети, в случае ее отсутствия и отключающей генератор от сети при возобновления подачи электроэнергии.
Запуск генератора. Это можно решить на выбор — автоматически, по таймеру, вручную. Я предпочитаю ручной запуск.
Автоматическое глушение генератора.

Детали реализации

Все таки, отключение электроэнергии — это внештатная ситуация, нет смысла тратиться на полностью автономную систему. Поэтому разобьем потребителей на группы. Это освещение, критичные системы (котел, насос), некритичные системы (холодильник, вентиляция, телевизор). Что доставляет наибольший дискомфорт при отключении питания? Обычно — это отсутствие освещения. Без освещения сложно обойтись, ну и потребляет оно немного. Поэтому его резервируем в первую очередь, с помощью ИБП. Конкретную модель нужно подбирать исходя из нескольких условий — количество и тип ламп, тип и емкость аккумулятора. В большинстве случаев достаточно обычного компьютерного UPS, стоимостью $200. Подключается он в щитке, в разрыв линии освещения. Время работы от аккумулятора должно составлять не менее 30 минут, чтобы покрыть кратковременные отключения и дать время запустить генератор, в случае необходимости. Звуковую сигнализацию желательно отключить, чтобы не будить дом ночью.

Следующий вопрос — выбор мощности генератора. Обычно 2500 Вт более, чем достаточно. А это обычная потребительская модель, стоимостью около $400. Этого хватит, чтобы обеспечить питанием насосы котла и скважины, освещение, холодильник и компьютер. Питание всего от аккумуляторов, по аналогии с освещением, крайне невыгодно. Во первых — нужна большая выходная мощность инвертора, во вторых — большая емкость аккумуляторов и высокая цена их замены, в третьих — инвертор должен выдавать правильную синусоиду, так как к ее форме чувствительны некоторые двигатели и модулируемые горелки котла. Генератор же выдает чистую синусоиду, автономен не менее 15 часов на одной заправке, дешев. Также, он чаще всего комплектуется стартером и собственным аккумулятором, что позволяет при желании реализовать автозапуск.

Далее — разводка питания с резервированием от генератора. К ней подключаются насосы и котел. Необходимо обеспечить минимум по одной розетке в каждую комнату. Это позволит подключать по желанию остальную бытовую технику.

Ну и последнее — подключение.

Схема подключения систем резервного питания.

На схеме:
EL1 — освещение в доме,
Кл1 — клемма подключения к не зарезервированным розеткам
Кл2 — клемма подключения к зарезервированным розеткам
Кл3 — клемма, включенная в разрыв зажигания генератора.
К1 — реле управляющее контактной группой К1.2, К1.3, К1.4
G — генератор
UPS — источник бесперебойного питания
Когда есть напряжение в сети, обмотка реле находится под напряжением и питание подается напрямую в сеть. В случае отключения напряжения, контакты перейдут в исходное положение, обозначенное на схеме, и подключат к сети генератор. Освещение будет продолжать питаться некоторое время от аккумулятора UPS. В случае необходимости, генератор можно запустить, что обеспечит питанием освещение и резервные розетки, подключенные к клемме Кл2. Когда внешнее питание будет восстановлено, реле К1 сработает, отключив генератор от сети и разорвав цепь зажигания генератора, тем самым заглушив его. Система вернется в исходное состояние. Схема подключения является лишь демонстрацией идеи, а не принципиальной схемой.
В итоге стоимость всей системы составляет около $600 + работа по прокладке проводов. Но в некоторых случаях, можно использовать уже существующую проводку, если она грамотно выведена на щиток.

Послесловие

В статье описана базовая схема. Ее при желании можно и нужно улучшать. Особенно, когда появится возможность интеграции с удаленным управлением, мониторингом и прочим. Как минимум, в будущем можно добавить оповещение про отключение электроэнергии, удаленный запуск и отключение генератора, прочее. Также, вместе с освещением можно обеспечить резервным питанием через ИБП сигнализацию, роутер и сервера, но обычно этого не требуется. Так как они чаще всего комплектуются собственными резервными источниками питания. Достаточно включить их в розетку, подключенную к линии питания от генератора. Также, я не рассматривал подключение солнечных панелей и ветрогенераторов. Это дорого и плохо подходит именно для резервного питания. Они выдают малую мощность на протяжении всего срока службы, а для резервного питания нужна относительно большая мощность на короткий период — несколько десятков часов в год.

UPD:

Учитывая это, предпочтение отдается не только комфорту решения ну и соблюдению баланса цена-польза. Данную задачу можно решить массой способов. Мне данное решение кажется наиболее сбалансированным. Дальнейшее увеличение комфорта сопровождается значительным ростом стоимости, что приемлемо не всегда.

Автономный дом: проект. Автономный частный дом

Электроснабжение частного дома, а также устройство в нем системы отопления и канализации, если он удален от централизованных коммуникаций, — задача достаточно сложная. Однако современные технологии и оборудование позволяют решить ее достаточно эффективно.

Проект автономного дома

Перед тем, как приступить к возведению жилого дома, необходимо составить его чертежи с указанием способов подвода всех необходимых коммуникаций.Комфортный автономный дом будет только при наличии:

электричество,
газ,
отопление,
водопровод,
канализация.

О том, как именно можно суммировать все эти виды коммуникаций в том случае, если дом расположен вдали от централизованных инженерных систем, и поговорим дальше.

Электроснабжение

Самое сложное — сделать автономный дом комфортным для проживания в том случае, если он находится вдали от ЛЭП.Обеспечить стабильное электроснабжение здания можно тремя способами:

Установив генератор, работающий на жидком топливе. Проблема обеспечения зданий электроэнергией — такое оборудование решает очень эффективно. Подключив к генератору насос и котел, можно оборудовать дом, в том числе водопровод, отоплением. К недостаткам такого способа питания частного дома можно отнести только довольно высокую стоимость. Жидкое топливо сегодня дорогое, но его потребуется много.Кроме того, для генератора придется соорудить отдельное помещение с хорошей звукоизоляцией.
Установив ветроэлектростанцию. Этот метод отличается высокой экономичностью. Платить за электричество не придется ни копейки. Однако затраты на начальном этапе будут очень большими. Недостаточно просто установить ветряную мельницу. Потребуется больше оборудования для накопления энергии и преобразования постоянного тока в переменный.
Сборка мини-ГЭС. Этот способ хорош в том случае, если рядом с домом протекает река или большой ручей.
Установив солнечные батареи. В этом случае вам также не придется платить за электричество. Однако стоимость такого оборудования будет очень высокой.

Чаще всего дома в удаленных населенных пунктах электрифицируют с помощью генераторов. В том случае, если рядом есть другие постройки, соседям имеет смысл сложить и поставить ветрогенератор, который обеспечивает электричеством все дома сразу. Мини-ГЭС и солнечные батареи в нашей стране практически не используются.

Как выбрать генератор для дома

Автономное электроснабжение дома, возведенного в удаленной местности, обычно устраивают с учетом следующих рекомендаций:

Если здание находится рядом с линией электропередачи, но электроснабжение нерегулярно, рекомендуется использовать бензиновый генератор. Такие модели обычно не слишком дорогие, но ресурс несколько ограничен.
Полностью автономное электроснабжение обычно осуществляется от дизель-генератора.Это очень производительное оборудование, рассчитанное на длительную эксплуатацию.
Мощность генератора определяется сложением мощностей всех потребителей плюс маржа 15-20%. В небольших дачных домах для обеспечения аварийного электроснабжения обычно используют бензиновые модели мощностью до 2 кВт. Для жилого дома чаще выбирают дизель-генераторы мощностью 30 кВт и более. Это оборудование способно обеспечить дачный дом электричеством без перебоев.

Характеристики бензиновых и дизельных генераторов

Бензиновые автономные электростанции для дома могут быть рассчитаны на 500 или 1500 часов работы.По этому показателю дизельные модели намного уступают. На рынке есть и профессиональное оборудование этого типа, рассчитанное на 3000 часов работы. Но эти генераторы довольно дорогие.

Модели

Diesel отличаются надежностью и длительным сроком службы. Единственное неудобство, возникающее при их использовании, — необходимость запускать с полной нагрузкой каждые 100 часов. Дело в том, что на холостом ходу такая техника не особо хорошо передает.

ВЭС

В конструкции автономных станций такого типа обычно используются такие элементы:

Лопасти, ротор и генератор, установленные на мачте.
Аккумуляторы с контроллером заряда.
Инвертор для преобразования тока.
Электропривод для ориентации следует за направлением ветра.
Датчик, контролирующий движение воздушных масс.
Система аварийной остановки (применяется при штормовом ветре).
Автоматический переход на дизель-генератор или централизованную систему электроснабжения.

Как выбрать

КПД ветрогенератора зависит от двух основных факторов: скорости ветра и площади лопастей.Например, с 1 м приемного устройства ² при скорости движения воздушных масс 3 м / с можно получить около 6,5 Вт энергии, при 21 м / с — 2,2 кВт. Для небольшого загородного дома обычно выбирают установку мощностью не более 0,1-2 кВт. Для жилого дома потребуется оборудование не менее 20 кВт, с использованием электрокотла. Автономный дом, конструкция которого предусматривает газовое отопление, твердое топливо или жидкое топливо, обычно электрифицируется от ветрогенератора мощностью 5 кВт.Такого оборудования будет вполне достаточно для бесперебойной работы основной бытовой техники — холодильника, телевизора, компьютера, стиральной машины и т. Д.

Автономная газификация

Для комфортного проживания на даче, конечно, нужно не только обеспечить электричеством автономный дом. Здание также необходимо газифицировать. Если для печи достаточно купить таз и наполнять его каждые 3 месяца, то для обустройства системы отопления придется закупить гораздо более сложное оборудование.

Большими называются резервуары, с помощью которых устраивается автономное газовое отопление дома, газовые баллоны. Обычно они заполнены смесью пропана и бутана и рассчитаны на давление до 1,6 МПа. Размеры таких контейнеров могут варьироваться от 2700 до 20 000 м ³. Для частного дома ^{3 площадью 200 м 3 вполне достаточно использования газгольдера минимального объема}.

Регистрация подключения

Самостоятельно установка данного оборудования невозможна.Вам необходимо обратиться в частную или региональную газовую компанию. В первом случае стоимость работ будет немного выше. Дело в том, что автономная газификация дома возможна только после получения разного рода разрешений. Частные фирмы обычно берут на себя всю необходимую документацию и собирают ее. Когда вы обращаетесь в региональную компанию, вы должны сами обращаться к властям.

Под газгольдером выкапывается котлован соответствующего размера. Бак установлен на металлическом основании.К дому из него выкапывается траншея и строится автомобильная дорога. Контрольные мероприятия проводятся перед вводом оборудования в эксплуатацию в присутствии представителей Ростехнадзора.

Отопление

Автономный загородный дом можно отапливать разными способами. Обычно установка системы отопления в жилом доме при отсутствии централизованных инженерных систем включает следующие этапы:

Котельная установка. В настоящее время производится как электрическое, так и газовое, а также твердое топливо и жидкое топливо этого оборудования.Первый вариант выбирается при наличии ветрогенератора достаточной мощности. К емкости с пропаном и бутаном соответственно подключается газовый котел. Во всех остальных случаях используются твердотопливные или жидкотопливные котлы. Первый сорт более экономичный. Оборудование, работающее на жидком топливе, более удобно в эксплуатации.
Устройство автомобильных дорог. В настоящее время самообогрев дома обычно устраивают с помощью полипропиленовых, стальных или металлопластиковых труб.
Установка и подключение аккумуляторов.Самой популярной разновидностью на данный момент являются биметаллические радиаторы. Также иногда используются несколько более дешевых и менее прочных алюминиевых моделей.
Установка расширительного бачка. В зависимости от конструкции он располагается либо рядом с котельной, либо на чердаке здания.
Установка циркуляционного насоса. Ставится на байпас на обратном трубопроводе в непосредственной близости от котла. Перед насосом ставится фильтр для очистки охлаждающей жидкости.
Установка группы безопасности.
Опрессовка и пуск.

Сегодня автономный дом, расположенный вдали от централизованных инженерных систем, чаще всего отапливают с помощью котлов на жидком топливе. Однако, поскольку этот тип оборудования является довольно дорогостоящим, в последнее время все большую популярность приобретают газовые установки, работающие от резервуаров, а также электрические модели, работающие от больших ветряных турбин.

Водопроводные трубы

На сегодняшний день выпускаются котлы отопления всего двух типов — одноконтурные и двухконтурные.Для дома, находящегося в труднодоступной местности, наиболее уместен второй вариант. При использовании в доме двухконтурного котла можно устроить не только отопление, но и полноценное водоснабжение.

Бурение скважины обычно доверяют компании, специализирующейся на этом. Стоимость их услуг зависит от глубины залегания грунтовых вод. Для экономии необходимо предварительно заказать проведение геодезических изысканий на территории. К дому водопровод подводят по траншее на глубину, не превышающую уровень промерзания земли.Внутренняя разводка выполняется по проекту с подключением магистрали под горячую воду к котлу.

Автономная канализация

Если почти в любом населенном пункте есть линии электропередач и даже газ, то большинство жителей отдаленных поселений не мечтают о канализации. С необходимостью создания такой системы, как автономная канализация в частном доме, сталкиваются практически все владельцы загородной недвижимости. Постройте его следующим образом:

Установлен центральный стояк.В одноэтажном доме его установка не обязательна, но желательна.
На расстоянии не менее 5 и не более 15 метров от дома вырывается котлован и устанавливается септик.
От него к зданию прокладывают линию ниже уровня промерзания почвы. Траншея должна иметь уклон не менее 3 см на погонный метр.
Чаще всего автономная канализация в частном доме монтируется с использованием полиэтиленовых, полипропиленовых или металлопластиковых труб.Перед их укладкой дно траншеи кладут щебнем. Засыпьте трубы сначала песком, а затем землей. Колено канализации можно устраивать только под тупым углом.
Электромонтаж в доме выполнен с соблюдением норм СНиП. Не размещайте унитаз над кухней или жилым помещением. Расстояние между сантехническими приборами должно быть не менее 25 см. Унитаз находится в непосредственной близости от стояка. Чем дальше он установлен, тем больше вероятность засорения.Стиральные и посудомоечные машины соединяются с лежаком гибкими трубками. Под ванной и раковиной необходимо установить сифоны.

Готовый индивидуальный дом: цена

Сегодня при желании вы можете не только заказать проект, оборудованный всеми необходимыми коммуникациями, здание. Некоторые строительные компании продают и уже полностью подготовленные загородные дома. Чаще всего это сборные блочные или модульные каркасно-панельные конструкции. Стоят такие дома довольно дорого.В зависимости от типа используемого оборудования и размеров самого здания цена может варьироваться от 1–3 млн рублей и более.

Самодостаточный подход к энергии на основе био-водорода

Abstract

Вследствие парникового эффекта и глобального энергетического кризиса поиск источников чистой альтернативной энергии и разработка приложений для повседневной жизни стали неотложными задачами. В этом исследовании предлагается разработка «автономного дома» с упором на использование современных технологий зеленой энергии для снижения нагрузки на окружающую среду, достижения энергетической автономии и разумного использования энергии для создания устойчивой и комфортной среды обитания.Двумя атрибутами домов являются: (1) самодостаточный энергетический цикл и (2) автономный контроль энергии для поддержания экологического комфорта. Таким образом, автономный дом сочетает в себе энергосберегающий пассивный дизайн, снижающий выбросы углерода, с активными элементами, необходимыми для поддержания комфортной среды.

Ключевые слова: Производство водорода путем темновой ферментации, топливные элементы с протонообменной мембраной, пассивный дизайн, активное оборудование, технология экологически чистой энергии

1. Предпосылки и цели

Усилия по продвижению применения и использования энергии с начала Результатом 20 века стало изобретение многих видов энергоемкого активного оборудования и бытовой техники.В связи с растущим осознанием уязвимости экологической среды Земли с конца 20 века защитники окружающей среды пропагандируют энергосберегающий пассивный дизайн. После парникового эффекта и глобального энергетического кризиса рассвет 21 века заставил мир столкнуться с противоречием между энергосберегающим устойчивым пассивным дизайном и энергоемким активным дизайном, отвечающим требованиям комфорта. Это привело к новой парадигме разумного использования энергии.Сообщества и жилища должны использовать новые методы, такие как датчики, аккумуляторные батареи и преобразователи энергии, чтобы улучшить домашнюю среду [1]. В этом исследовании предлагается разработка «автономного дома на основе энергии биоэнергетики», использующего альтернативную энергию в сочетании с датчиками окружающей среды, компьютерными технологиями и активными архитектурными элементами для улучшения некоторых недостатков производительности пассивных домов.

2. Ретроспектива литературы

«Автономный дом» определяется как дом, который может функционировать независимо от поддержки и услуг со стороны общественных объектов [2].Однако движение автономных домов не требует, чтобы пользователи вели уединенный и скудный образ жизни. Ключевой характеристикой автономного дома является использование технологий экологически чистой энергии для снижения нагрузки на окружающую среду, а также создания устойчивой, высококачественной и комфортной среды обитания. В области архитектуры «автономия» имеет два значения: автономное управление и самодостаточность [3]. Автономия означает, что человек может самостоятельно управлять своими делами и принимать независимые решения без влияния или контроля со стороны других [4,5].Самодостаточность означает, что можно поддерживать самообеспеченность такими ресурсами, как еда, вода и энергия [6].

Хотя автономия и самодостаточность применяются к различным ситуациям в разных областях обучения и предметах, на самом деле они являются частично совпадающими понятиями, которые довольно трудно различить. В социологии самодостаточность используется для описания образа жизни людей, живущих на обочине общества [7]. В области политики социального обеспечения программы самообеспечения призваны помочь семьям с низкими доходами обрести экономическую независимость [8,9].В области городского планирования одно предложение призывает к строительству самодостаточных индивидуальных домов вокруг большого общего дома с общими удобствами, чтобы преодолеть отчуждение современных подразделений и создать совместную жилую среду [10]. В архитектуре автономные легкие дома относятся к жилищам кочевых народов. Конечно, кочевничество также рассматривается как образцовый самодостаточный образ жизни. В области защиты окружающей среды автономия недавно стала ключевым принципом в технологиях зеленой энергии и использовании водных ресурсов [11–14].В Нидерландах самодостаточность представляет собой концептуальную основу, включающую как технологическую, так и экологическую политику [15]. Использование чистой энергии и бытовой техники — необходимые условия для комфортной жизни [16]. Тем не менее, проживание в автономном доме не означает, что жители должны вести образ жизни кочевников или людей на обочине общества. Вместо этого в автономном доме применяются альтернативные источники энергии и другие соответствующие технологии в соответствии с принципом автономности и, таким образом, снижается зависимость от ископаемого топлива и сокращаются выбросы углекислого газа, чтобы улучшить глобальное потепление, при этом обеспечивая при этом высококачественную среду обитания.

Множество разногласий по-прежнему связано с поиском автономии в области энергетики и ресурсов. Согласно книге 2004 года « Почему глобализация работает, » экономиста Вольфа [17], защитника рыночной экономики, разделение глобальной экономики на самодостаточные регионы или отдельных лиц вызовет разворот и крах глобализации. это происходит с 1960-х годов, что приведет к атрофии цивилизации. Недавнее принятие Китаем защитной политики продовольственной самообеспеченности, направленной на обеспечение продовольственной безопасности, стало сильным ударом по рыночной экономике.Тем не менее, целенаправленное продвижение рыночной экономики также является весьма сомнительной стратегией. Во времена нехватки продовольствия в мире Япония, которая изначально была самодостаточной в рисе, фактически использовала рис для производства автомобильного топлива и разработала «машину для рисового спирта». Но хотя это расширило возможности применения и повысило ценность продовольственных культур, скептически настроенные японские исследователи считают, что это приведет к увеличению цен на продовольствие и приведет к трудно решаемой нехватке сырья [18].Король Таиланда Пумипон выступает за экономическую самодостаточность, делая упор на региональном или индивидуальном стремлении к энергетической и ресурсной автономии. Помимо преимуществ самодостаточности и независимого контроля, автономия также может обеспечить энергосбережение и сокращение выбросов углерода за счет ограничения торговли и транспортировки энергии и ресурсов [19]. Область экономики основана на предпосылке, что человеческие потребности безграничны, а ресурсы ограничены; он подчеркивает функционирование рыночного механизма, но игнорирует влияние таких нерыночных факторов, как возобновляемые ресурсы и влияние на экологию на экономические системы.Естественный мир в конечном итоге поддерживает человеческие экономические системы. Эксплуатация человеком окружающей среды в течение последних сорока или пятидесяти лет вызвала огромные разрушения и, скорее всего, будет иметь необратимые последствия [20]. Такие вопросы, как автономия, проводить ли локализацию или глобализацию и поддерживать ли экономическую самодостаточность или рыночную экономику, остаются весьма противоречивыми. Наконец, очень сложный вопрос — как использовать архитектурный дизайн для сохранения автономии в энергии и ресурсах.

Термин «автономный дом» был впервые предложен Александром Пайком, целью исследования которого было разработать систему обслуживания дома, которая могла бы снизить потребление местных ресурсов [21]. В 1975 году Вейл определила автономный дом как дом, который может функционировать независимо и не требует дополнительных затрат со стороны близлежащих коммунальных служб. Этот тип дома не нужно было подключать к таким услугам, как газ, вода, электричество или канализация; он использовал альтернативные источники энергии, такие как солнечная энергия или энергия ветра, и мог очищать собственные сточные воды и сточные воды.Таким образом, он не производил никаких загрязнений и не тратил впустую энергию. Первый автономный дом, согласующийся с теорией, был спроектирован и построен в 1993 году создателями автономного дома Брендой и Робертом Вейлом [22]. Этот дом обеспечивает автономию в области водоснабжения, энергетики, канализации и очистки сточных вод, а также производит электроэнергию для использования в городе. Конечно, многие построенные сооружения, соответствующие принципу автономии, долгое время существовали в естественных экологических системах. Например, курганы термитов используют некоторые ключевые принципы пассивного дизайна.представлены четыре структуры, воплощающие принципы автономного проектирования, и обсуждаются их функции / размер, расположение, ключевые технологии, принципы проектирования и значение исследований.

Таблица 1.

Анализ зданий с применением автономных принципов.

Имя Элемент	Курганы [23]	Автономный дом [22]	Жилищный проект Хокертона [24]	Самостоятельный небоскреб [25]
Иллюстрация
Дизайнер / год	Термиты / неизвестно	Бренда и Роберт Вейл / 1993	Бренда и Роберт Вейл / 1998	Мэтью Спаркс / запланировано
Функция	Подземный дом	Частный дом		Офисное здание
Местоположение	Африка	Ноттингемшир, Англия (центр города)	Хокертон, Англия (пригород)	Эр-Рияд, Дубай и Бахрейн (побережье)
Ключевые технологии	Termite курганы имеют пассивную конструкцию, регулирующую воздушный поток и сохраняющую энергию.Курганы дают термитам автономию: они не только обеспечивают комфортную среду обитания, но также способствуют росту грибов (которые утилизируют отходы термитов).	Энергию получают от солнца и ветра; дождевая вода собирается для использования в качестве питьевой. Дом построен с максимально возможным использованием переработанных и местных материалов.	Электроэнергия, водоснабжение и очистка сточных вод в общине обеспечиваются системой с нулевым выбросом углекислого газа; продукты питания выращиваются с использованием технологии пермакультуры.Сообщество состоит из пяти модульных одноэтажных засыпок. Модульная конструкция упрощает строительство домов и снижает затраты.	Цилиндрическая форма башни обеспечивает минимальную площадь воздействия солнечных лучей и, таким образом, снижает потребность в энергии для кондиционирования воздуха. На крыше есть ветряная турбина, солнечные батареи и аккумуляторные батареи для аварийного использования. Солнечные батареи на море вырабатывают энергию из водорода, извлекаемого из морской воды. Энергия хранится в водородных топливных элементах для использования в ночное время.
Значение для исследований	Сканирование и компьютерное моделирование термитников предоставили исследовательскую модель для пассивного энергосбережения и удаления отходов.	Этот дом, расположенный в центре современного западного города, демонстрирует автономный и устойчивый образ жизни.	Ограничения по контрактам на строительство домов, общественное планирование и аренду формируют это кооперативное автономное сообщество.	Использует современные экологически чистые технологии, поддерживает устойчивое развитие окружающей среды и создает качественную и комфортную среду обитания.

3. Теоретическая основа

В соответствии с определением автономного дома, ретроспективой литературы и анализом конкретных случаев, с макроскопической точки зрения, автономное проектирование дома включает три области: экологически безопасная среда, архитектурный дизайн и энергетические приложения. ().Обращаясь к микро-точке зрения, соображения устойчивости и применения энергии включают (1) технологию зеленой энергии (возобновляемые источники энергии, такие как солнечная энергия, энергия ветра, энергия биомассы, гидроэнергетика (включая разность потенциалов и приливную энергию) и термоядерный синтез), (2) видение и цели, (3) факторы выбора зеленой энергии и оценка осуществимости. Что касается энергетических приложений и архитектурного проектирования, элементы включают (1) цикл самообеспечения, (2) преобразование и форму энергии (включая преобразование и расчет энергии и работы, соответствие между входами и выходами и методы обработки), (3) поддержку здания система и (4) оценка осуществимости.Архитектурный дизайн и соображения устойчивости включают (1) автономную среду (расположение дома, планировку и размер), (2) автономное проживание (независимые жилища или форма кооперативного сообщества) и (3) автономный дом (принципы пассивного проектирования, дополнительное использование активного оборудования для повысить производительность) ().

Макроскопическая перспектива автономных домов.

Микропредметы в автономных домах.

4. Моделирование и эмпирические исследования

4.1. Видение и цели

Автономный дом на основе био-водородной энергии предполагает, что в течение десяти лет технология водородной энергетики достигнет уровня зрелости, позволяющего использовать ее во многих повседневных применениях.Когда это время придет, каждая семья сможет установить «резервуар для брожения, вырабатывающий водород», похожий на септик, и водородные топливные элементы размером примерно с кондиционеры на окнах. Если проектная цель производства водородной энергии, удовлетворяющая средней потребности домохозяйства в электроэнергии 3 кВт, может быть достигнута, на каждые 200 000 домохозяйств потребуется на одну тепловую электростанцию меньше (т. Е. Вырабатывающую в среднем 600 МВт). Распределенные электрические системы в домашних условиях могут снизить зависимость от крупных центральных электростанций и, таким образом, достичь целей энергосбережения, сокращения выбросов углерода и энергетической автономии.

4.2. Технология «зеленой» энергии и био-водородная энергия

Принимая во внимание стремление к автономному производству и потреблению электроэнергии в домашних условиях, какая форма альтернативной энергии является наиболее подходящей в качестве основного источника энергии для домашних хозяйств? Этот вопрос давно вызывает у энергетиков и экономистов. Согласно рекомендации исследовательской группы по применению биоводородной энергии Университета Фэн Чиа, система с наибольшим коммерческим потенциалом представляет собой «систему выработки энергии на основе биоводорода в реальном времени», состоящую из блока производства водорода темного брожения (анаэробный биореактор с непрерывным перемешиванием, CSABR) и топливных элементов с протонообменной мембраной (PEMFC).Этот тип системы может генерировать возобновляемую энергию, а также обрабатывать городские отходы и сточные воды. Факторы оценки зеленой энергии включают такие объективные условия, как доступность сырья, климатические факторы, ограничения площадок, пороговые значения производственных технологий и удельные затраты. Для сравнения, хотя солнечную и ветровую энергию легко получить, они сильно зависят от климата и относительно ненадежны. Гидроэнергетика подлежит ограничениям на размещение, а ядерная энергия имеет гораздо более высокий технологический порог, чем могут выдержать обычные домохозяйства.С точки зрения энергетической автономии домашних хозяйств, производство водорода из биомассы и выработка электроэнергии предлагают преимущества легко добываемого сырья, свободу от климатических воздействий, стабильную выходную мощность, отсутствие ограничений на площадку и относительно низкий порог технологии производства.

В этом исследовании рекомендуется использовать энергетические системы биомассы, включающие преобразование биомассы в водород, который затем хранится в форме с высокой плотностью и в конечном итоге преобразуется в формы энергии, которые могут использоваться в домашнем хозяйстве.Подходящие типы биомассы включают навоз животных, отходы сельскохозяйственных культур, древесину, сахарные культуры, городской мусор, городские сточные воды, водные растения и энергетические культуры. Из них городские отходы, такие как городской мусор и городские сточные воды, будут играть наиболее важную роль. По оценкам, Тайвань в настоящее время производит шесть миллионов тонн органических отходов ежегодно, которые могут быть использованы в качестве сырья для производства энергии из биомассы.

4.3. Цикл самообеспечения

Для того, чтобы соответствовать принципам самообеспеченности энергией, автономный дом на основе био-водорода должен завершить цикл самообеспечения, включающий производство энергии, ее хранение, контроль распределения, загрузку приложений, рециркуляцию, утилизацию и повторное использование. .Под средой жизнеобеспечения понимается экосистема в биосфере Земли, которая может удовлетворить физиологические потребности живых организмов. Экономические системы должны получать функции жизнеобеспечения от естественной среды, иначе они не смогут выжить. Основная идея концепции устойчивого развития заключается в том, что последствия действий человека должны подвергаться определенным ограничениям, чтобы не разрушить разнообразие, сложность и функции экологических систем жизнеобеспечения [26]. Как следствие, эффективно функционирующая автономная система, основанная на человеческом обществе, должна объединять экологические и экономические аспекты, если она хочет реализовать идеалы устойчивого развития.показывает, что мировые ресурсы и энергия будут быстро исчерпаны из-за эффекта энтропии в рыночной экономике, уделяя особое внимание только процессу, охватывающему только сырье, производство и потребление продуктов [27]. показывает, как устойчивое развитие должно объединять экологию и экономику, делает упор на переработку и повторное использование после потребления и опирается на цикл самодостаточности для снижения потребления энергии и замедления энтропии.

Цикл самообеспечения.

4.4. Система поддержки здания

В соответствии с циклом энергетической самообеспеченности здание может рассматриваться как средство преобразования массы в энергию и должно состоять из цикла, состоящего из производства энергии, хранения, управления распределением, приложений загрузки, рециркуляции, утилизации и повторного использования .Здание также должно иметь опорную систему, включающую: (1) камеру для производства био-водорода, (2) резервуар для хранения водорода, (3) установку для подачи водорода, (4) топливные элементы, (5) другие вспомогательные альтернативные источники энергии. (солнечная энергия, энергия ветра и т. д.), (6) аккумуляторные батареи, (7) преобразователь, (8) диспетчерская и панель описания и (9) электрическая нагрузка здания. Если в будущем будут использоваться автомобили на водородных топливных элементах, то (10) можно добавить установку для заправки водородом. Если количество электроэнергии, вырабатываемой зданием, может превышать его потребление и может быть предоставлено другим местным пользователям, то можно добавить подключение к электросети общего пользования ().Биологическая камера производства водорода состоит из пяти основных компонентов: (а) резервуар для субстрата, (б) резервуар для питательной соли, (в) резервуар для ферментации для производства водорода, (г) резервуар для разделения газа и жидкости и (е) устройство для очистки водорода. Система производства энергии на основе биоводорода в реальном времени включает в себя процессы производства водорода, хранения водорода, поставки водорода и его использования ().

Биоводородная система выработки электроэнергии в реальном времени.

4.5. Технико-экономическое обоснование

В этом разделе делается попытка определить на основе проектной цели производства энергии на био-водороде, удовлетворяющей средней потребности домохозяйства в электроэнергии 3 кВт, какое вспомогательное оборудование потребуется, объемы помещений, площади и расположение, а также схему плана. здания.Эта информация послужит ориентиром для проектирования односемейных автономных домов.

Согласно информации Тайваньской энергетической компании [28], статистика за последние пять лет показывает, что домашнему хозяйству необходимо 3–4 кВт установленной мощности. Согласно Лин [29], ферментационный резервуар для производства водорода размером 3,2 м ³ может удовлетворить потребности в энергии обычной семьи. Однако, если в качестве сырья выбрана биомасса, переменные, такие как методы обработки и преобразования, а также факторы окружающей среды (температура, влажность, давление и т. Д.)) повлияет на скорость производства водорода и плотность водорода. Установка резервуара для хранения водорода может решить проблемы, связанные с переменной производительностью. Избыточный водород можно хранить и использовать в тех случаях, когда его количество недостаточно. Согласно системе выработки энергии в реальном времени на биоводороде, разработанной университетом Фэн-Чиа, в течение 300 дней использования каждый литр резервуара для производства биогидрогена производил 1,15 ± 0,08 литра водорода в час. Когда маленькие светодиоды были подключены к системе, работающей при температуре окружающей среды (25 ° C), ток и напряжение были равны 0.38 А и 2,28 В соответственно. Согласно формуле мощность = ток × напряжение, система вырабатывала в среднем 0,87 Вт (0,38 × 2,28 = 0,87 Вт). Таким образом, можно консервативно оценить, что резервуар для ферментации для производства водорода объемом 3222 л (≈3,2 м ³) потребуется для размещения средней домашней нагрузки в 3 кВт ((3000 / 0,87) ÷ (1,15–0,08) = 3222 L ≈ 3,2 м ³). Это примерно размер обычного коммерческого септика (2–3 м ³). Взяв в качестве примера экспериментальную установку по производству био-водорода Университета Фэн Чиа (), пять основных компонентов камеры для производства био-водорода (резервуар для субстрата, резервуар для питательной соли, резервуар для ферментации для производства водорода, резервуар для разделения газа и жидкости и устройство для очистки водорода) имеют соотношение объемов 2: 2: 1: 1: 1.Как следствие, общий объем камеры производства био-водорода будет в семь раз больше, чем объем бродильного чана для производства водорода, то есть 22,4 м ³. Предполагая, что в обычном доме с вертикальным просветом 2,5 м потребуется примерно 15 м ² площади оборудования (при условии, что высота резервуара составляет 1,5 м). Если коридоры и другое оборудование занимают четверть помещения для производства био-водорода, тогда для помещения потребуется общая полезная площадь 20 м (²).Коммерческие топливные элементы мощностью 3 кВт имеют объем примерно 0,33 м. ³ (http://www.solore.com.tw/power/fuel/stacks/3kw.htm). Резервуары для хранения водорода должны быть в состоянии хранить достаточно водорода в течение трех дней. Так как среднее домашнее хозяйство на Тайване использует примерно 3 × 320 ÷ 30 = 32 кВтч каждые три дня, а топливный элемент мощностью 3 кВт требует 36 л водорода в минуту, 36 л водорода может, таким образом, произвести 0,05 кВтч. Таким образом, на три дня потребуется примерно 32 ÷ 0,05 = 640 л водорода. Коммерческий резервуар для хранения водорода объемом примерно 1.68 м ³ (http://www.hbank.com.tw/fc_products_pr_05.htm), следовательно, можно использовать в этом приложении. По фактическим данным Исследовательского центра энергетики и ресурсов FCU, когда рабочий объем составляет 3 л, а HRT составляет 8 ч, концентрация матрицы сырья будет 20 г ХПК / л, и система будет вырабатывать 0,87 Вт электроэнергии. . Кроме того, поскольку 20 г ХПК / л = 17,8 г сахарозы / л (фактические данные), для получения 0 потребуется 6,675 г сахарозы / ч (3–1 / 8 ч x 17,8 г сахарозы / л = 6,675 г сахарозы / ч).87 Вт и 23 017 г сахарозы / час потребуется для выработки 3 кВт (6,675 г сахарозы / час x 3000 / 0,87 = 23 017 г сахарозы / час). По данным Taiwan Power Corp., среднее ежедневное потребление электроэнергии домохозяйством составляет 10 кВтч, поэтому система должна работать в течение 3,3 часа в день, чтобы обеспечить ежедневную электрическую нагрузку домохозяйства в 3 кВт (10 кВтч / 3 кВт). Таким образом, на одно домохозяйство в день потребуется в общей сложности 75 956 г сахарозы (23 017 г сахарозы / ч × 3,3 ч / день = 75 956 г сахарозы / день).

Экспериментальная установка по производству био-водорода (слева, внутри; справа, снаружи).

дает размеры объемов и площадей помещения для хранения сырья биомассы, помещения для производства био-водорода, топливных элементов, резервуара для хранения водорода и диспетчерской, а также модель. показывает схематический план системы производства энергии в реальном времени на биоводороде в качестве образца для проектирования односемейных автономных домов.

Схематический план системы выработки энергии в реальном времени на био-водороде.

Таблица 2.

Оценки функциональных областей и модель исследования.

Функция	Объем	Площадь
Хранилище сырья для биомассы	7,5 M ³	3 M ²	Камера для производства био-водорода	22,4 M ³	20 M ²
Топливные элементы	0,33 M ³	0,5 M ²
Бак для хранения водорода	1.68 M ³	1,5 M ²
Диспетчерская	7,5 M ³	3 M ²

4.6. Автономное управление

В соответствии с принципами энергетической автономии, дизайн дома, ориентированный на потребности пользователей, должен, помимо соблюдения пассивной планировки здания и принципов проектирования, также учитывать использование активных адаптивных устройств. Активные устройства можно использовать для повышения производительности пассивного здания, улучшения автономного управления энергетическими приложениями и поддержания комфортной среды обитания.

Автономный дом в этом проекте будет использовать тепловую выталкивающую вентиляцию с использованием лестницы в качестве вентиляционной башни. Из-за эффекта тепловой плавучести горячий воздух обычно попадает в вентиляционную башню по лестнице и выходит через верхнюю часть башни из-за эффекта воздушного потока. Однако, когда внешнее давление превышает давление в помещении, при вентиляции с тепловой плавучестью может возникнуть обратный поток воздуха, и горячий воздух не сможет выйти. Когда датчики перепада давления и вычислительная техника используются в сочетании с клапаном воздушного потока, если в вентиляционной башне есть отрицательное давление по сравнению с воздухом снаружи, можно включить вентиляционный вентилятор наверху башни или угол наклона воздуха клапан потока отрегулирован, чтобы гарантировать, что внутреннее пространство башни имеет положительное давление по сравнению с наружным воздухом, и горячий воздух может легко выходить.По этой причине в автономном доме будет использоваться активное устройство, обеспечивающее оптимальную вентиляционную работу башни с пассивной тепловой плавучестью () [30].

Проект градирни с тепловой плавучестью (рисунок Чен Нянь-Цзы).

5. Рекомендации и выводы

Исследование устанавливает схему возможного автономного дома на основе водородной энергии, который не будет производить загрязнений и не тратить энергию. Предложения для будущих исследований:

(1) Модель выработки и использования энергии в жилых домах независимого островного типа:

Это исследование было сосредоточено на развитии автономных городских жилых домов, связанных с государственной энергосистемой. распределенные электрические системы на базе могут снизить зависимость от крупных центральных электростанций.Тем не менее, дома, расположенные в отдаленных пригородах и местах, где недоступно общественное электричество, еще больше нуждаются в автономных энергосистемах. Тем не менее, дальнейшие исследования должны изучить, как поддерживать стабильность и производительность выработки энергии, прямого использования, хранения и поставки для использования. Исследования могут также быть сосредоточены на модификации бытовых генерирующих систем для подачи питания переменного тока и изучении моделей использования и распределения, а также бытовых приборов и оборудования, которые подходят для питания переменного тока.

(2) Интеграция и управление несколькими энергетическими системами:

В соответствии с принципами энергетической автономии здания могут поддерживать несколько источников энергии (таких как энергия биомассы, солнечная энергия, энергия ветра, гидроэнергетика и геотермальная энергия и т. Д. .). Поэтому дальнейшие исследования должны быть сосредоточены на стабильном использовании нескольких источников энергии и различных типов производимого ими тока (переменного или постоянного тока). Потребуются более эффективные платформы управления энергией, чтобы избежать ненужных потерь при преобразовании энергии.

(3) Изучение экологических характеристик городских систем с точки зрения энергетики:

Согласно широкому определению экосистемы, города можно рассматривать как часть экосистемы. Дальнейшие исследования могут изучить метаболизм материи, преобразование энергии, круговорот воды и поток валюты в городской производственной и потребительской деятельности, а также изучить динамические механизмы, функциональные принципы, экономические и экологические преимущества, пространственные структуры и правила управления городскими системами.

(4) Обработка сточных вод и химическая потребность в кислороде (ХПК), когда биомасса используется для производства водорода:

Поскольку водородный генератор на биомассе Университета Фэн Чиа производит лишь небольшое количество сточных вод, эти сточные воды смешиваются с бытовыми сточными водами кампуса. и сбрасываются непосредственно в канализацию сточных вод университетского городка; он направляется в пруд для очистки сточных вод университета, а затем сбрасывается в городскую канализационную систему. Однако необходимо будет создать сооружения для очистки сточных вод на уровне сообществ, когда установки по производству водорода из биомассы станут обычным явлением в будущем.Такие объекты должны снизить ХПК сточных вод от производства водорода в достаточной степени, чтобы соответствовать стандартам выбросов, прежде чем воду можно будет сбрасывать в городские системы сточных вод. Потребуется сотрудничество с инженерами по охране окружающей среды, чтобы интегрировать соответствующие меры по контролю за загрязнением.

Это исследование рассматривает автономный дом на основе био-водородной энергии как ключевую технологию жилищного строительства нового поколения. Это имеет два значения: во-первых, самодостаточный энергетический цикл дома, состоящий из производства, потребления и переработки, удовлетворяет потребности устойчивого развития.Во-вторых, использование датчиков, вычислительных механизмов и адаптивных архитектурных элементов позволит автономно управлять окружающей средой. Что касается применения и повторного использования энергии и ресурсов, автономный дом этого типа может согласовать проект пассивного энергосбережения с потребностями в энергии активных устройств, удовлетворяя потребность в комфортной среде.

LuvSide: The Powerful Turn

Малый.Крепкий. Современный. Мощный поворот.

Малые ветряные турбины: мощный виток возобновляемой энергии

LuvSide разрабатывает, производит и продает небольшие ветряные турбины предприятиям, частным владельцам и сообществам. За 5 лет непрерывного развития наши турбины зарекомендовали себя как для наземных, так и для морских операций.

Электроэнергия: важнейшее устойчивое преобразование

Мы не можем вести повседневную жизнь без электричества.Однако 66,8% от общей мировой выработки электроэнергии приходится на горючие виды топлива (IPCC, 2014), выделяющие парниковый газ, что приводит к глобальному потеплению и изменению климата. В последние годы мощный переход к возобновляемым источникам энергии произошел в отдельных лицах, отраслях, правительствах и во всем мире.

Сделайте каждый киловатт экологичнее и чище

Как граждане, заботящиеся об энергии, мы считаем, что чистое, децентрализованное производство энергии — это решение.Небольшие ветряные турбины с вертикальной осью LuvSide не только используют энергию ветра, но также обеспечивают автономное энергоснабжение с сохранением избыточной электроэнергии или ее подачей непосредственно в сеть. Это позволяет производить и поставлять электроэнергию на местном уровне, что в конечном итоге приведет к преобразованию зеленой энергии с нуля — компании, учреждения и наши дома.

Подробнее об устойчивом развитии

Непрерывные инновации

5 лет исследований и разработок.

Безупречное качество

Разработан и построен нашей собственной командой инженеров.

Конкурентные технологии

Надежен даже в экстремальных погодных условиях.

Ознакомьтесь с решениями

Страны
как производственные площадки

организаций
на борту с нами

LuvSide Turbines

LuvSide в настоящее время предлагает ветряные турбины Savonius с вертикальной осью в качестве вашего решения для децентрализованного, самодостаточного производства электроэнергии, а также для представления общественности об устойчивой ответственности.

Подтвержденный опыт работы на побережье Северного моря, на морских платформах, на бизнес-объектах и в университетских городках.
Датчик ветра 360 °
Геометрия ламелей с оптимизированным потоком
Грозоустойчивая конструкция
Скорость ветра до 180 км / ч
Низкое воздействие на окружающую среду
Почти бесшумная работа
Безопасность эксплуатации
Защита от перегрузки
Просмотр подробностей
Такая же надежность, более высокая эффективность.Следующая эволюция турбины Савониуса от LuvSide уже доступна.
Датчик ветра 360 °
Система рыскания не требуется
Грозоустойчивая конструкция
Скорость ветра до 180 км / ч
Низкое воздействие на окружающую среду
Почти бесшумная работа
Безопасность эксплуатации
Защита от перегрузки
Просмотр подробностей
Первый запуск осенью 2020 года
Эволюционный гибрид ветряных турбин Дарье и солнечной энергии с выходной мощностью 5.0 кВт.

Это небольшая ветряная турбина, которая может…

Выдерживает тропические штормы и тайфуны
Может устанавливаться на различных ландшафтах
Подключается напрямую к местным электросетям

Снижает вред окружающей среде
Поставляет энергию автономно
Действует как символ устойчивости

Ознакомьтесь с нашими проектами в области ветроэнергетики

Ветер безграничен, как и энергия.

Отстаивая преобразование зеленой энергии, мы стремимся предоставить автономное энергоснабжение с использованием энергии ветра и небольших ветряных турбин для организаций и сообществ в отдаленных ландшафтах, ветреных регионах и прибрежных районах по всему миру.

Вместе мы создаем более экологичное будущее

Дополнительная информация о

Частные ветряные турбины для односемейных домов — мечта о отключении от сети?

Идея иметь возможность производить электроэнергию вне сети в качестве частного лица с помощью ветряной турбины в саду вашего собственного дома очень привлекательна.Но что вы действительно можете ожидать от небольшой частной ветряной турбины с точки зрения генерируемой энергии и что нужно учитывать при ее установке у себя дома?

Генераторы

для ветряных турбин — часть 2: как выбрать один

Есть несколько типов генераторов, которые могут быть связаны с небольшими ветряными турбинами: наиболее важно типы постоянного или переменного тока, а также синхронные или асинхронные, которые работают с постоянными магнитами или возбуждением электрического поля соответственно.

Генераторы

для ветряных турбин — Часть 1: Основы

Ветряные турбины помогают человечеству преобразовывать энергию ветра в электричество в течение последних 50 лет. Генераторы преобразуют механическую энергию вращающихся лопастей в электрическую.

Подписаться на информационный бюллетень

Подпишитесь на нашу ежемесячную рассылку по электронной почте, чтобы получать регулярные новости о тенденциях и событиях в области ветроэнергетики от LuvSide.

Примечание: для этого содержимого требуется JavaScript. Предпочтение конфиденциальности

На нашем веб-сайте мы используем файлы cookie.Некоторые из них очень важны, а другие помогают нам улучшить этот веб-сайт и улучшить ваш опыт.

Предпочтение конфиденциальности

Здесь вы найдете обзор всех используемых файлов cookie.Вы можете дать свое согласие на использование целых категорий или отобразить дополнительную информацию и выбрать определенные файлы cookie.

Имя	Borlabs Cookie
Провайдер	Владелец этого сайта
Назначение	Сохраняет предпочтения посетителей, выбранные в поле cookie файла cookie Borlabs.
Имя файла cookie	Borlabs-печенье
Срок действия печенья	1 год

Имя	WPML
Провайдер	Владелец этого сайта
Назначение	Сохраняет текущий язык.
Имя файла cookie	_icl_ , wpml_ , wp-wpml_ *
Срок действия печенья	1 Тег

Автономное электроснабжение.Виды и работа

Резервное электроснабжение загородного дома остается актуальной проблемой в любое время. Многие владельцы частных загородных домов сталкиваются с ситуациями, когда внезапно пропадает электричество. Правильное решение этой проблемы — обеспечение дома электроэнергией за счет организации резервного питания.

Домашняя система резервного питания

Автономная система электроснабжения может обеспечить бесперебойную работу всего оборудования в доме.В случае выхода из строя стационарной электросети резервный источник питания сможет обеспечить мощность, необходимую для работы устройств. Источники питания, обеспечивающие независимость дома от основной сети, отличаются друг от друга и представлены в большом разнообразии.

Для обеспечения электричеством частного загородного дома в случае незапланированного отключения электроэнергии часто используют:

Основная функция современных источников резервного электроснабжения дома — обеспечение бесперебойной подачи электроэнергии в дом.

Резервные источники бесперебойного питания выполняют следующие функции:

Контроль за электросетью
Фильтрация скачков напряжения
Зарядка аккумулятора

Когда значения в системе питания имеют критические параметры или нет электричества вообще, автоматика включает инвертор, который берет ток от аккумуляторной батареи.

Выбор оборудования для автономного электроснабжения дома

Продолжительность и качество работы устройств зависит от правильности подбора оборудования для системы резервного электроснабжения дома.К выбору резервного источника питания нужно подходить ответственно.

Для частного дома обычно выбирают следующие устройства:

Инверторы. Эти устройства разные и имеют свои особенности. Нужно знать, что инвертор с синусоидой на выходе дает более качественную электроэнергию и сможет запитать все электроприборы.
Батареи … Вы должны знать, что чем больше емкость батареи, тем дольше можно будет использовать накопленную энергию.

Современная система резервного электроснабжения

Современное резервное бесперебойное электроснабжение частного дома возможно с помощью солнечных батарей. Аккумуляторная система — это экологически чистый способ производства электроэнергии для электросети. Солнечные элементы состоят из фотоэлектрических модулей, покрытых стеклом. Это стекло имеет определенную текстуру и позволяет поглощать много солнечного света.

Ветрогенератор можно использовать в качестве источника электроэнергии только там, где есть ветер.Сейчас этот источник энергии редко используют в качестве резервного источника питания для загородного дома из-за неблагоприятных условий работы.

Газовые электростанции для электроснабжения

Газовые электростанции могут работать на природном и сжиженном газе. Они подключаются к газовой системе … Стоимость эксплуатации этих источников питания обычно значительно ниже, чем у других генераторов.

Имеются газогенерирующие электростанции:

Синхронный, асинхронный аккумулятор
Встроенная система автоматического управления

Чаще всего электростанции рассчитаны на бесперебойную длительную работу в автоматическом режиме с возможностью дистанционного управления.От этих устройств меньше вредных выбросов.

Газогенераторы для электроснабжения дома

Газогенератор используется для выработки электроэнергии малой мощности и может работать некоторое время. Эти источники доступны с системами воздушного и водяного охлаждения.

Бензиновый автономный генератор:

Имеет компактный размер
Удобен для транспортировки
Подходит для домашнего электроснабжения

Газогенератор часто используется для подачи электроэнергии в частные дома, где в течение короткого времени отсутствует подача электроэнергии из основной электросети.Не подходит для длительной эксплуатации.

Дизель-генератор для бытового электроснабжения

Дизель-генератор более мощный и в зависимости от конструктивных особенностей может быть рассчитан на длительную работу.

Генератор синхронный и асинхронный
АСУ

Однако дизельный генератор, как и бензиновый, во время работы выделяет вредные продукты сгорания и создает много шума при выработке электроэнергии.Это требует принятия различных технических мер для уменьшения негативного воздействия.

Источник бесперебойного питания для дачи своими руками

В работе электроснабжения частного дома часто случаются отключения электроэнергии. Для обеспечения автономной работы электроснабжения сегодня предлагается множество различных устройств и оборудования, но вы можете сделать альтернативный источник питания самостоятельно, что не так уж и сложно.

Вам необходимо приобрести инвертор и выполнить следующие действия:

К стороне, где расположены клеммы, необходимо подключить провода сечением 4 кв.
Затем подключите кабель зарядного устройства к клемме
После этого можно производить подключение к АКБ
Теперь все подключается к инвертору

Резервный источник питания и источник бесперебойного питания в домашних условиях — как сделать резервный источник питания самостоятельно в домашних условиях

Резервный источник питания загородного дома. Особенности системы резервного электроснабжения. Современные системы энергоснабжения частного дома. Бесперебойное электроснабжение дома.

Резервный источник энергии для загородного дома

Зима позади, впереди весенние хлопоты, начало садово-строительного сезона. А если на участке не будет электричества, то хлопот будет только увеличиваться.

Газогенератор или аккумулятор

Ведь при строительстве дома без источника электричества не обойтись, и даже с садовыми или домашними делами электроинструмент значительно облегчает работу. Но что делать, если на участке еще нет электричества? Стандартный ответ буквально отламывает язык — газогенератор.И это при цене бензина в районе 30 рублей за литр. Кто-нибудь пробовал предварительно рассчитать затраты на топливо? Понятно, что денег стоит, но каких? Как оценить реальную стоимость эксплуатации газогенератора?

Бензогенератор мощностью 1 кВт с баком 5 литров рассчитан на автономную работу в течение 8 часов при 75% нагрузке. Другими словами, при постоянной нагрузке 750 Вт в течение 8 часов он полностью использует запас бензина, обеспечивая 6 кВт * ч (750 Вт * 8 ч) энергии от генератора.

Вот его обычные тактико-технические характеристики … Теперь рассмотрим другой вариант решения той же проблемы. И сравниваемым параметром будет стоимость одного кВт * ч.

Итак, сумма 150 руб. (5 л * 30 руб / л) будет платой за энергопотребление 6 кВт * ч от газогенератора, то есть стоимость 1 кВт * ч 25 руб. Электроэнергия от розетки стоит в пределах 2 руб. / КВт * ч, или в 12,5 раза дешевле.

Вот наглядный пример неэффективности генераторов жидкости по сравнению с внешней сетью (220В от розетки).Конечно же, возникает вопрос — как провести электричество из розетки в нужное место, и ответ очевиден — в батареях. И любые трудности, возникающие при использовании аккумулятора, по сути абсолютно такие же, как и при использовании генератора. Например, аккумулятор, а также генератор и бензин к нему нужно как-то доставить на объект. Емкость аккумулятора тоже не бесконечна (время работы ограничено), как и запас бензина в баке. Срок службы аккумуляторов с запасом покрывается разницей в стоимости кВт * ч таких решений, плюс сервисное обслуживание намного проще и дешевле.

Стоимость выработки 1 кВт * ч бензогенератором составляет 25 рублей, а стоимость выработки 1 кВт * ч системы на аккумуляторе — 2 рубля. Стоимость владения системами сравняется после 1870 кВт * ч при цене бензинового генератора мощностью 1 кВт 7 тыс. Руб. И системы 1 кВт на батарее 50 тыс. Руб.

Приведенные выше расчеты полностью развенчивают миф об отсутствии альтернативы генераторным решениям как единственному автономному источнику энергии.Аккумуляторы, благодаря своей простоте, экологичности и безопасности, более органично вписываются в задачи автономного электроснабжения и признаны приоритетным направлением во всем мире.

При решении задачи автономного электроснабжения системы генераторов не идеальны, так как работа любого генератора определяется емкостью его топливного бака, однако системы на аккумуляторах также имеют аналогичные ограничения. Поэтому полностью автономные объекты сочетают в себе оба решения и часто также используют альтернативные источники энергии (солнце, ветер, вода).

Что такое 1870 кВтч? Это 5 месяцев непрерывной работы с «болгаркой» мощностью 2 кВт при условии, что она работает 8 часов в сутки 22 дня в месяц.

Аккумуляторные решения многофункциональны в вопросах зарядки самих аккумуляторов. Их можно заряжать как от внешней сети (220В от розетки), так и от солнечных батарей (панелей) или ветрогенераторов, и от обычных генераторов. То есть любой источник постоянного тока необходимого напряжения. Альтернативные источники энергии, помимо всего прочего, позволяют получать практически бесплатную энергию.Солнечная панель мощностью 200 Вт для яркого дневного света позволяет вырабатывать энергию в пределах 1 кВт. Учитывая практически неограниченный срок службы солнечных панелей (от 25 лет), можно подсчитать, сколько свободной энергии будет генерировать массив из 10 панелей за 25 лет.

Обычный пример автономного блока питания

В чем удобство использования аккумулятора вместо генератора? Простота использования (подключил провод, нажал кнопку), без шума, без выбросов, мгновенный запуск, без опасности взрыва.Привезли, подключили, поработали, отключили, пригнали, зарядили — весь процесс полностью аналогичен процессу эксплуатации генератора, за исключением того, что нет необходимости заливать топливо, проверять уровень масла, ждать установленной мощности после запуска. И дополнительный плюс — каждый заряд аккумулятора экономит затраты по сравнению с топливом в 12,5 раз.

То есть через 5 месяцев почасовое использование «болгарки» от АКБ будет стоить в 12,5 раз дешевле, чем при питании от газогенератора.

Сегодня многие владельцы частных домов владеют бензиновыми или дизельными генераторами.Потратив один раз на покупку и пару раз применив, обычно оставляют пылиться в шкафу или гараже. Крайне редкое использование генераторов связано с их дороговизной и ограниченной функциональностью. При этом батарейки всегда найдут себе применение. Строительство закончено? Комплект батарей можно использовать в качестве источника бесперебойного питания для дома или отдельных устройств (бойлер, насос, свет, инструмент), и система будет работать намного стабильнее и надежнее, чем генератор. И каждый заряд аккумулятора будет стоить 12.В 5 раз дешевле. В случаях резервного электроснабжения (с аварийными отключениями внешней электросети) генераторные решения не выдерживают никакой конкуренции с аккумулятором, заранее и заведомо проигрывая им во всем.

Типовой пример резервного источника питания

Доверите ли вы своему ребенку запустить генератор или долить топливо? Ответ очевиден. При этом сегодня практически каждый ребенок ходит с мобильным телефоном (в котором есть аккумулятор). Таким образом, аккумуляторные решения исключают ненужные риски и даже позволяют ребенку запускать оборудование.Подбор комплектующих для такой системы тоже несложный. Помимо АКБ, требуется инверторный зарядный комплекс. Это автоматический блок для переключения между внешней сетью и аккумулятором, который при работе от аккумулятора преобразует ток с постоянного (аккумулятор) в переменный (220 В), а при возобновлении работы внешней сети переключается обратно и автоматически запускает встроенный -в зарядном устройстве для пополнения заряда аккумулятора.

Вот и все. Выбор различных аккумуляторов и инверторов на рынке достаточно широк.И хотя выбор продукции крупных зарубежных производителей является гарантом надежности аккумулятора, «младшие» китайские коллеги сегодня уже не отстают в вопросах качества. Так что если вам нужна мобильная и автономная электроэнергия, есть гарантированно надежное и в то же время экономичное решение без шума и выхлопных газов — аккумуляторные батареи.

Резервный источник энергии для загородного дома, ДОМ ИДЕЙ

Электроинструмент значительно облегчает жизнь, но что делать, если электроэнергия на объект подается с серьезными перебоями или отсутствует электроснабжение как таковое? Есть решения на базе газогенератора и аккумуляторных батарей.

Резервное питание частного дома от аккумулятора

Инвертор — это преобразователь постоянного тока в переменный (220 вольт). Источниками постоянного тока 12 вольт являются аккумуляторные батареи (аккумуляторные батареи) или солнечные батареи.

Инвертор использует энергию одной или нескольких батарей, со временем разряжается и требует зарядки. Для зарядки аккумулятора используется зарядное устройство, которое может питаться от городской сети или от генератора.

В автономных системах с альтернативным источником энергии аккумулятор также можно заряжать от солнечных батарей, ветрогенератора или микрогидроэлектростанции.

Самым простым и распространенным вариантом использования инвертора является его использование в качестве резервного или аварийного источника 220 вольт от автомобиля.

Вы подключаете инвертор к батарее (12 вольт постоянного тока), а затем подключаете свой бытовой прибор к розетке 220 вольт на корпусе инвертора, получая мобильный источник 220 вольт.

С помощью инвертора можно запитать от аккумулятора практически любую бытовую технику: кухонные электроприборы, микроволновую печь, электроинструменты, телевизор, стереосистему, компьютер, принтер, холодильник, не говоря уже об освещении. устройств.Вы можете использовать всю эту технику где угодно и когда угодно!

Простой пример: на даче отключили электричество, а у вас нет света, вечером вы не сможете смотреть любимый сериал, и, что самое неприятное, протек холодильник. С инвертором и батареями вы можете обеспечить себя электричеством как минимум на несколько часов.

Другой пример. Инвертор может пригодиться для автономного использования от автомобильного аккумулятора электроинструмента (дрели, пилы, рубанка и т. Д.)) на объекте, где нет сети 220 вольт.

Что такое система бесперебойного питания?

Установленная в вашем доме система бесперебойного питания, включающая аккумуляторы и инвертор, позволит вам стать независимым от перебоев в электроснабжении 220 вольт. В случае отключения внешней сети освещение и бытовая техника вашего дома переключатся на питание от батареи через инвертор. При восстановлении подачи питания системное зарядное устройство автоматически заряжает аккумуляторы.

Какие бывают типы систем бесперебойного питания?

Мы разделяем системы ИБП на 3 типа:

Небольшие системы до 1,5 кВт используются для обеспечения бесперебойной работы маломощных нагрузок, например, таких как газовый / дизельный отопительный котел, а также несколько циркуляционных насосов. Установка такой системы не даст дому промерзать на морозе при отключении городской сети.
Системы с 1 входящей линией переменного тока — это системы с инвертором, обычно 2.От 0 до 6,0 кВт, подключен только к одному внешнему источнику переменного тока, чаще всего к городу. В таких системах использование резервного генератора возможно только в ручном режиме с помощью ручного переключателя мощности.
Системы с 2 входящими линиями переменного тока — это системы с инвертором, который одновременно подключается как к городской сети, так и к генератору. Когда батарея разряжена, такая система автоматически запускает генератор, заряжает батарею и выключает генератор до следующего цикла разряда.При установке систем этого типа нет необходимости в генераторе с автоматикой (так называемый АВР — автоматический переключатель резерва), так как инвертор сам выполняет функцию АВР.

В чем разница между бесперебойной системой и автономной системой?

Мы называем автономной системой систему, которая не имеет подключения к городской сети и использует генератор или альтернативный источник в качестве источника энергии (солнечные панели, ветряные турбины или микрогидро).

Автономная система с генератором работает в постоянном циклическом режиме: питание нагрузок — заряд от генератора. В зависимости от емкости аккумулятора и среднего часового энергопотребления нагрузки цикл заряда-разряда может составлять один или два раза в день. По сравнению с использованием одного генератора, использование инверторной системы сокращает время работы генератора в 2-5 раз.

Схема системы бесперебойного питания коттеджа на базе инвертора, включая несколько источников питания, в том числе альтернативные:

Классическая схема системы бесперебойного питания коттеджа:

Во многих случаях инверторная система может заменить генератор.Основные преимущества инверторных систем перед генератором:

Бесшумность
Без выхлопа и запаха топлива
Компактность и возможность установки в любом подсобном помещении
Бензин и дизельное топливо с собой возить не нужно
Повышенная надежность переключения, особенно зимой
Нет пауз в электроснабжении дома при переключении на резерв (реальная непрерывность)
Техническое обслуживание практически не требуется

Каковы основные характеристики инверторов?

Основные характеристики инвертора, на которые стоит обратить внимание:

Номинальная мощность (в киловаттах) — определяет, сколько общей мощности нагрузки может постоянно подаваться от этого инвертора.
Пиковая мощность (в киловаттах) — определяет, какую максимальную пиковую мощность инвертор может выдержать при работе от батареи. Некоторые приборы, особенно электродвигатели, компрессоры или насосы, имеют пусковую мощность, которая в 2-5 раз превышает их номинальное потребление.
Форма волны переменного тока при инвертировании от постоянного тока является характеристикой, определяющей качество инвертора. Качественный инвертор должен иметь гладкую синусоиду, идентичную переменному току городской сети.
Сила тока встроенного зарядного устройства (если есть) — определяет, какую максимальную емкость аккумулятора может «прокачать» (зарядить) встроенное зарядное устройство.
Возможность зарядки различных типов АКБ. Например, герметичные и открытые батареи имеют существенные различия в напряжениях на разных этапах зарядки.
Наличие температурного датчика для регулировки напряжения заряда в зависимости от температуры окружающей среды … В холодную погоду напряжение заряда должно быть выше, в жару — наоборот ниже. Если такой компенсации не происходит, то дорогие аккумуляторы могут быть недозаряженными или перезаряженными, что приведет к их преждевременному выходу из строя.
Спящий режим — возможность инвертора переходить в экономичный режим при отсутствии нагрузок и «просыпаться» при включении нагрузки. В спящем режиме собственное потребление инвертора в несколько раз ниже, чем в рабочем. Это особенно важно в автономных системах, где эта характеристика может существенно повлиять на время автономной работы всей системы.
Наличие встроенного переключающего реле означает, что инвертор может автоматически «подобрать» подачу питания к нагрузкам в случае сбоя питания.Инвертор без реле имеет только «исходящую» линию переменного тока, к которой подключены нагрузки, питаемые от батареи. Инвертор с реле имеет линию «вход» и «выход». К входу подключается внешняя сеть, которая через реле передается на нагрузки. В момент выхода из строя внешней сети реле срабатывает и нагрузки переходят на питание от аккумулятора.

Также при выборе инвертора следует обратить внимание на весовой коэффициент — 1 кВт = 10 кг, то есть инвертор на 6 кВт должен весить около 60 кг.Это значит, что у такого инвертора хороший медный транс.

Какое напряжение постоянного тока мне выбрать для моей системы?

Работаем с тремя «номиналами» — 12В, 24В и 48В .

КПД 12-вольтовых систем обычно существенно ниже КПД систем с более высокими номиналами.

Малые системы ИБП до 1,5 кВт
Малые солнечные системы с 1-2 панелями по 12 В
Системы постоянного тока: светодиодное освещение и т. Д.
Автомобильные инверторы до 2 кВт (с обязательно жестким подключением к АКБ)

Номинальное напряжение 24 В подходит для систем с солнечной батареей. Самые доступные солнечные панели имеют рабочее напряжение около 36 В и предназначены для зарядки аккумуляторов 24 В с помощью самых простых и недорогих контроллеров заряда.

48V: Рекомендуется для систем бесперебойного / автономного питания и солнечных систем мощностью более 4,5 кВт. Эти системы имеют самый высокий КПД и позволяют использовать кабели постоянного тока относительно небольшого размера (70 мм2 — 120 мм2).

Какая мощность инвертора мне нужна?

Для включения небольшого телевизора или ноутбука от автомобильного аккумулятора будет достаточно инвертора до 500 Вт.

Если говорить о системах резервного питания в домашних условиях, то параметр мощности инвертора будет зависеть от потребляемой мощности устройств, которые будут работать в вашей сети от аккумуляторных батарей. Если только освещение и телевизор, то можно обойтись инвертором на 500-1000 Вт (энергопотребление рассчитайте самостоятельно).Если вы планируете включать через инвертор большую часть освещения и большинство бытовых приборов в доме, то вам понадобится инвертор мощностью не менее 1,5 кВт и выше.

Сначала необходимо рассчитать общую мощность устройств, которые вы хотите подключить к инвертору. Потребляемая мощность устройства обычно указывается на самом устройстве или в инструкции по эксплуатации (раздел Технические характеристики). Я бы рекомендовал использовать инвертор с мощностью как минимум на 20-30% больше, чем максимальная потребляемая мощность, которую вы можете рассчитывать.

Как правило, при установке системы бесперебойного питания к ней подключаются не все нагрузки, а только «аварийные»: свет (да и то, может быть, не все), котельное оборудование, ворота, колодец, водоподготовка, безопасность и т. д. Не подключаются мощные нагрузки: сауна, различные каменки, а также в некоторых случаях большие «гирлянды» галогенного освещения и т. д.

Обычно все, что содержит электродвигатель (например, холодильник или отопительный насос), имеет так называемую «пусковую» мощность, которая может быть значительно выше номинальной мощности инвертора.Пусковая мощность — это мощность, необходимая для запуска прибора. Обычно эта мощность требуется на короткое время до нескольких секунд, после чего устройство переходит в режим нормального потребления (выходная мощность).

Как подключить инвертор? Какие провода нужны? Что еще тебе нужно?

Обычно все работы по подключению и пусконаладке системы бесперебойного питания мы берем на себя. Если вы хотите подключить инвертор самостоятельно, то сложность зависит от мощности.

Переносные инверторы мощностью 150 Вт имеют вилку, которую можно вставить в прикуриватель автомобиля. Это удобно, но мощность такого подключения крайне ограничена. Более мощные портативные инверторы имеют зажимы, которые надеваются на контакты автомобильного аккумулятора.

Инверторы

мощностью более 500 Вт должны быть надежно подключены к батарее, чтобы избежать перегрева и искрения контактов.

Общее практическое правило — использовать для соединений постоянного тока как можно более толстые провода. Если необходимо установить инвертор вдали от аккумулятора, рекомендуется увеличить длину проводов 220 В переменного тока (например, использовать удлинитель).Соединение постоянного тока (от батарей до инвертора) рекомендуется не длиннее 3 метров.

Кроме того, для мощных систем бесперебойного питания рекомендуется установка автоматического выключателя или предохранителя постоянного тока.

Какие аккумуляторные батареи лучше всего использовать?

В основном аккумуляторы бывают двух типов: глубокого разряда и стартерные. Для систем ИБП подходят только батареи глубокого разряда, способные выдерживать длительные периоды разряда и зарядки.Ниже мы будем рассматривать только аккумуляторы глубокого разряда. Мы классифицируем их на следующие типы:

1. Гель (GEL) — с электролитом в гелеобразном состоянии

2. AGM (AGM) — самые распространенные герметичные аккумуляторы

II. Открытый (затопленный)

Герметики не требуют обслуживания и могут быть установлены практически в любом помещении. Их тактико-технические характеристики несколько слабее: не рекомендуется разряжать их «в пол» и оставлять разряженными на длительное время. Среднее количество полных циклов разряда — около 500-600.

Открытые батареи требуют периодической проверки электролита и доливки дистиллята. Устанавливается только в вентилируемых помещениях. Эти батареи намного более долговечны и могут пройти процесс выравнивания, во время которого они возвращаются в исходное состояние. Среднее количество полных циклов разряда может достигать 1500-2000.

Какой емкости аккумулятора требуется для системы бесперебойного питания дома?

Чем больше, тем лучше. Мы можем посоветовать вам ориентироваться по следующей таблице:

Количество 12-вольтовых батарей

Мы считаем, что одна 12-вольтовая батарея на 200 Ач содержит 2 кВтч энергии.Те. если разряжать с нагрузкой 200 Вт, то теоретически на 10 часов должно хватить.

Какой тип батарей мне следует использовать? Можно ли использовать автомобильные аккумуляторы?

Большинство портативных автомобильных инверторов мощностью до 500 Вт выдают 220 вольт в течение 30-60 минут от автомобильного аккумулятора, даже если автомобиль не работает. Это время зависит от состояния и возраста аккумулятора, а также от потребляемой мощности включенного оборудования 220 вольт. Если вы используете инвертор при выключенном двигателе автомобиля, имейте в виду, что ваша батарея разряжается, и вам необходимо включать двигатель, чтобы заряжать его каждый час в течение не менее 10 минут.

Инверторы мощностью более 500 Вт и стационарные инверторы ИБП.

Как долго будет работать система при отключении внешней сети?

Чем меньше нагрузка и больше емкость установленных аккумуляторов, тем больше запас времени.

Электрочайник 2 кВт, кипяток 6 минут, то есть 1/10 часа (при условии, что он включается только один раз в этот час)

Энергосберегающие осветительные лампы (каждая по 20 Вт / ч), например всего 15 ламп на

Выход 1.5 кВт, время открытия и закрытия — 1 минута (2 минуты = 1/30 часа)

Котел с принудительной горелкой 100 Вт / ч и 4-мя циркуляционными насосами отопления по 75 Вт / ч каждый

Скважинный насос 3 кВт, включается 3 раза по 2 минуты в час (6 минут = 1/10 часа

Теперь посчитаем общую емкость аккумулятора:

Возьмем стандартную систему из восьми 12-вольтовых батарей по 200 Ач каждая: 12 х 200 х 8 = 19200 Вт / ч, умножим на коэффициент. убытки

0,75-0,8 = общая мощность 15 кВтч.Делим это значение на среднюю часовую нагрузку и получаем продолжительность автономной работы системы при заданной средней часовой нагрузке.

В нашем случае время автономной работы бытовой техники до разрядки составляет около 10 часов.

Стоит добавить, что при постоянно высоких нагрузках скорость «съедания» энергии из аккумулятора будет увеличиваться. Еще одно замечание: этот расчет является теоретическим и будет корректироваться в зависимости от многих факторов, таких как возраст батареи, температура окружающей среды и т. Д.

Можно ли сделать электрическое отопление бесперебойным?

Мы не устанавливаем наши системы на электрокотлы и другие отопительные приборы из-за их большого энергопотребления. Батареи будут разряжаться слишком быстро, что означает, что установка нашей системы будет потеряна.

Практически во всех случаях мы устанавливаем наши системы только в коттеджах с магистральным газоснабжением. Все современные газовые котлы за очень редким исключением требуют питания от сети 220 В. При этом их энергопотребление очень низкое, что позволяет достаточно длительное время обеспечивать их автономную работу даже от небольшой емкости аккумулятора.

Если в вашем доме нет магистрального газа, советуем установить дизельный котел или бензобак. При нынешнем состоянии электросетей в России и наших зимах полагаться только на электрическое отопление — значит рисковать замораживанием дома с довольно высокой вероятностью.

У меня в доме трехфазная сеть, могу ли я установить трехфазную систему?

Как правило, на большинстве объектов с 3-х фазной «разводкой» можно без потери функциональности установить 1-фазную систему для защиты дома от перебоев.Мы просто группируем наиболее важные нагрузки в 1 фазу и пропускаем ее через инвертор. Во время «отключения» две другие фазы обесточиваются, а та, которая была защищена инвертором, продолжает питать подключенные к нему нагрузки.

Если этот вариант не работает, то остается установить 3 инвертора. В настоящее время мы устанавливаем только 3-фазные системы на базе инверторов Xantrex XW.

В данном случае у нас есть 2 варианта:

Трехфазная система с фазовой синхронизацией — требуется, если трехфазные двигатели (насосы и т. Д.) доступны. Если фаза 1 потеряна, вся система перейдет в резерв и будет питать все 3 фазы от батареи.
3 инвертора отдельно на каждую фазу — более гибкая система, но только при отсутствии трехфазных нагрузок. Если одна из фаз отсутствует, инвертор включается только в этой фазе. Два других будут заряжать аккумулятор и питать нагрузки по фазам от сети. Это означает, что пропущенная фаза может сохраняться практически неограниченное время.

Как я могу увеличить время автономной работы моей системы без внешней сети?

Купите больше батарей и сократите потребление.

Несколько советов любителям экстрима:

Использовать энергосберегающие лампы вместо ламп накаливания
Вместо верхнего света подключайте к системе только розетки и при необходимости используйте настольные лампы и торшеры.
Не подключайте к системе «лишние» циркуляционные насосы, например, насосы теплого пола
Установите пару солнечных батарей, хотя бы днем время автономии можно увеличить за счет энергии солнца

Что означают выходная мощность и пиковая мощность?

Обычно все, что содержит электродвигатель (например, холодильник или отопительный насос), имеет так называемую «пусковую» мощность, которая может быть значительно выше номинальной мощности инвертора.Пусковая мощность — это мощность, необходимая для запуска прибора. Обычно эта мощность требуется на короткое время, до нескольких секунд, после чего устройство переходит в режим нормального потребления (номинальная мощность).

Пиковая мощность, указанная в характеристиках инвертора, указывает на то, сможет ли инвертор запустить подключенное устройство. Обычно инвертор «переваривает» пиковую пусковую нагрузку, в 1,5 раза превышающую ее номинальное значение. Например, OutBack VFX3048E (номинальная мощность 3 кВт) имеет 5.Пиковая мощность 75 кВт.

Инвертор — стабилизатор?

Нет. Стабилизатор — отдельный прибор. Если бы и инвертор, и стабилизатор были изготовлены в одном корпусе, то такое устройство было бы очень громоздким и весило бы более 100 кг при мощности 3-4 кВт. К тому же, скорее всего, пострадает надежность.

В некоторых случаях программируемый инвертор может использоваться в качестве стабилизатора, но только на короткие периоды отклонения напряжения сети от 220 вольт, что дает ему узкий диапазон входящей сети.В этом случае при отклонениях он переключался бы на аккумулятор, выдавая даже 220 вольт. Недостатками такой схемы работы являются частые переключения реле с возможностью его преждевременного выхода из строя, а также вероятность быстрой разрядки аккумулятора.

Нужен ли стабилизатор?

Стабилизатор рекомендуется на сайтах с плохой сетью. Стабилизатор устанавливается на вводе городской сети после счетчика и перед инвертором.Чаще всего стабилизатор защищает ВСЕ нагрузки, а инвертор защищает только самые важные части. По этой причине мощность регулятора обычно выше, чем у инвертора. Кроме того, советуем выбирать мощность стабилизатора примерно на 50% выше суммарной мощности питаемых им нагрузок, при этом уменьшается вероятность его использования «на пределе» и выхода из строя из-за частых перегрузок.

Как выбрать резервный генератор?

Для периодического использования в домах, подключенных к городской сети, подойдет бензиновый агрегат, например, с двигателем Honda.В автономных системах имеет смысл инвестировать в более дорогое дизельное топливо. Для автономных систем, где генератор будет часто использоваться, лучше всего покупать т.н. «Тихоходный» дизель-генератор (1500 об / мин против стандартных 3000 об / мин) Такой генератор менее шумный и имеет значительно больший срок службы.

Какой должна быть мощность генератора для работы в паре с инвертором?

Когда батареи сели и генератор включился, дом переключается на питание от генератора, который должен одновременно заряжать аккумулятор.Следовательно, мощность генератора = мощность нагрузки + мощность зарядного устройства. Обычно для зарядки аккумулятора достаточно большого объема требуется от 1 до 3 кВт мощности, потребляемой от сети переменного тока. Инверторы типа Xantrex XW могут заряжать аккумуляторы очень большой емкости при потреблении от сети до 6 кВт. Наши стандартные системы 3-6 кВт с 4-8 батареями сконфигурированы для зарядки аккумуляторов мощностью около 2 кВт.

Если мы устанавливаем инвертор номиналом 4-6 кВт, то предполагаем, что в доме может возникнуть совокупная нагрузка такой мощности.Если используется зарядное устройство, то мощность генератора должна быть не менее 6-8 кВт.

При использовании маломощного генератора (например 3 кВт) после разрядки АКБ их можно не заряжать, а всю мощность генератора передавать нагрузкам. В этом случае в случае длительного перерыва в работе сначала будут задействованы аккумуляторы, а по истечении оставшегося времени до появления сети дом будет питаться только от генератора. Если у генератора достаточно мощности, то после зарядки аккумулятора он отключится до следующего цикла, и такие циклы теоретически могут продолжаться бесконечно.

Вам нужен генератор с АВР (автомат)?

При использовании инверторов серии XW автоматизация не требуется, так как инвертор сам выполняет свою функцию автоматического включения резерва (ATS). Здесь можно сэкономить около 40 000 рублей, не покупая генератор с АТС.

Какой инвертор лучше подходит для катера / яхты?

Что такое чистый синусоидальный ток и чем он отличается от «квазисинусоидального»?

Какой тип инвертора мне нужен — чистый синус или модифицированный синус?

Преимущества синусоидальных инверторов 220 вольт:

1.Форма волны переменного тока 220 вольт на выходе инвертора имеет крайне низкие значения гармонических искажений и практически не отличается от стандартного напряжения бытовой сети 220 вольт.

2. Индуктивные двигатели микроволновых мечей и других бытовых приборов, содержащих электродвигатели, работают быстрее и меньше нагреваются.

3. Меньше шума в таких приборах, как фены, люминесцентные лампы, усилители звука, факсы, игровые консоли и т. Д.

4. Меньшая вероятность зависания компьютера, ошибок печати, прерываний и шума монитора.

5. Надежная работа следующих устройств, которые не будут работать с измененным синусоидальным током:

Лазерный принтер, копировальный аппарат, магнитооптический привод
Некоторые портативные компьютеры
Некоторые люминесцентные лампы
Электроинструмент на транзисторах с регулируемой скоростью
Зарядные устройства для аккумуляторных электроинструментов
Устройства с микропроцессорным управлением
Часы цифровые с радио
Швейные машины с регулируемой частотой вращения двигателя и микропроцессорным управлением
Определенное медицинское оборудование, например концентраторы кислорода

Модифицированные синусоидальные инверторы работают с большинством электроприборов.Если ваша задача — обеспечить бесперебойным питанием домашнего освещения, телевизора, холодильника, то модифицированный синусоидальный инвертор будет наиболее экономичным решением. Инверторы с чистым синусом предназначены для работы с более чувствительным оборудованием.

Будет ли компьютер работать на модифицированном синусоидальном токе?

Мой мультиметр показывает 190 вольт при измерении напряжения от квазисинусоидального инвертора. У меня неисправный инвертор?

Нет, с вашим инвертором все в порядке. Обычный тестер может дать ошибку от 20% до 40% при измерении напряжения квазисинусоидального инвертора.Для правильного измерения используйте тестер «RMS», также называемый тестером «RMS» или «TRUE RMS». Такой прибор намного дороже обычных дешевых мультиметров, но только он может показывать правильное напряжение квазисинусоидального инвертора.

Как подключить две и более батарейки?

Предпочтительно использовать 2 (или более) батареи одного и того же типа на 12 В в параллельной конфигурации. Это даст в 2 (или более) раза больше емкости и, следовательно, больше времени автономной работы до того, как потребуется зарядка.

В качестве альтернативы можно подключить 6-вольтовые батареи для удвоения напряжения до 12 вольт. Аккумуляторы на 6 вольт необходимо подключать попарно.

Аккумуляторы на 12 В, подключенные параллельно, чтобы удвоить емкость (Ач)

Батареи на 6 В, подключенные последовательно (последовательно) для удвоения напряжения до 12 В

СВЧ-режим от инвертора

Мощностная характеристика микроволновой печи — это мощность «готовки».Реальное энергопотребление в большинстве случаев намного выше, чем указано на ценнике. Реальное энергопотребление обычно указывается в духовках с задней стенкой. Это необходимо иметь в виду, если вы хотите использовать инверторную микроволновую печь.

Характеристики теле- и аудиотехники

Хотя все инверторы являются экранированными устройствами для уменьшения помех, некоторые помехи, влияющие на качество телесного сигнала, все же могут возникать (особенно при слабом сигнале).

Вот несколько советов:

Прежде всего, убедитесь, что антенна дает нормальный сигнал при нормальных условиях, без инвертора.Убедитесь, что антенный кабель надлежащего качества.
Попробуйте изменить положение антенны, телевизора и инвертора относительно друг друга. Убедитесь, что провода постоянного тока проложены как можно дальше от телевизора.
Смотайте провода питания телевизора и провода, соединяющие аккумулятор с инвертором, кольцом.
Установите фильтр на шнур питания телевизора.

Некоторое недорогое аудиооборудование может издавать легкий гул при работе от инвертора. Решение этой проблемы — только покупка более качественного оборудования.

Системы бесперебойного питания для коттеджей

Источники бесперебойного питания Schneider Electric, Xantrex, Outback, TBS, для коттеджей и дач. Продажа, техническая экспертиза и установка систем автономного электроснабжения.

Многие удобства в жилых и бытовых зданиях зависят от электричества. Однако отключения электроэнергии в городах и пригородах не редкость. Для далеких от цивилизации населенных пунктов проблема тем более актуальна — иногда просто невозможно проложить там электросеть … В таких случаях возникает вопрос о независимой генерации тока.

Автономное электроснабжение способно обеспечить здания необходимым количеством энергии. При этом не происходит коротких замыканий, соблюдается стабильность напряжения, аварийных ситуаций практически не возникает. Подключить такое оборудование не так сложно, как в случае использования обычных сетей, и зачастую окупается в более короткие сроки.

Выбор личного источника электроэнергии — ответственное занятие, требующее изучения нюансов … Это особенно актуально, когда система изготавливается вручную.

Альтернативных ресурсов не так много, но у каждого из них есть свои плюсы и минусы для определенных ситуаций.

Какие бывают системы автономного электроснабжения?

Все источники автономной электроэнергии делятся на генераторы, батареи и солнечные батареи.

Они работают на сжигании дизельного топлива, бензина, угля, газа или любых других веществ.

Использует энергию ветра для преобразования ее в электричество.Это также включает гидроэнергетику на основе водозабора и геотермальных источников.

Они действуют, поглощая и накапливая тепло солнечных лучей.

Батарейки

Сами заряжаются от электричества и при его отсутствии сдают накопленный резерв.

Как выбрать квартиру, дом, дачу?

Подобрать себе подходящий автономный блок питания не так уж и сложно, если учесть некоторые параметры.

Первое, на что стоит опираться — это количество и характер энергопотребляющих систем … Обычно в перечень таких систем входят кондиционирование, отопление, откачка воды из колодца. Также необходимо учитывать количество часто используемых бытовых электроприборов и холодильного оборудования. Для всего вышеперечисленного требуется источник бесперебойного питания, который может обеспечить любой независимый источник.

Вторым этапом выбора будет расчет общей мощности.Показатели потребления каждого устройства складываются друг с другом. Окончательное автономное электроснабжение загородного дома, дачи или квартиры должно превышать полученную сумму на 20-30%.

И частные пользователи, и крупные промышленные предприятия сегодня стремятся к возможности иметь автономный источник питания. В первую очередь это связано с возможными трудностями со стороны энергоснабжающих организаций с бесперебойным электроснабжением. Длительные перебои в подаче электроэнергии приводят не только к финансовым затратам, но также могут стать угрозой для жизни людей, если отключение электроэнергии происходит в медицинских учреждениях или на опасных и опасных технологических производствах.

Основные причины наличия автономных источников питания

— низкое качество тока (резкие скачки, перепады, колебания и т. Д.), Получаемого от энергоснабжающей организации;

— наличие потребителей особой и первой категории, требующих непрерывного электроснабжения;

— отсутствие возможности подключения к существующим электрическим сетям.

Основным преимуществом автономного электроснабжения считается бесперебойная работа технологического оборудования… Автономные источники могут использоваться как основной и как резервный. Аварийный источник снабжен устройством АВР, способным запитать обесточенный участок электросети за несколько долей секунды.

Разновидности автономных источников

Источником электрической энергии могут быть:

— дизельные или бензиновые генераторы;

— фотоэлектрические батареи;

— ветрогенераторы;

— ветряные турбины.

Двигатели на электростанциях могут использоваться как.Первые, как известно, экономичнее, легче заводятся, отличаются более значительным моторным ресурсом. Но стоимость их примерно в 2–3 раза выше бензиновых аналогичной мощности. Поэтому дизельные электростанции рекомендуется использовать в тех случаях, когда перебои в подаче электроэнергии происходят достаточно часто, что требует длительной эксплуатации станции. В противном случае целесообразнее использовать бензиновые генераторы.

Сегодня они устанавливаются в частных домах и дачных участках, как домашняя электростанция, а также могут использоваться как основной или резервный источник электроснабжения.Они не требуют значительных затрат на выработку электроэнергии; выработка электроэнергии в них происходит практически «даром». К недостаткам этих устройств можно отнести большой размер стартовых финансовых вложений, к тому же особенности насыщения энергией солнца создают определенные трудности в их эксплуатации. Это связано с тем, что солнце способно светить не круглый год, а только днем и только в ясную погоду, поэтому вместе с фотоэлектрическими батареями используются аккумуляторы, предназначенные для аккумулирования электричества, а преобразователи — это устройства, преобразующие постоянная от аккумуляторов в переменный 220В, 50Гц.

— Это оборудование, которое долгое время использовалось для выработки электроэнергии. Их использование ограничено разной ветровой активностью местности и наличием водоемов с активным движущимся водным потоком. Также их эффективная работа связана с использованием дополнительного оборудования (аккумуляторы, преобразователи и т. Д.).

Обеспечивается практически 100% надежность при параллельной работе с внешними. Собственная генераторная установка обеспечивает энергонезависимость, что позволяет увеличить ресурс двигателя, продолжительность периода работы оборудования на 25-30%.

В этой статье я хочу в общих чертах рассказать о том, что такое автономные или резервные системы электроснабжения, о чем идет речь. Также опишу несколько вариантов компоновки и расчета системы под разные запросы и условия. Вообще, собрать своими руками собственную электростанцию довольно сложно и, как правило, с учетом ошибок и недочетов самодельная электростанция в итоге дороже, и тем, кто ничего не понимает, советую Об этом — обращайтесь в фирмы, которые всем этим занимаются.

Если вы уверены в своих знаниях и силах, и у вас много свободного времени, то почему бы и нет. Самый распространенный случай, когда собственная электроэнергия нужна на постоянной основе, — это загородные дома и дачи, где электросети отсутствуют вообще или их качество просто отвратительное. Могут быть и другие проблемы, такие как высокая стоимость подключения к электросети или бюрократические барьеры.

Автономный дом

Обеспечение вашего дома электричеством от солнечных батарей без батарей, пока светит солнце, энергия уходит в электросеть и счетчик крутится в обратную сторону — вы продаете электроэнергию государству, а когда нет солнца и ночью вы купи это Полное обеспечение вашего дома — это большие вложения, для этого нужно много оборудования, поэтому цена здесь начинается от нескольких сотен тысяч рублей и легко достигает миллиона рублей.Самый дешевый вариант на начальном этапе и по простоте установки и подключения — это бензиновый или дизельный генератор, но недостаток в том, что он требует топлива, к тому же издает постоянный шум, ну и для его установки нужно отдельное помещение, или установка на улице (но там зимой может подмерзать и плохо заводиться).

Сейчас у нас в среднем на даче или на даче средняя потребляемая мощность около 200 кВт в месяц. Потребление включает в себя множество электрических устройств, и среди них есть те, которые требуют круглосуточного питания, например, циркуляционные насосы и электронагревательные котлы, холодильники и т. Д.Следовательно, генератор должен работать несколько дней и в то же время обеспечивать большую мощность, когда это необходимо, например, когда мы включаем микроволновую печь, электрический чайник, электроинструмент, сварочный аппарат и т. Д. Все это можно рассчитать и определить с помощью мощность генератора, но сразу скажу, что дешево не покупайте, потому что скупец платит дважды, а если не поймет, то потратит деньги на ремонт и замену тех или иных устройств.

Автономное электроснабжение дома от генератора

Пример электроснабжения дома от дизель-генератора, который устанавливается на открытом воздухе в специальной емкости

Для полной автономности бензиновый или дизельный генератор должен обеспечивать мощность до 6 кВт, и сутками работать на пролете, а его ресурс должен быть высоким, иначе через год-два генератор износится и придется покупать новый или вкладываться в капитальный ремонт… При этом за это время он до сих пор «съедает» тонны дорогого топлива. Первоначальные вложения составляют в среднем 50-100т.руб., И последующая покупка топлива. Что ж, с другой стороны, генератор работает независимо от погоды и когда вам это нужно. Вы также можете добавить к генератору дополнительное оборудование, например, блок управления генератором и переключение с сети при отключении электроэнергии.

Генератор + источник бесперебойного питания

Также вы можете установить источник бесперебойного питания, который может управлять генератором и электросетью.А если, например, у вас вообще нет электросети, то при разрядке аккумулятора в источнике бесперебойного питания он на время запустит генератор, а по мере зарядки аккумуляторов остановится газогенератор. и электричество будет подаваться от аккумуляторов. При этом источник бесперебойного питания тоже сразу выдает 220 вольт, а внутри есть контроллер заряда аккумулятора и блок для переключения от сети и наоборот, и управления газогенератором.

Также, если у вас есть электрическая сеть, но она часто пропадает и не качественная, то вы можете установить источник бесперебойного питания и пока есть сеть, он будет заряжаться и будет в полной готовности ждать, а так как как только пропадет электричество, он включит свой инвертор и подаст в дом 220 вольт. Заряда внутренних аккумуляторов хватит на несколько часов автономной работы, чего обычно достаточно, чтобы переждать отключение электроэнергии. Но и сам безперебойник, и батарейки тоже приличные, не буду афишировать здесь конкретные устройства, думаю, вы сами найдете, если захотите.Но плюс генератора с источником бесперебойного питания в том, что генератору не нужно работать постоянно, а нужно только заряжать аккумуляторы.

Ветро-солнечные электростанции

Если бензин-дизельный генератор вас не устраивает, вы не хотите слышать шум от его работы, возитесь с покупкой и заправкой. То есть альтернативные источники электроэнергии, такие как солнечные батареи и ветряки, но здесь все намного сложнее. Ветер и солнце не являются постоянными вещами, и вы должны считаться с этим и рассчитывать все внутри и снаружи, и, опять же, чем меньше вы хотите потратить сразу, тем дороже будет содержать вашу электростанцию.Например, блок самых дешевых аккумуляторов нужно менять каждые 1-3 года, а если вы купите качественные и подходящие аккумуляторы, то о замене их можно забыть на десять и более лет.

Автономная электростанция

аккумуляторная батарея автономной электростанции, а также другое оборудование, вот как работает ее автономная

В весенний, летний и осенний периоды солнца обычно вполне хватает, а здесь нужно просто рассчитать мощность солнечных панелей и емкости аккумуляторов в сутки и этого будет достаточно.Например, если у вас около 200 кВт в месяц, то 200:30 = 6,6 кВт / день. То есть в сутки потребляется 6,6 кВт, тогда хватит и солнечных панелей по 1,5 кВт, и аккумуляторов с рабочей мощностью 7 кВт. Рабочая емкость — это емкость, которую можно использовать без значительной потери емкости аккумулятора.

Например, для автомобильных стартерных аккумуляторов это не более 30%, для тяговых свинцовых аккумуляторов не более 70%, для щелочных около 80% и lifepo4 тоже 80%. То есть, если установить самые дешевые стартерные батареи, то для того, чтобы у них постоянно брать 7 кВт, им нужна полная мощность 21 кВт, тогда они прослужат до трех лет и даже больше.А если они будут каждый раз разряжаться до 50-80%, то в первые месяцы начнут резко терять емкость, быстро деградируя.

Зимой в средней полосе России и ближе к северу солнце очень плохое, и производство солнечных панелей падает в пасмурные дни до 20 раз, и они больше не могут заряжать батареи, если от них постоянно берут электричество. И здесь нужно поставить либо ветрогенератор, либо газогенератор, чтобы помогать заряжать аккумуляторы в эти периоды.В то же время ветрогенератор, конечно, предпочтительнее, так как он не требует топлива для работы, но вам нужно изучить ветровую ситуацию в вашем районе, чтобы понять, сколько энергии требуется ветрогенератору и имеет ли это смысл, иначе это может быть все эти дни спокойно — когда нет солнца, а потом без газогенератора не обойтись.

Альтернативный источник питания для дома

Ветрогенератор и солнечные батареи позволяют полностью удовлетворить все ваши потребности в электроэнергии

Мини-электростанция

Если вам не нужны киловатты мощности, но достаточно, чтобы был свет и электричество для телевизора, ноутбука и зарядки телефонов, то все намного проще, и можно даже отказаться от инвертора и переключить все на 12 вольт и сэкономить на самом инверторе.А также сам инвертор имеет КПД 80-90%, то есть без него в среднем еще 15% энергии можно использовать с пользой, а не на нагрев инвертора. Конечно, у 12-вольтовых потребителей тоже есть свои блоки питания, но когда мы делаем все на 220 вольт и устанавливаем инвертор, мы преобразуем с 12 вольт инвертором в 220в, теряя 15% энергии, а потом примерно столько же на преобразователи с 220в на 19в, 12в, 5в. Если исключить инвертор из этой цепочки, то можно сэкономить 15% энергии.

Еще можно сэкономить на аккумуляторах. Например, свинцово-кислотные батареи имеют КПД около 85-90%, если они работают в номинальном режиме, но если они заряжаются и разряжаются током, превышающим 1:10 их емкости, то эффективность заряда-разряда становится равной. еще ниже. То же самое и с щелочными, эффективность которых хуже всего. А если использовать литий-железо-фосфатные аккумуляторы, то их КПД составляет 95-98%, и при этом он особо не портится даже при заряде большими токами, а есть такие батареи, как щелочные и дорогие тягово-свинцовые. .При экономии на инверторе и поставке аккумуляторов lifepo4 средняя прибыль составит 30%, что означает, что вам нужно установить на 30% меньше солнечных панелей, либо у вас будет на 30% больше энергии. Думаю, это очень важно, особенно когда не хватает энергии и ограничен бюджет.

Если иногда нужно включить что-то от 220 вольт, например небольшой электроинструмент, то можно отдельно поставить дешевый инвертор с модифицированной синусоидой мощностью 1 кВт, и дрель, небольшую болгарку и так что дальше будет работать через это.Но циркуляционные насосы и холодильники часто отказываются работать через дешевые инверторы, и здесь лучше сразу взять инвертор с чистой синусоидой на выходе.

Но мы все привыкли к 220 вольт, и если хотите перевести все на 220 вольт, то купите хороший инвертор с запасом мощности, а потом увеличьте мощность солнечных панелей и емкость аккумулятора. В общем, если вы покупаете что-то для своей автономной системы, то независимо от того, где действует правило, скупец платит дважды, и если до него не доходит, то вышедшие из строя устройства будут заменены.Все это испытал на себе, и особенно это касается аккумуляторов, здесь их лучше меньше чем за год отправить на свалку.

Расчет малой электростанции на минимальные нужды

Например, если у вас на даче нет электросети, и вы не хотите заводить машину для ее зарядки (телефон, ноутбук, планшет или фонарик, или телевизор смотреть и тд) и это не удобно, то можно и солнечную электростанцию установить. Ставьте на крышу дома солнечную батарею, или несколько, около 200 Вт (цена 15000 руб.), Аккумулятор с рабочей мощностью 500-700 Вт (10-20т.Рублей), контроллер зарядки аккумулятора (цена 3-5т. Рублей). Этого достаточно, чтобы у вас был маленький 12-вольтовый телевизор диагональю 15-19 дюймов, работающий круглосуточно, и многое другое, ну и конечно же свет по дому (2-3 маломощные лампочки). Если вы планируете использовать его постоянно зимой, вам придется либо добавить газогенератор, либо ветрогенератор на 600 Вт, но все зависит от наличия ветра в вашем районе.

Мини-электростанция

Малая самодельная электростанция

Расчет мощной электростанции

Если вы хотите питать весь дом круглый год, а в месяц потреблять 200 кВт, то мощность солнечных батарей должна быть от 1.5 кВт / час, работоспособность аккумуляторов от 10 кВт, хороший преобразователь 220 вольт и все остальное. А на зиму либо газогенератор, либо ветрогенератор. Цена примерно одинаковая, на солнечные батареи порядка 100-150т.руб, аккумуляторы 200-250т.руб, контроллер 10-15т.руб. инвертор на 15-30 ламп, ну и еще есть дополнительные — индивидуально для каждой.

В общем, весь расчет всегда должен начинаться с полного анализа ваших потребностей и условий, чтобы не прогадать и потратить деньги наиболее рациональным образом.Альтернативная энергия — это дорогое удовольствие и в итоге все же не заменяет электросетку на сабвуфер, а тут нужно это понимать и оптимизировать энергопотребление. Нужно сэкономить и перейти на меньшее энергопотребление, а если по привычке захочется использовать электронагреватели, мощные насосы, прожорливую бытовую технику, то лучше электросеть потянуть, иначе собственная электростанция будет стоить недешево. , совсем меньше миллиона рублей и все еще требуют обслуживания.

Из-за этого запрета я был вынужден использовать химические источники тока. Конкретно с этими батареями:

Сначала занимался механикой и электротехникой, делал разные механизмы с электродвигателями, но питать их было нечем. Электродвигатели были примерно такие (с большим трудом нашла в интернете фото мотора):

Очень интересно было играть с самодельными механизмами. Но через короткое время заряд кончился, ведь аккумуляторы были совсем не такие, как у современных Duracell, двигатели тоже не блистали экономичностью, а конструкция, сделанная ребенком, была далека от экономичной.Выпрашивать у взрослых новые батарейки было непросто. Может быть, мне их и захотят купить, но батарейки продавались только в райцентре, туда ехать 25 км, не каждый месяц кто-то там бывал. Так что я сидел на голодном пайке, перебирая использованные батарейки по кругу, стучал по ним молотком и зажимал их у входной двери, чтобы как-то продлить их работу.

Тогда я увидел два типа аккумуляторов: что-то вроде 6СТ-55, которые устанавливались в автомобилях, и дисковые аккумуляторы Д-025, которые стояли в модном фонарике, который заряжался от сети.В нашей семье такого фонарика не было. Я знал о них только по той причине, что соседи подарили мне на запчасти несколько таких фонариков, в которых разрядились батарейки. И произошло это, по их словам, довольно быстро. У этого фонаря, кстати, был очень необычный выпрямительный элемент. Батарейки других типов можно увидеть только на картинках в книгах. Поэтому к батареям доверия не было, и они были своеобразной экзотикой. Батарейки остались. Сглотнув слюну, я посмотрел на сетевые механизмы.Какое счастье, они могут работать вечно! С тех пор сложилось негативное отношение к автономному питанию.

Когда я ходил в школу, мне разрешили работать с сетью. Первым делом я поставил сетевой лабораторный блок питания.

Трансформатор намотан сам, и первичный, и вторичный. Я взял железо из сгоревшего силового трансформатора лампового радиоприемника. Выходное напряжение регулировалось переключением отводов вторичной обмотки. Насколько я помню, какими усилиями удалось найти хоть что-то из материалов — ужас.Весь листовой алюминий, которым я владел большую часть детства, был крышкой от выброшенной стиральной машины «Рига». Однако сейчас материалы не намного лучше. Трансформатор источника питания закреплялся жестяными полосками, которые прикручивались к деревянным гвоздям с нарезанной на них резьбой М4. Я рада, что у меня с раннего детства случались удары и умирания. Галетник — а тот наполовину самодельный. Я уже не помню, зачем это нужно было переделывать. Нашел кусок синего пластика для передней панели. В детстве были большие листы такого пластика, их где-то использовали в строительстве.Но этот пластик обрабатывался очень плохо, по свойствам был похож на полиэтилен. Зато у меня был кусок фольгированного стекловолокна! Вырезал на нем дорожки и на Д226 установил перемычку и конденсатор. Можно сказать, что БП выполнен на печатной плате! Этот блок питания прослужил мне все школьные годы и, по сути, является самой полезной конструкцией в моей жизни. Хотя в старших классах я сделал новый блок питания, более мощный, но все же в основном использовал старый.

Еще у меня был блок питания для питания ламповых конструкций (+300 В анод и ~ 6.Нагрев 3 В), но это промышленный образец. В некоторых ламповых радиоприемниках блок питания был выполнен на отдельном шасси, и я его там и взял. Еще у него был корпус с панелью из такого же пластика синего цвета, но фото корпуса, увы, нет. В общем, все эти фотографии сделаны недавно; до этого устройства десятилетиями пролежали в пыли чердака.

В последующие годы я строил конструкции только с питанием от сети. Автономные устройства — это что-то неполное.Например, портативный магнитофон всегда хуже стационарного, а переносной магнитофон хуже радио. И еще хорошо, если в магнитоле будет блок питания. Иначе будут вечные мучения с батареями, которых при необходимости нет под рукой. Точно так же и другие устройства, например, измерительные. Основная особенность — это питание от сети.

Я снова столкнулся с автономным питанием в 1998 году, когда решил сделать себе щедрый подарок на 30-летие и купил портативный CD-плеер Panasonic SL-S200 на рынке.

В то время у меня уже был стационарный проигрыватель компакт-дисков, сделанный из обломков автомобильного проигрывателя Sony. Корпус самодельный, блок питания и аналоговая часть самодельные, есть дополнительный процессор AT89C2051 для реализации ИК-пульта.

Вместе с Panasonic SL-S200 продавцы решили продать мне аккумуляторы GP и зарядное устройство к ним. У самого Панасоника был блок питания, но на 110 В. Хорошие продавцы подарили ему небольшой автотрансформатор «гриб», как его назвали за коричневый цвет пластин.Я, конечно, не пользовался, а блок питания переделал, заменив в нем трансформатор. Корпус был взят от какого-то другого адаптера, родной маловат. Только шильдик был аккуратно вырезан и вклеен в его корпус.

Мне тоже пришлось сразу отказаться от наушников, которые шли в комплекте. Но у меня был Sony MDR-14, купленный в магазине за 16 долларов. В общем, время было интересное — в магазине на центральном проспекте столицы официально торговали за доллары.Я дал двадцать (а это были тогда большие деньги), мне выдали сдачу в кассе — 4 штуки. Батареи GP не имели ничего общего с батареями. Тем более что заряжать их было негде — купленное зарядное при первом включении давало дым. Так что я снова разочаровался в батареях. Плеер слушал в основном дома, питая от сети. Подвижность нужна была только внутри квартиры. Пытался взять его куда-нибудь, но слушать музыку вне дома не хочу.Так он прожил более 16 лет, практически не выходя из дома.

В следующий раз, когда жизнь снова столкнула меня с автономной силой, была покупка первой цифровой камеры Nikon 2100. В комплект входят батарейки с маркировкой Nikon. Конечно по привычке решил питаться от батареек. Но меня расстроило то, как быстро они заканчиваются. На удивление батарейки хватило намного дольше. Кроме того, в комплекте идет быстрая зарядка, тоже от Nikon. Впервые в жизни увидел в батареях что-то хорошее.Очень хотелось купить такие же батарейки как второй комплект. Вряд ли Nikon делает аккумуляторы самостоятельно, скорее всего, позаимствовал у кого-то. Стал внимательно присматриваться к выставленным АКБ. Аккумуляторы Sanyo были точно такие же, даже буквы HR внизу тоже проштампованы. Только у них ёмкость 2300, а у них с лейблом Nikon — 2100.

Испугавшись плохих аккумуляторов GP, долго не решался купить эти Sanyo, т.к. батарейки недешевые.Но все равно купил. В жизни радость случается редко, но здесь именно так. Купленные аккумуляторы проработали столько же, сколько и свои.

Когда пришло время менять камеру, встал вопрос о зарядке 4 батареек АА. Была сделана попытка сделать ваше зарядное устройство не хуже покупного. Но эта попытка не удалась. Не понимаю, как влезает сетевой импульс в такой малый размер, да еще схема управления зарядкой индивидуально для каждой из 4-х аккумуляторов. В результате долгих раздумий было написано зарядное устройство Duracell, которое было куплено за большие деньги — целых 40 долларов.

Для камеры купил комплект таких же батареек Sanyo, потом еще один — работали отлично. Один из комплектов был очень старым, пора было менять. Но опять же купленные аккумуляторы оказались очень слабыми — примерно в 3 раза меньше по емкости. И внешне ничем не отличались. Огорчение было огромным, потому что было потрачено много денег. Но что поделать, батарейки нужны, решил рискнуть — купил комплект Sony. И снова неудача.Опять разозлился на автономный блок питания, но камера — то редкое исключение, когда ее работа рядом с розеткой практически невозможна. Читал на форумах, что сейчас продаются солидные подделки, нормальные батарейки купить невозможно. Я читал, что Ансманн вроде еще не подделан. Купил комплект со скромной вместимостью 2100 и остался доволен. Опять на уровне старого доброго Sanyo.

В зеркалке фотоаппарат литиевая батарейка … Сначала переживал по этому поводу — в ближайшем киоске нельзя купить батарейки, если что-то случится.Но камера настолько экономичная, что совсем забыл о проблеме с батареей. Зато накамерная вспышка питается от 4 батареек АА. Вам также нужно было что-то купить. Проанализировал отзывы и снова купил Sanyo, но уже новую линейку Eneloop. Аккумуляторы оказались отличные.

Еще одно устройство, в котором без аккумулятора никак не обойтись, — это мобильный телефон. Сам по себе, конечно, телефон не так уж и нужен, если вы не работаете диспетчером или доставщиком пиццы, но раз уж он у вас есть, нужно держать его в рабочем состоянии.Так что приходится регулярно покупать новые батарейки. Также попадались разного качества, ничего не поделаешь.

По долгу службы изготовил много разных электронных устройств. А вот автономные почти никогда не делал. Разве это градусник, который питается от 2-х батареек АА или от сети, в связи с чем там используется преобразователь SEPIC, который может как повышать напряжение батарей до 3,3 В, так и понижать напряжение сетевого адаптера.

Что я получаю? В последнее время довольно часто радиолюбители пытаются делать устройства с автономным питанием.Я не понимаю этого. Там тоже возникает много проблем. Недостаточно предоставить характеристики, нужно еще обеспечить низкий расход. Зачем ставить себя в такие рамки? Что ж, если кто-то думает, что будет использовать устройство в полевых условиях, то он автоматически ставит себя на самую низкую ступень иерархии рабочих в отрасли: живет в командировках вместо того, чтобы работать в уютном офисе за собственным столом в офисе. удобный стул.

П.С. Я забыл об одном устройстве, где автономное питание оправдано.Это часы. В результате низкого потребления батарейки нужно менять редко (раз в несколько лет), это можно терпеть. Но есть и обратная сторона низкого энергопотребления — на таких часах в темноте ничего не видно.

Внутри солнечно-водородного дома: больше никаких счетов за электроэнергию — никогда

ВОСТОК АМВЕЛЛ, Нью-Джерси — Майк Стризки не оплатил счета за электроэнергию, нефть или газ — и не потратил ни цента, чтобы заполнить свой Меркурийский соболь — почти два года. Вместо этого 51-летний инженер-строитель производит все необходимое ему топливо, используя систему, которую он построил в просторном гараже своего дома, в которой используются фотоэлектрические панели для преобразования солнечного света в электричество, которое, в свою очередь, используется для извлечения водорода из водопроводная вода.

Хотя строительство устройства стоило 500000 долларов, и маловероятно, что оно когда-либо окупится в финансовом отношении (даже при сегодняшнем стремительном росте цен на нефть и газ), инженер-строитель говорит, что оно бесценно с точки зрения того, что оно действительно покупает: свобода от того, чтобы когда-либо платить еще один счет за отопление или электричество, не говоря уже о том, чтобы не допускать загрязнения, потому что вода — это единственный побочный продукт.

Слайд-шоу: фотографии показывают, что заставляет этот дом работать

«Возможность делать собственное топливо бесценна», — говорит человек, известный как «Мистер.Гаджет »своим друзьям. Он может похвастаться коллекцией водородных и электрических транспортных средств, в том числе водородной газонокосилкой и автомобилем (Sable, который он переработал и назвал« Genesis »), а также электрическим гоночным катером и даже электрический мотоцикл ». Все технологии уже готовы. Все, что я делаю, это собираю их вместе ».

« Я самодостаточный парень », — добавляет он. Стризки, инженер-строитель, интересовался альтернативными источниками энергии с 1997 года, когда он начал работать над автомобилями, работающими от альтернативные средства во время его пребывания в Министерстве транспорта Нью-Джерси.

Двухэтажный колониальный дом Стризки на участке площадью 11 акров (4,5 га) в 12 милях (19 км) к северу от Трентона — это первый в стране частный дом, работающий на водороде, который он теперь делит со своей женой, двумя собаками и кошкой. (Две его дочери и сын, всем по 20 лет, покинули свое гнездо.) Он полностью работает на электричестве, вырабатываемом солнцем и хранящем водород, с октября 2006 года, когда Стризки — в проекте, который полностью поддерживает его жена Энн — построил автономная энергетическая система с его собственными денежными средствами в размере 100 000 долларов и грантами Совета по коммунальным предприятиям штата Нью-Джерси в размере 400 000 долларов, а также технологии от таких компаний, как Sharp, Swagelok и Proton Energy Systems.

Персонализированная система энергоснабжения дома Стризки состоит из 56 солнечных панелей на крыше его гаража, а внутри находится небольшой электролизер (устройство размером со стиральную машину, которое использует электричество для разложения воды на составляющие водород и кислород). Вдоль внутренней стены гаража установлено 100 аккумуляторов для ночного электроснабжения; прямо снаружи находятся десять баллонов с пропаном (остатки 1970-х годов, которые способны хранить 19000 кубических футов, или 538 кубических метров водорода), а также батарея топливных элементов Plug Power (электрохимическое устройство, которое смешивает водород и кислород для производства электроэнергии и вода) и комплект для заправки водородом автомобиля.

По словам Стризки, в типичный летний день солнечные панели поглощают солнечный свет и преобразуют его в около 90 киловатт-часов электроэнергии. Ежедневно он потребляет около 10 киловатт-часов, чтобы содержать бытовую технику в семье, в том числе 50-дюймовый плазменный телевизор, а также три своих компьютера, стереосистему и другие современные удобства.

Оставшиеся 80 киловатт-часов заряжают батареи, которые обеспечивают электричеством дом в ночное время, и приводят в действие электролизер, который расщепляет молекулы очищенной водопроводной воды на водород и кислород.Кислород выпускается, а водород поступает в резервуары, где он хранится для использования в холодные темные зимние месяцы. Примерно с ноября по март Стризки пропускает накопленный водород через батареи топливных элементов за пределами своего гаража или в своей машине, чтобы привести в действие весь свой дом — и единственным отходом является вода, которую можно закачать обратно в систему.

«Я могу делать топливо из солнечного света и воды — и я даже не использую воду», — отмечает он. «Если идет дождь, это топливо. Если солнечно, это топливо.Это все топливо ».

Модульный дом, построенный в 1991 году, выглядит как типичный загородный дом; его первоклассная теплоизоляция и энергоэффективные окна ничем не отличаются, а за фасадом скрывается сушилка для одежды, работающая на водороде. и геотермальная система для отопления и охлаждения, которая закачивает фреон под землю для сбора тепла зимой и охлаждения летом.

«Геотермальная энергия — это еще один кусок бесплатной энергии», — говорит Стризки, отмечая, что он выкопал глубину восьми футов (2,4 метра) в гранит под его домом, чтобы воспользоваться постоянной температурой под землей в 56 градусов по Фаренгейту (13 градусов по Цельсию).Летом он может использовать более низкие температуры под землей для охлаждения всего своего дома, а зимой он может улавливать эти более высокие температуры, дополняя их тепловым насосом, работающим от водорода. «Ничего не пропадает зря».

В этом году Стризки вряд ли будет использовать свой электролизер Hogen за 78 000 долларов (производимый Proton Energy Systems в Коннектикуте, компанией, которая производит оборудование для производства водорода), потому что мягкая зима прошлого года оставила его с полными баками. Когда он его включает, избыток водорода выходит из небольшой трубы на крыше со звуком невежливой отрыжки.

Это выпустило водород со скоростью 45 миль (72 километра) в час через атмосферу на своем пути от планеты — один из двух газов, другой — гелий, который полностью улетает в космос, потому что он легче воздуха. Фактически, пропановые баллоны Strizki толщиной в четверть дюйма весят меньше, когда они заполнены водородом, чем когда они истощены.

Конечно, водород — легковоспламеняющийся газ, но его быстрая утечка уменьшает опасения Стризки, что он может воспламениться или взорваться. «Он рассеивается быстрее, чем любой другой газ», — отмечает он.«Водород не будет сидеть сложа руки и ждать пламени».

Последний образец энергетического решения Стризки получил название «Genesis» — его алюминиевый Mercury Sable стоимостью 3 миллиона долларов, один из 10 автомобилей Ford, произведенных в 1990-х годах, чтобы проверить, насколько хорошо более легкий металл будет выдерживать краш-тесты. Ford дал Стризки специальную модель для участия в гонках на солнечных батареях Tour de Sol в Нью-Джерси в 2000 году. Стризки установил 104-сильный электрический двигатель (по сравнению с 44-сильным мотором Toyota Prius), который может развивать скорость до 140 миль (225 миль). километров) в час.Откройте капот и рядом с электродвигателем сядьте две батареи топливных элементов, которые преобразуют водород и кислород в воду и электричество, плавно и быстро продвигая электродвигатель вперед.

Автомобиль никогда не участвовал в соревнованиях, потому что он не был готов вовремя, но уникальное транспортное средство действительно удерживает мировой рекорд по дальности путешествия на одной зарядке: 401,5 мили (646,2 км), расстояние, которое Стризки проехал в декабре 2001 года. Сегодня Genesis делит дорогу с множеством менее дорогих автомобилей на топливных элементах: новым водородным двигателем FCX Clarity от Honda, который поступит в продажу на этой неделе за 600 долларов в месяц, а также парком тестовых автомобилей Chevrolet Equinox с водородным двигателем от General Motors. часть пилотной программы, целью которой является определение того, как водородные автомобили могут функционировать в повседневной жизни.И японские, и американские автопроизводители делают ставку на то, что эти экологически чистые автомобили однажды заменят двигатель внутреннего сгорания.

По словам Ларри Бернса, вице-президента GM по исследованиям и разработкам,

GM намерена в ближайшие годы наращивать «массовый объем» своих двигателей Equinox, работающих на водородных топливных элементах, но только в том случае, если существует способ их дозаправки. В настоящее время в стране всего 122 водородные станции — по сравнению с 170 000 бензозаправочных и дизельных станций.

Это одна из причин, по которой не все фанаты водорода.Бывший официальный представитель Министерства энергетики США Джозеф Ромм, физик, отмечает, что расщепление воды на водород и кислород — пустая трата времени и электроэнергии, а не просто использовать электричество непосредственно в полностью электрическом гибридном автомобиле с подключаемым модулем. Споры сводятся к вопросу о том, лучше ли аккумуляторы или водород хранить и передавать электроэнергию.

Но Стризки утверждает, что водород дает преимущества, которых нет у батарей. Например, GE Global Research обнаружила, что водород может оказаться лучшим способом хранения электроэнергии, вырабатываемой возобновляемыми ресурсами в отдаленных районах, таких как ветряные электростанции в Северной Дакоте или солнечные батареи в Нью-Мексико, чем строительство дорогих и дорогостоящих линий электропередачи.Вместо этого водород, произведенный в таких местах, можно было бы перекачивать по всей стране через существующие трубопроводы природного газа, обеспечивая топливо для парка транспортных средств, работающих на водороде.

Независимо от того, будут ли эти будущие автомобили приводиться в действие водородом или аккумуляторными батареями, оба будут двигаться с использованием электродвигателя, который не требует загрязняющих (и недавно дорогих) ископаемых видов топлива. И у них будет еще одно важное дополнительное преимущество: батареи или водородные топливные элементы, которыми питается автомобиль, также могут служить в качестве резервного источника энергии для дома.«Я могу подключить эту машину к себе домой и запустить ее», — отмечает Стризки.

Strizki сейчас работает над тем, чтобы снизить цены настолько, чтобы сделать дома, работающие от солнца и водорода, доступными для среднего потребителя. Он говорит, что может построить солнечно-водородную систему всего за 90 000 долларов благодаря снижению затрат на солнечные батареи и урокам, полученным при строительстве своего дома. Однако даже при такой цене автономная система будет дороже по сравнению с ежегодными счетами за электроэнергию в Нью-Джерси, которые составляют в среднем 1500 долларов, хотя эта цифра увеличивается с каждым годом, включая скачок на 17 процентов в этом году.

Но добавьте к этому расходы на бензин — которые в среднем составляют более 3000 долларов в год, по данным Управления энергетической информации США — и цена станет более разумной, особенно потому, что цифры EIA были рассчитаны еще тогда, когда бензин стоил 2 доллара за галлон, а не нынешние 4 доллара. . «Это не имело смысла, когда бензин стоил 1 доллар, а сейчас — 4 доллара? Многие вещи, которые не имели смысла, теперь имеют большой смысл», — говорит Стризки.

Он уже наблюдает за строительством второй такой домашней энергосистемы стоимостью 150 000 долларов для богатого клиента в Карибском бассейне.

Ремесленник на заднем дворе также работает с несколькими потенциальными клиентами над строительством автономных домов в Нью-Джерси, штате Нью-Йорк и даже Колорадо, и оставил свою последнюю работу в качестве установщика систем солнечной энергии, чтобы полностью сосредоточиться на компания, которую он основал для продвижения домов: Renewable Energy International. Ключом к снижению цены будут новые, лучшие поколения компонентов технологии, особенно электролизера. Производители топливных элементов, такие как ReliOn в Спокане, штат Вашингтон., уже переняли страницу компьютерной индустрии, применяя съемные отдельные топливные элементы, известные как «лезвия», аналогичные лезвиям компьютеров в центрах обработки данных, которые можно менять индивидуально в случае возникновения проблем.

В конечном итоге этот загородный дом может стать первым представителем грядущей водородно-электрической экономики — домом, который устраняет или резко снижает выбросы парниковых газов, вызывающих изменение климата, — или просто еще одним технологическим тупиком, таким как геодезический купол Бакминстера Фуллера или димаксионный автомобиль.

«Единственный способ добиться нулевого выброса углерода — это захватить большую электростанцию в небе», — говорит Стризки. «Может быть [солнечно-водородный дом] слишком дорог, может быть, не так эффективен, как им хотелось бы, но никто не говорит, что это не работает».

Почему будущее за электронной мобильностью

Этот гул вдалеке — звук концепции изменения мобильности к лучшему. Несмотря на то, что проблемы, связанные с электрификацией автопарка, сохраняются, впереди открываются возможности, за которые стоит бороться.Это особенно очевидно в городах, где сегодня главными проблемами являются выбросы, заторы и безопасность. Если статус-кво сохранится, проблемы с мобильностью будут обостряться, поскольку рост населения и ВВП будет стимулировать рост числа владельцев автомобилей и пробега транспортных средств. В ответ на это индустрия мобильности выпускает ошеломляющий набор инноваций, разработанных для городских дорог, таких как мобильность как услуга, передовые системы управления движением и парковки, решения для распределения грузов и новые концепции транспорта на двух или трех колесах.

Текущая возможность кардинально изменить то, как мы движемся, является результатом изменений в трех основных областях: регулирование, поведение потребителей и технологии.

Постановление. Правительства и города ввели правила и стимулы для ускорения перехода к устойчивой мобильности. Регулирующие органы во всем мире устанавливают более строгие цели по выбросам. Европейский Союз представил свою программу «Fit for 55», которая направлена на согласование политики в области климата, энергетики, землепользования, транспорта и налогообложения для сокращения чистых выбросов парниковых газов как минимум на 55% к 2030 году, а администрация Байдена представила 50-процентную цель электромобилей (электромобилей) на 2030 год.Помимо таких полномочий, большинство правительств также предлагают субсидии на электромобили.

Cities работают над сокращением использования частных транспортных средств и заторов, предлагая более широкую поддержку альтернативных способов передвижения, таких как велосипеды. Париж объявил, что инвестирует более 300 миллионов долларов в обновление своей велосипедной сети и превращение 50 километров автомобильных полос в велосипедные. Во многих городских районах также вводятся правила доступа для автомобилей. Фактически, более 150 городов в Европе уже создали правила доступа для чрезвычайных ситуаций с низким уровнем выбросов и загрязнением.

Потребительское поведение. Поведение и осведомленность потребителей меняются по мере того, как все больше людей принимают альтернативные и устойчивые способы передвижения. Поездки по городу на общих велосипедах и электронных скутерах выросли на 60 процентов по сравнению с прошлым годом, а последнее исследование потребителей McKinsey показывает, что среднее использование велосипедов (совместно используемых и частных) может увеличиться более чем на 10 процентов в постпандемическом мире по сравнению с периодом до начала пандемии. уровни пандемии (см. также «Будущее микромобильности: поездки и доходы после кризиса», июль 2020 г.).Кроме того, потребители становятся более открытыми для вариантов совместной мобильности. Более 20 процентов опрошенных немцев говорят, что они уже пользуются услугами по организации поездок (6 процентов делают это не реже одного раза в неделю), что может помочь сократить пробег автомобиля в милях и выбросы (см. Также «Совместная мобильность: где она стоит, куда движется. , ”Август 2021 г.).

Технологии. Игроки отрасли ускоряют темпы инноваций в автомобильных технологиях, разрабатывая новые концепции электрической, связанной, автономной и совместной мобильности.За последнее десятилетие отрасль привлекла более 400 миллиардов долларов инвестиций, из которых около 100 миллиардов поступят с начала 2020 года. Все эти деньги предназначены для компаний и стартапов, работающих над электрификацией мобильности, подключением транспортных средств и технологиями автономного вождения ( См. Также «Будущее мобильности: проверка инвестиционной реальности», апрель 2021 г.). Такие технологические инновации помогут снизить затраты на электромобили и превратят совместную электрическую мобильность в реальную альтернативу владению автомобилем.

Электрификация будет играть важную роль в трансформации индустрии мобильности и предоставит большие возможности для всех сегментов транспортных средств, хотя темпы и масштабы изменений будут разными.Чтобы обеспечить быстрое и повсеместное внедрение электромобильности, вывод на рынок новых электромобилей является важным первым шагом. Кроме того, для успешного преобразования должна работать вся экосистема мобильности, от производителей и поставщиков электромобилей до финансистов, дилеров, поставщиков энергии и операторов зарядных станций — и это лишь некоторые из них (Иллюстрация 1).

Приложение 1

Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему сайту.Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами. Напишите нам по адресу: [email protected]

Будущее силовых агрегатов для легковых автомобилей — за электричеством; преобразование продолжается

Переломный момент в использовании пассажирских электромобилей наступил во второй половине 2020 года, когда продажи электромобилей и их проникновение на основные рынки ускорились, несмотря на экономический кризис, вызванный пандемией COVID-19. Европа возглавила это развитие, где внедрение электромобилей достигло 8 процентов из-за политических требований, таких как более строгие нормы выбросов для OEM-производителей и щедрые субсидии для потребителей.

В 2021 году дискуссии были сосредоточены на дате окончания продаж автомобилей с двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Новые нормативные цели в Европейском союзе и Соединенных Штатах теперь нацелены на то, чтобы доля электромобилей к 2030 году составляла не менее 50 процентов, а несколько стран объявили об ускоренных сроках запрета на продажу ДВС в 2030 или 2035 году. Некоторые OEM-производители заявили о своем намерении прекратить инвестировать в новых платформах и моделях ДВС и многих других уже определена конкретная дата окончания производства автомобилей ДВС.Мировоззрение потребителей также изменилось в сторону экологически чистой мобильности: более 45 процентов покупателей автомобилей рассматривают возможность покупки электромобиля.

Однако продолжающееся ускорение электрификации оказывает значительное давление на OEM-производителей, их цепочки поставок и более широкую экосистему электромобилей для достижения этих целей. Это особенно очевидно в отношении создания необходимой инфраструктуры зарядки.

К 2035 году крупнейшие автомобильные рынки перейдут на рынок электрики

Регулирующее давление и тяга потребителей к электромобилям сильно различаются в зависимости от региона.Европа — это в основном регулируемый рынок с высокими субсидиями, в то время как в Китае потребительский спрос очень высок, несмотря на снижение стимулов. В Соединенных Штатах продажи электромобилей росли медленно из-за ограниченного давления со стороны регуляторов и интереса потребителей, хотя при новой администрации тенденция регуляторов изменится.

На глобальном уровне мы ожидаем EV (BEV, PHEV и FCEV) внедрение, чтобы достичь 45 процентов при ожидаемых в настоящее время нормативных целевых показателях.Однако даже этот преобразующий прогноз роста электромобилей намного ниже того, что требуется для достижения нулевых чистых выбросов. К 2030 году на электромобили должны будут приходиться 75 процентов продаж легковых автомобилей во всем мире, что значительно опережает нынешний курс и скорость развития отрасли.

Мы считаем, что Европа — регулируемый законодательством рынок с положительными тенденциями потребительского спроса — будет электрифицироваться быстрее всех и, как ожидается, останется мировым лидером в области электрификации с точки зрения доли рынка электромобилей. В дополнение к целевому показателю Европейской комиссии, согласно которому к 2030 году требуется около 60% продаж электромобилей, несколько стран уже объявили о прекращении продаж ДВС к 2030 году.В соответствии с этим семь OEM-брендов обязались к 2030 году обеспечить 100-процентные продажи электромобилей в Европейском Союзе. При наиболее вероятном ускоренном сценарии принятие потребителями превысит нормативные цели, и к 2030 году Европа достигнет примерно 75 процентов доли рынка электромобилей. Европейский Союз объявил о цели нулевых выбросов для новых автомобилей к 2035 году.

Хотите узнать больше о Центре мобильности будущего McKinsey?

В Китае продолжится значительный рост электрификации, и он останется крупнейшим рынком электромобилей в абсолютном выражении.Поглощение является результатом сильного потребительского спроса, несмотря на низкие субсидии на электромобили и отсутствие официальной даты окончания продаж ДВС. Однако политика правительства в отношении двойного кредитования привела к увеличению доли электромобилей в портфелях OEM-производителей. Наше моделирование внедрения показывает, что доля китайских электромобилей в продажах новых автомобилей в 2030 году по ускоренному сценарию превысит 70 процентов.

В Соединенных Штатах администрация Байдена объявила о достижении цели электрификации на 50 процентов к 2030 году, значительных инвестициях в инфраструктуру зарядки и более жестких целевых показателях выбросов парком транспортных средств.Внедрение электромобилей в основном будет результатом нормативной поддержки в Калифорнии и других штатах, которые соблюдают правила CARB ZEV. Производители оригинального оборудования США поддерживают цели электрификации и объявили о запрете на использование ДВС к 2035 году, что означает, что Соединенные Штаты последуют за Европой и Китаем в области внедрения электромобилей с небольшой задержкой; ожидается, что он превысит текущие нормативные цели и достигнет 65% продаж электромобилей к 2030 году в ускоренном сценарии (Иллюстрация 2).

Приложение 2

Трансформация электронной мобильности повлияет не только на автомобильную промышленность

В Европейском союзе достижение ускоренного сценария примерно 75% продаж электромобилей к 2030 году будет иметь последствия для всей цепочки создания стоимости электромобилей и экосистемы. Параллельно с этим отрасль должна декарбонизировать весь жизненный цикл транспортных средств, чтобы приблизиться к нулевой цели.

Действующим поставщикам автомобилей необходимо перевести производство с ДВС на компоненты для электромобилей. Европа должна будет построить около 24 новых гига-заводов по производству аккумуляторов, чтобы удовлетворить спрос на аккумуляторы для местных пассажирских электромобилей. К 2030 году на дорогах будет находиться более 70 миллионов электромобилей, поэтому отрасли потребуется установить большое количество общественных зарядных устройств и обеспечить для них операции по техническому обслуживанию. Производство возобновляемой электроэнергии необходимо увеличить на 5 процентов, чтобы удовлетворить спрос на зарядку электромобилей. Наконец, выбросы от производства BEV должны снизиться, поскольку в настоящее время выбросы BEV на 80 процентов выше, чем у автомобилей с ДВС (Иллюстрация 3).

Приложение 3

Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему сайту. Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами. Напишите нам по адресу: [email protected]

Электрификация приведет к значительному сдвигу во всей цепочке поставок автомобилей

Преобразование автомобильной промышленности в сторону электрификации нарушит всю цепочку поставок и приведет к значительному сдвигу в размере рынка автомобильных компонентов.Важнейшие компоненты для электрификации, такие как батареи и электроприводы, и для автономного вождения, такие как датчики обнаружения и определения дальности (LiDAR) и радарные датчики, вероятно, составят около 52 процентов от общего объема рынка к 2030 году. Компоненты, используемые только в транспортных средствах с ДВС, таких как обычные трансмиссии, двигатели и системы впрыска топлива к 2030 году значительно упадут примерно до 11 процентов, что примерно вдвое меньше, чем в 2019 году. Такой резкий сдвиг вынудит традиционных производителей компонентов быстро адаптироваться, чтобы компенсировать снижение потоков доходов.

Масштабы сбоев будут значительными: по данным Института экономических исследований (Ifo) в Мюнхене, к 2030 году в немецкой автомобильной промышленности изменится более 100 000 рабочих мест. отказ от угольной энергетики, объявленный Германией на 2038 год (Иллюстрация 4).

Приложение 4

Объявленное производство аккумуляторов в ЕС, скорее всего, будет опережать спрос

Основываясь на заявленных планах наращивания мощностей, мы ожидаем 20-кратного увеличения производственных мощностей в Европе до 965 ГВтч к 2030 году. Предполагая, что полная мощность будет построена к 2030 году, Европа должна удовлетворить ожидаемый спрос в размере 874 ГВтч. На легковые и коммерческие автомобили BEV будет приходиться 90 процентов этого спроса на аккумуляторы.Хотя на бумаге заявленные мощности, кажется, соответствуют спросу и соответствуют спросу, в действительности временные риски внедрения, скорее всего, возникнут из-за проблем с производством гигабайтного производства, как правило, медленного увеличения урожайности, фрагментации цепочки поставок и крупных негибких OEM-контрактов. Таким образом, в случае ускоренного внедрения электромобилей спрос на батареи будет очень близок к превышению заявленного предложения в среднесрочной перспективе. В следующие десять лет мы ожидаем замедления темпов роста горнодобывающей промышленности и периодического возникновения других геополитических кризисов и кризисов в цепочке поставок, что приведет к некоторым краткосрочным скачкам цен на такие сырьевые товары, как никель и литий.

Производство аккумуляторных элементов физически приближается к заводам по сборке автомобилей. Если десять лет назад почти все элементы были импортированы из Азии, то сегодня региональные производственные центры существуют, например, в Восточной Европе. Кроме того, несколько заводов будут запущены в основных странах-производителях автомобилей, таких как Германия, Великобритания и Франция, а также в странах с низким уровнем выбросов углерода, таких как Норвегия и Швеция.

В дополнение к действующим игрокам в области аккумуляторных батарей из Азии, открывающим свои представительства в Европе, в это пространство входят несколько совершенно новых компаний.Одним из ключевых достижений в области поиска аккумуляторов является обратная интеграция производителей оригинального оборудования от блоков и модулей до производства элементов — в основном в форме совместных предприятий с производителями элементов. Планы обратной интеграции OEM являются результатом растущего спроса на аккумуляторные элементы, стремления к контролю и надежности поставок, а также стремления сохранить значительную часть создания стоимости транспортных средств собственными силами. Производители оригинального оборудования также ищут области для дифференциации, в которых аккумуляторная технология, долговечность и производительность считаются ключевыми критериями оценки для BEV.

Производство сырья и компонентов аккумуляторных батарей соответствует тенденции локализации заводов по производству аккумуляторных элементов. Однако существует задержка во времени, и лишь некоторые из необходимых сырьевых материалов, в том числе никель, кобальт, литий и графит, доступны для местных источников в Европе. Поэтому компании должны вести глобальную конкуренцию, чтобы обеспечить требуемые объемы и делать это устойчиво в соответствии с экологическими, социальными и корпоративными критериями (ESG). Хотя цены на все четыре товара должны быстро расти, с потенциальным изменением цен в будущем, никель, вероятно, будет товаром, который будет испытывать наибольшее давление в краткосрочной и среднесрочной перспективе (Иллюстрация 5).

Приложение 5

Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему сайту. Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами. Напишите нам по адресу: [email protected]

Требуется ускорение создания зарядной инфраструктуры

В соответствии с распространением электромобилей, необходимо ускорить создание зарядной инфраструктуры, чтобы не стать потенциальным узким местом и ограничить внедрение электромобилей со стороны потребителей.Создание инфраструктуры для зарядки, синхронизированной с парком электромобилей, будет иметь важное значение в ближайшее десятилетие.

В то время как покупатели электромобилей первого поколения полагались в основном на частную зарядку (в 2020 году 80 процентов покупателей электромобилей в Европе имели доступ к частной зарядке), следующее поколение будет зависеть от общественной зарядки. Более 50 процентов европейцев будут жить в многоквартирных домах без доступа к частным зарядным устройствам, а общедоступные зарядные устройства обеспечат практичность электромобилей для дальних поездок, что потенциальные покупатели электромобилей по-прежнему считают главной проблемой.

Аналогичным образом, нормативные процессы для установки зарядных устройств в частных домах требуют упрощения, а производственные мощности для настенных коробок должны увеличиваться. Расширение производства и упрощенное регулирование (с точки зрения сокращенных разрешений и сроков строительства) также необходимы для государственных зарядных станций в дополнение к созданию покрытия на основе спроса.

По нашим оценкам, к 2030 году отрасли потребуется устанавливать более 15 000 зарядных устройств в неделю на территории Европейского Союза. Упрощенные правила необходимы для облегчения выбора места для зарядного устройства, поскольку в настоящее время получение разрешения на расширение сети для станции быстрой зарядки может занять до трех лет.Чтобы зарядные устройства не располагались только в выгодных местах, важно обеспечить охват общедоступной зарядки в странах ЕС.

электромобилей будут удовлетворять в среднем более 5 процентов спроса на электроэнергию в Европе в 2030 году. Будет важно уменьшить зарядку в периоды пиковой нагрузки с помощью «управляемой зарядки», контролируя время, продолжительность и интенсивность зарядки с помощью технологии «автомобиль-сеть» (V2G) в качестве инструмента. В сценарии с соответствующим образом управляемыми зарядными устройствами и стимулами для зарядки в непиковые часы большая часть воздействия потребителей на электрическую сеть будет смягчена (Иллюстрация 6).

Приложение 6

Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему сайту. Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами. Напишите нам по адресу: [email protected]

Достижение нуля также означает обезуглероживание производства электромобилей

Существует четкий путь к сокращению выбросов CO ₂ эквивалента (CO ₂ e) от эксплуатируемых легковых автомобилей.Недавний анализ Международного совета по чистому транспорту (ICCT) показал, что переход от ICE к BEV сократит общий жизненный цикл выбросов CO ₂ e примерно на 65 процентов, исходя из текущего среднего баланса энергии в Европе, и на 83 процента за счет полностью экологически чистой электроэнергии. .

По мере развития электроснабжения и возможности использования экологически чистой энергии для большего парка электромобилей, материалы и производство станут доминирующими источниками выбросов в жизненном цикле электромобилей.Сегодня при производстве электромобилей интенсивность выбросов почти на 80 процентов выше, чем у автомобилей с ДВС, в основном из-за аккумуляторной батареи и более высокой доли алюминия в автомобиле.

Будущее мобильности: проверка инвестиционной реальности

При стремлении сократить выбросы материалов важны две основные проблемы:

Увеличение количества вторичного сырья. Замена чистых / первичных материалов переработанными альтернативами позволит сэкономить значительную долю выбросов, связанных с первоначальным производством сырья.Замена 30 процентов первичного материала вторичным материалом может сэкономить от 15 до 25 процентов производственных выбросов. Однако использование вторичного материала сопряжено с множеством проблем, в том числе с тем фактом, что сбор отработанных материалов (EOL) остается очень незрелым, что затрудняет создание потока материалов автомобильного качества. Кроме того, многие отрасли заинтересованы в использовании переработанного материала для достижения своих целей по декарбонизации, что приведет к возникновению узких мест в поставках и повышению цен на некоторые переработанные материалы.

Переход на экологически чистое сырье. Использование первичных материалов, произведенных в процессе с низким / нулевым содержанием углерода, позволяет получать высококачественные материалы с низким уровнем выбросов. Примеры этого подхода включают плавку алюминия с инертным анодом с помощью гидроэлектроэнергии или стали, произведенной с использованием железа прямого восстановления на водородной основе в электродуговой печи (сталь h3 DRI-EAF). Около 80–90 процентов типичных сегодня выбросов материалов могут быть устранены с помощью технологий 2030 года. Основные подходы включают декарбонизацию процессов переработки сырья с использованием возобновляемой электроэнергии, например, и декарбонизацию формования, а также других высокоэнергетических производственных процессов, в том числе посредством электрификации.

В то время как переключиться на источники электроэнергии несложно, переход от сегодняшних процессов к производственным маршрутам, которые полностью исключают выбросы CO ₂ e, а не улавливают или постепенно сокращают их, потребует значительных инвестиций в заводы и оборудование. Предсказуемый спрос на экологически чистые материалы и долгосрочные обязательства между поставщиками и покупателями помогут преодолеть это препятствие в следующем десятилетии.

Решительный подход к обезуглероживанию и сочетанию этих методов мог бы к 2030 году производить автомобили с 10–30 процентами сегодняшних производственных выбросов — непростой подвиг, но необходимый для выполнения стремления «зеленого курса».Тем не менее декарбонизация цепочки поставок и достижение сокращения выбросов в рамках Уровня 3 может привести к росту стоимости транспортных средств в то время, когда производители оригинального оборудования пытаются снизить цены, чтобы повысить интерес потребителей и добиться устойчивой долгосрочной прибыли (Иллюстрация 7).

Приложение 7

Мы стремимся предоставить людям с ограниченными возможностями равный доступ к нашему сайту. Если вам нужна информация об этом контенте, мы будем рады работать с вами.Напишите нам по адресу: [email protected]

Целевой показатель сокращения выбросов от транспорта к 2030 году на 55% по сравнению с 1990 годом требует более решительных мер

Текущее регулирование и цели недостаточны, если сектор автомобильного транспорта хочет в полной мере способствовать достижению 55-процентного целевого показателя сокращения выбросов CO ₂ e к 2030 году по сравнению с 1990 годом, как того требует программа Fit for 55.

Однако легковые автомобили имеют одно преимущество перед другими отраслями промышленности с точки зрения обезуглероживания: вариант с нулевым уровнем выбросов (например,g., BEV) дешевле, чем текущая альтернатива (ICE), с точки зрения общей стоимости владения в некоторых странах сегодня и самое позднее к 2025 году в странах без льгот. В большинстве других отраслей дело обстоит иначе, где декарбонизация приводит к более высоким затратам как для производителей, так и для потребителей.

Однако, учитывая, что средний возраст автомобилей в Европе составляет десять лет, потребуется время, чтобы продажи электромобилей оказали влияние на уровне парка. Таким образом, нынешнего регулирования продаж недостаточно для достижения цели сокращения выбросов к 2030 году на 55 процентов по сравнению с уровнями 1990 года.

Чтобы восполнить этот пробел, потребуются дальнейшие меры, направленные на снижение выбросов CO ₂ e автомобильным парком. Километраж автомобилей с ДВС может быть уменьшен за счет сокращения километров личного автотранспорта, увеличения общей мобильности и изменения взглядов потребителей на ходьбу / езду на велосипеде.

В то же время наиболее эффективным рычагом является ускорение оборота парка ДВС и удаление из парка автомобилей с ДВС, загрязняющих окружающую среду, с помощью, например, программ «деньги за драндулет» для старых автомобилей ДВС.

Еще один способ сократить выбросы CO ₂ e от автомобилей с ДВС — увеличить долю био- и электронного топлива, поскольку они имеют низкий углеродный след и совместимы с существующим парком ДВС. Однако большая часть поставок био- и электронного топлива потребуется для декарбонизации морского / авиационного и коммерческого автомобильного транспорта, для которого сегодня существуют лишь ограниченные альтернативы с нулевым уровнем выбросов (Иллюстрация 8).

Приложение 8

Появляются электромобили, и мы находимся на правильном пути в отношении декарбонизации транспортного сектора, хотя необходимо предпринять дополнительные действия. Это преобразование отрасли происходит с беспрецедентной скоростью. Он также пересекает границы отрасли, включая игроков в сфере энергетики, инфраструктуры, мобильности и автомобилестроения. Несмотря на то, что это серьезная проблема, это дает огромную возможность для традиционных операторов и новых игроков взять на себя ведущую роль в создании новых многомиллиардных отраслей и рабочих мест.Ключевым моментом будет сочетание устойчивости с экономической жизнеспособностью за счет инновационных технологий и правильно управляемой трансформации мобильности. Благодаря своему разнообразному ландшафту мобильности, ориентации на устойчивость и проверенному технологическому лидерству Европа может стать образцом для подражания для других регионов мира.

Автономные энергетические системы | Модернизация сети

NREL исследует автономные энергосистемы, применяя новые концепции, такие как автономные системы в электрические сети.

Автономные энергосистемы позволят электросетям реагировать быстро и быстро. гибкость, необходимая для надежного управления миллионами уникальных устройств. Этот решение было продемонстрировано на реальных энергосистемах и с приложениями, которые включают ветряные и фотоэлектрические (PV) электростанции, здания и парк электромобилей — и это готов к использованию для энергетических переходов повсюду.

Автономные энергетические системы могут масштабироваться от сотен до миллионов устройств.

Автономные энергетические системы: переосмысление оптимизации и управления энергетическими системами будущего

Посмотрите наш видеообзор автономных энергетических систем.

Текстовая версия

Ключи к распределенной энергии

Идея автономных энергетических систем заключается в декомпозиции крупномасштабного управления сетью. в решения меньшего размера, чтобы центральные операторы не были перегружены данными и коммуникации.Чтобы это стало реальностью, NREL разработал алгоритмы управления с особыми цели:

Работа в реальном времени — достаточно быстро для сетей, которые балансируют нагрузку и генерацию каждые второй
Асинхронные данные и управление — для отклонений в энергоресурсах и задержек в обмене данными
Надежность — включая восстановление после сбоя и устойчивость к сбоям, отключениям, и сбои связи
Масштабируемость — с дизайном, который можно удобно масштабировать для управления сотнями миллионов устройств.

Преимущества автономного управления

С автономным и децентрализованным контролем каждой нагрузки или ресурса энергосистемы может способствовать стабильности и экономии. Алгоритмы NREL обеспечивают автоматическое разделение на острова и защита для отказоустойчивости системы, а оптимизация в реальном времени позволяет эффективно использовать переменной возобновляемой энергии, такой как ветер и солнце.Автономное управление снижает стоимость эксплуатации и поддерживает оптимизированную интеграцию возобновляемых источников энергии и инновационных технологии — потенциально также способствующие будущим рынкам трансактивной энергии.

Нет ограничений для крупномасштабного контроля

NREL продемонстрировал автономные энергетические системы в различных приложениях и средах. и последовательно показали, что децентрализованный контроль может решить проблему широко распространенных распределенные энергоресурсы.Демонстрации проведены на:

Моделируемые городские районы с более чем 10 миллионами различных энергетических устройств

Экспериментальные ветряные и фотоэлектрические экспериментальные платформы NREL

Коммерческая микросеть, которая включает генераторы водорода, микротурбины и водные гибридные ионные батареи

Жилой район с нулевым потреблением энергии

Более 100 управляемых устройств, включая инверторы, электромобили, аккумуляторы и микроконтроллеры.

Семинары и презентации

Семинар по отказоустойчивым автономным энергетическим системам (2021 г.)

Автономные энергетические системы: переосмысление оптимизации и управления будущими энергетическими системами (2021 г.)

Автономная оптимизация и управление энергетическими системами, 14-й Всемирный конгресс структурной и междисциплинарной оптимизации (2021 г.)

Семинар по автономным энергетическим системам (2020)

Инновационные методы оптимизации и управления для автономных систем с высокой степенью распределенности (2019)

Семинар по автономным энергетическим сетям (2017)

Публикации

Автономные энергосистемы: управление сетями будущего с большим количеством распределенных сетей Энергетические ресурсы, IEEE Power and Energy Magazine (2020)

Распределенная минимизация затрат на производство электроэнергии при распределении на основе потребителей Сети, Американская конференция по контролю, (2020)

Хорошие сети — хорошие соседи, IEEE Spectrum (2020)

Оптимизация распределительных сетей на основе обратной связи в реальном времени: унифицированный подход, Транзакции IEEE по управлению сетевыми системами (2019)

Онлайн-оптимизация как контроллер обратной связи: стабильность и отслеживание, Транзакции IEEE по управлению сетевыми системами (2019)

Online Primal-Dual Methods с обратной связью по измерениям для изменяющейся во времени выпуклой оптимизации, Транзакции IEEE по обработке сигналов (2019)

Седловая динамика для оптимизации на основе распределенной обратной связи, IEEE Control Systems Letters (2019)

Оценка направления ветра с использованием данных SCADA с оптимизацией на основе консенсуса, Wind Energy Science (2019)

Работай с нами

Мы стремимся развивать автономные энергетические системы еще дальше — чтобы применить концепцию к более широкому разнообразию и большему масштабу энергосистем и постоянному развитию новых принципы надежного и эффективного управления сетью.