Автономные системы электроснабжения частного дома: Автономный дом электроэнергия. Автономное электроснабжение дома своими руками

Содержание

Электроснабжение частного дома. Электроснабжение коттеджа. Проектирование и монтаж электроснабжения.

Трудно представить современную комфортную жизнь без электричества. Особенно остро стоит проблема электроснабжения в загородных домах и коттеджах, где помимо повседневного использования привычных бытовых электроприборов, от качества электроснабжения напрямую зависит функционирование таких инженерных систем как: водоснабжение, отопление, автономная канализация. Перед тем, как начинать внутреннее обустройство возведённого частного коттеджа или загородного дома, требуется решить все вопросы с электроснабжением, особенно если предполагается установить электрическую систему отопления. В частности необходимо провести множество расчётов и продумать комплексную рациональную электросхему, включающую все необходимые элементы (от электросчётчика до розеток и распределительных щитов) – и, соответственно, воплотить её в реальность.

Электроснабжение – это включение конкретного объекта в сеть потребления электроэнергии. Электроснабжение коттеджа, дома – это очень ответственный этап строительства, от которого зависит комфорт проживания и безопасность Вашего жилища. Приняв решение подключиться к пункту распределения электроэнергии, и оборудования системы электроснабжения дома, требуется провести целый комплекс мероприятий:

— заключение договора с компанией, поставляющей электроэнергию;
— получение технических условий на оборудование системы электроснабжения дома;

проектирование системы электроснабжения дома, коттеджа;
— непосредственный монтаж системы электроснабжения;
— оформление разрешительной документации у поставщика электроэнергии, разрешающей эксплуатацию системы электроснабжения конкретного дома.

Как показывает практика, некоторые домовладельцы в целях экономии пытаются самостоятельно осуществить разработку и монтаж электросистемы в доме. Такая «экономия» весьма сомнительна, поскольку исполнитель зачастую не имеет соответствующей квалификации – и электроснабжение частного дома в итоге изобилует множеством досадных ошибок: от замыкания и «выбивания» пробок в самый неожиданный момент вплоть до пожароопасных ситуаций. В то же время профессионально подготовленное и реализованное

электроснабжение загородного дома предполагает грамотное проектирование и монтаж, которые будут учитывать не только все требования безопасности и комфорта, но и архитектурные и ландшафтные особенности объекта недвижимости. Так же при проектировании электроснабжения дома учитывается наличие прочих инженерных сетей и коммуникаций.

 

Системы электроснабжения загородного дома, коттеджа можно условно классифицировать на:

бытовое электроснабжение, с напряжением 220/380 V, включающее комплекс

оборудования для системы электроснабжения, розеточные сети и сети освещения.

слаботочные системы, включающие средства управления роллетами, рольставнями, воротами, и прочими инженерными системами.

аварийное электроснабжение дома, включающее в себя резервные и бесперебойные источники питания, а так же резервные автономные бензиновые, газовые или дизельные генераторы.

автономное электроснабжение загородного дома или коттеджа

. В настоящее время огромную популярность приобретают альтернативные источники электроснабжения, такие как солнечные коллекторы и батареи, ветряные электростанции, тепловые аккумуляторы.

Система электроснабжения загородного дома проектируется с учётом эффективного использования электрической энергии, это позволяет снизить затраты на эксплуатацию и продлить срок её службы. Для создания эффективной системы электроснабжения разрабатываются специальные системы управления электроснабжением, обеспечивающие работу электроприборов и инженерных систем по различным сценариям.

Например, программируемое включение системы электрического отопления в зависимости от температуры, включение освещения от датчиков движения и прочее.

Надежность и стабильность работы  системы электроснабжения дома напрямую зависти от постоянного бесперебойного электроснабжения. Бесперебойная подача электроэнергии обеспечивается источниками стабилизированного бесперебойного питания, служащими  для поддержания постоянного напряжения, защиты электросистем и электроприборов от провалов, исчезновения и скачков напряжения в системе электроснабжения дома

.  К источникам бесперебойного электроснабжения дома могут быть подключены основные инженерные системы (отопление, водоснабжение, вентиляция, автономная канализация), а так же необходимые электроприборы (холодильники, телевизоры, компьютеры и др. ).  Установка резервного автономного источника электроснабжения позволит решить проблемы, вызванные отключением электричества. Для обеспечения бесперебойного электроснабжения дома или коттеджа используются различные типы автономных генераторов (дизельные, газовые, бензиновые).

В настоящее время огромную популярность приобретают альтернативные источники электроснабжения, такие как солнечные коллекторы, солнечные батареи, ветряные электростанции, тепловые аккумуляторы. Стоимость оборудования для автономного электроснабжения и его монтажа весьма высоки, но с годами эти системы окупают себя за счёт экономии на электроэнергии. К тому же, автономные системы электроснабжения загородного дома или коттеджа, иногда могут быть единственным вариантом обеспечения дома электричеством, в силу его удалённости от централизованных электросетей.

Заземление в частном доме

В домах и коттеджах, оборудованных автономным водоснабжением, отоплением и другими современными инженерными системами, а так же многочисленными электроприборами, инструментами и всевозможными приспособлениями, работающими от электросети, требуется предусмотреть заземляющий контур системы электроснабжения. Во избежание непредвиденных ситуаций и несчастных случаев, а также для защиты человека всё современное электрооборудование имеет заземляющий провод

(зачастую жёлто-зелёный). Также и розетки, которые используются в настоящее время, имеют разъём для подключения к заземляющему контуру. Если в квартирах это является заботой муниципальных служб, то заземление в частном доме полностью ложится на плечи собственника объекта недвижимости. И, хотя по этому поводу написано немало литературы, достаточно небольшая часть частных загородных домов имеют подключение к заземляющему контуру, ну а о том, чтобы было заземление на даче, и говорить не приходится.

Понятно, что именно в таких местах, где имеют место нарушения техники безопасности, и происходят несчастные случаи, поскольку бытовые приборы могут портиться от сырости, или на них может образовываться конденсат из-за перепада температуры. Обычно хозяева, приезжая на дачу, сразу приступают к растопке камина или печи – и, соответственно, включают множество приборов. В итоге происходит пробой в

электропроводке, что влечёт за собой её выход из строя. Использование заземления поможет предотвратить и избежать подобных ситуаций. Только правильно спроектированное и выполненное заземление приводит к срабатыванию защитных устройств, которые отключают подачу питания.

Специалисты компании «Альфа-Легион

» помогут вам осуществить весь спектр работ по подготовке проекта заземления и выполнению заземляющего контура.

Проект электроснабжения загородного дома, коттеджа

В первую очередь нужно подготовить адекватный проект электроснабжения частного дома, который, будет сочетать в себе пожелания заказчика и возможности местной электросети. Обращение в профессиональную фирму, специализация которой – электрика под ключ, гарантирует проведение всех этапов работ: от объективных расчётов необходимой мощности до прокладки проводов и монтажа отдельных элементов. Такой подход избавит собственника жилья от потери времени и проблем с

электроснабжением в будущем.

Чтобы электросистема в загородном доме или коттедже была максимально эффективной и понятной лично Вам, получив заявку на выполнение работ по проектированию и монтажу систем электроснабжения, специалисты компании Альфа-легион выезжают на объект и, учитывая все пожелания заказчика, составляют подробный план электроснабжения каждой отдельной комнаты, начиная от розеток и заканчивая электрическими бойлерами, устройствами защитного отключения, противопожарными и сигнализационными системами и пр. Производиться детальный расчёт потребления электричества конкретного дома и определяется возможность обеспечения требуемых мощностей. На основе всех данных составляется проект электроснабжения загородного дома.

Проект электроснабжения коттеджа, загородного дома – это техническая документация, содержащая полную информацию о размещении электрооборудования, электропроводки, освещения, и других электротехнических приборов. Так же в проекте электроснабжения содержится подробная схема электрощита, расчёт допустимой нагрузки на электросеть, сводная номенклатура и спецификация используемого оборудования для электроснабжения.

Монтаж электроснабжения загородного дома, коттеджа

Помимо грамотного проектирования системы электроснабжения, залогом её стабильной, долговечной работы и безопасной эксплуатации, является профессионально и качественно выполненный монтаж электроснабжения и установка электрооборудования.

Монтаж электроснабжения загородного дома, коттеджа выполняется в полном соответствии с проектом электроснабжения с использованием современных высококачественных материалов, комплектующих и оборудования. Обращение в компанию Альфа-легион, одним из направлений деятельности которой является электрика под ключ, гарантирует проведение всех этапов работ: от объективных расчётов необходимой мощности до прокладки проводов и монтажа отдельных элементов электроснабжения. Такой подход избавит собственника жилья от потери времени и проблем с электроснабжением в будущем, и в результате вы получаете электроснабжение дома, которое долгое время не потребует никаких доработок и усовершенствований.


Специалисты компании Альфа-легион предлагают Вам следующие виды работ и услуг, связанных с проектированием и монтажом электроснабжения загородного дома:

Электрика под ключ
Электроснабжение загородного дома, коттеджа под ключ
Проектирование систем электроснабжения загородного дома, коттеджа
Проектирование автономного электроснабжения дома, коттеджа
Проектирование систем освещения дома, коттеджа
Монтаж электроснабжения загородного дома, коттеджа
Монтаж освещения загородного дома, коттеджа
Монтаж слаботочных систем загородного дома, коттеджа
Монтаж электропроводки в доме
Монтаж систем автономного электроснабжения дома, коттеджа
Монтаж систем резервного и бесперебойного электроснабжения
Монтаж стабилизаторов напряжения систем электроснабжения
Проектирование и монтаж систем электрического отопления дома, коттеджа
Организация пожарной безопасности загородного дома, коттеджа
Монтаж заземления в частном доме
Устранение неисправностей и ремонт электропроводки в частном доме
Ремонт систем электроснабжения загородного дома

Автономное электроснабжение дома сделать самому своими руками

Автономное электроснабжение дома – это обеспечение необходимого количества электроэнергии для жилого помещения или загородного участка без перебоев питания и перепадов подачи напряжения. Вопрос о самостоятельном создании автономной системы электроснабжения является актуальным для людей, проживающих вдали от городской жизни.

Такая потребность может возникнуть по целому ряду причин:

  • сложность подключения к уже существующей сети электроснабжения;
  • отсутствие стабильности подаваемого напряжения;
  • перебои питания.

Электроэнергия, необходимая для нормальной жизнедеятельности в загородном доме, должна вырабатываться бесконечно, независимо от внешних факторов. При выборе источника энергии предпочтение следует отдать возобновляемому и безвредному для окружающей среды и людей варианту.

Требования к автономному электроснабжению

Автономное электроснабжение частного дома зависит от суммарной мощности потребителей электроэнергии и характера их «потребностей». Чаще всего, к числу энергопотребителей относятся:

  • система отопления дома;
  • холодильное оборудование;
  • кондиционирование;
  • различная крупная и мелкая бытовая техника;
  • насосное оборудование, обеспечивающее подачу воды от скважины или колодца.

Любой вид потребителя электроэнергии имеет свою мощность. Однако требования, предъявляемые к сети электропитания у всех одни. Это, в первую очередь, стабильность подаваемого напряжения и его частота. Для многих потребителей также важна синусоидальность формы переменного напряжения.

Следующим этапом является определение необходимой суммарной мощности, которую должно обеспечить автономное электроснабжение дома, а также технические характеристики электропитания. Специалисты рекомендуют завышать суммарную мощность на 15-30%. Это делается с целью обеспечения роста потребления электроэнергии в дальнейшем.

Далее следует определиться с техническими характеристиками, на основе которых будет строиться система автономного электроснабжения дома (САЭ). Они зависят от того, какую функцию будет выполнять САЭ: полностью автономное энергоснабжение или резервный источник питания. Если система играет роль «подстраховки» подачи энергоресурсов, необходимо установить длительность работы САЭ в период отсутствия централизованного энергоснабжения.

Немаловажным фактором при планировании системы автономного электроснабжения частного дома являются финансовые возможности домовладельца. Бюджет проекта определяет, насколько дорогим будет приобретаемое оборудование, и какая часть работ подлежит выполнению своими руками. Известно, что самостоятельное выполнение работ обойдется значительно дешевле, чем оплата услуг специалистов, привлекаемых со стороны. При этом стоит учитывать наличие необходимого оборудования и навыки работы с ним, а также уровень технического образования домовладельца.

Достоинства

Одним из основных преимуществ САЭ является отсутствие платы за потребление энергии. Это весомая экономия в условиях загородной жизни. Автономное электроснабжение дома, в отличие от централизованного, не имеет каких-либо социальных норм потребления энергии.

Качество электроэнергии зависит от правильного подсчета суммарной мощности на стадии проектирования системы и введения нужного оборудования в эксплуатацию. Благодаря этому, не возникает риск перепадов напряжения или отключения электричества. Не стоит опасаться, что резкий скачок мощности выведет из строя домашнюю технику. Качество и количество электроэнергии будет именно таким, какое было запланировано изначально, а не таким, которое способна выделить ближайшая подстанция.

Оборудование САЭ достаточно надежное и редко выходит из строя. Данное преимущество сохраняется при должном уходе и правильной эксплуатации всех элементов системы.

Разрабатываются специальные программы, благодаря которым существует возможность продажи излишков электроэнергии государству. Однако об этом стоит подумать заранее (на стадии проектирования САЭ). Для этого придется подготовить разрешительную документацию, которая подтверждает, что оборудование вырабатывает электроэнергию заявленного качества и в определенном количестве.

Автономное электроснабжение дома имеет еще одно несомненное преимущество: полная независимость. Какова бы ни была стоимость потребляемого электричества, у домовладельца всегда будут собственные энергоресурсы.

Автономное электроснабжение загородного дома: недостатки

Несмотря на множество преимуществ, САЭ имеет ряд минусов, среди которых не только дорогостоящее оборудование, но и высокие расходы на его эксплуатацию. Перед выбором приборов и материалов следует тщательно все рассчитать, для того чтобы оборудование не вышло из строя раньше, чем успело окупиться.

Если автономное электроснабжение частного дома по каким-либо причинам перестало функционировать, не следует ждать дежурную бригаду электриков с местной подстанции. Обо всем придется позаботиться самостоятельно – вызвать специалистов и оплатить услуги по ремонту САЭ. Для того чтобы этого не произошло и оборудование прослужило как можно дольше, следует регулярно приглашать специалистов для профилактического осмотра и технического обслуживания автономного электроснабжения дома.

Выбор альтернативного источника энергии

Главная проблема автономного электроснабжения дома – выбор альтернативного источника энергии, которых на данный момент не так уж и много. Наиболее распространенными считаются следующие виды:

  • бензиновые и дизельные генераторы;
  • солнечные батареи;
  • ветровая энергия;
  • гидроэлектроэнергия;
  • аккумуляторы.

Каждый из этих источников обладает определенными характеристиками и особенностями, с которыми следует внимательно ознакомиться.

Генераторы

Это наиболее простой и дешевый способ обеспечения дома необходимым количеством электроэнергии. Устройство работает по принципу сжигания топлива. Если речь идет про автономное электроснабжение дома, генератор предполагает создание достаточной базы для хранения топлива. В запасе должно находиться как минимум 200 л дизельного топлива, бензина или других горючих веществ. В данном случае выгодно отличаются газовые генераторы. Для их бесперебойной работы требуется подключение к газопроводу, и проблема с хранением топлива отпадает автоматически.

Солнечные элементы

Автономное электроснабжение дома на солнечных батареях — довольно распространенное явление в западных странах. Существует несколько методов преобразования солнечной энергии в электричество:

  1. Фото-вольтовые клетки – используются для концентрации солнечной энергии. С помощью специальных зеркал солнечные лучи генерируются в определенном направлении либо нагревают жидкость, проходящую через паровые турбины электрогенератора (теплового двигателя).
  2. Фото-ячейки – энергия, накопленная фотоэлементами на крыше дома, является постоянным током. Для того чтобы ее можно было использовать в домашнем хозяйстве, она подлежит обязательному преобразованию в переменный ток.

Автономное электроснабжение дома своими руками с использованием солнечных батарей является наиболее эффективным и экономичным вариантом. Данное оборудование служит около 40 лет. Однако в зависимости от погодных условий подача электричества в течение дня может прерываться.

Ветровая энергия

Если погодные условия не позволяют использовать солнечные батареи, альтернативным вариантом может стать энергия ветра. Она берется через турбины, расположенные на высоких башнях (от 3 м). Автономные ветряки преобразовывают энергию при помощи установленных инверторов. Главным условием является наличие постоянного ветра со скоростью не менее 14 км/ч.

Гидроэлектроэнергия

Если поблизости загородного дома расположена речка или озеро, можно воспользоваться водяными источниками энергии. Гидроэлектроэнергия в небольших масштабах является наиболее реальным и выгодным вариантом автономного электроснабжения дома. Использование одной турбины не считается экологически и социально опасным явлением. Микротурбины просты в эксплуатации и имеют долгий срок службы.

Аккумуляторы

Для полноценного электроснабжения дома данный вариант не подходит. Аккумуляторы используются в качестве аварийной подачи электроэнергии либо как дополнение к альтернативным источникам энергии. Принцип работы достаточно прост – пока в сети есть электричество, батареи заряжаются, если подача электроэнергии прерывается, аккумуляторы отдают энергию через специальный инвертер.

Схема автономного электроснабжения дома

Общая схема САЭ состоит из последовательно расположенных элементов:

  1. Первичного источника электроэнергии – могут быть использованы вышеописанные солнечные батареи, генераторы, работающие на различных видах топлива и другие.
  2. Зарядного устройства – преобразует напряжение от первичного источника до величин, необходимых для обеспечения нормальной работы аккумулятора.
  3. Аккумуляторной батареи – используется для накопления и отдачи энергии.
  4. Инвертора – предназначен для создания нужного напряжения.

Все эти элементы являются неотъемлемой частью автономного электроснабжения дома, и работать друг без друга не могут.

Монтаж САЭ

Выполнить автономное электроснабжение дома своими руками достаточно просто. Для этого понадобятся составляющие: несколько аккумуляторов, которые для увеличения емкости подключаются по параллельной схеме, зарядное устройство и инвертор. При наличии электроэнергии в сети, аккумуляторы накапливают энергию от зарядного устройства. Если электроэнергия отключается, аккумуляторы обеспечивают подачу электроресурсов посредством инвертора.

Производители предлагают широкий ассортимент инверторов, рассчитанных на потребителей с определенной мощностью. От этих показателей зависит количество электроприборов, которые могут работать от этого источника. Чем больше количество техники в доме, тем больше должна быть суммарная емкость аккумуляторов. При неправильном подборе емкости, батареи будут быстрее разряжаться.

Это наиболее распространенные варианты создания автономного электроснабжения дома. Стоимость таких систем достаточно большая, особенно если учитывать расходы на топливо для генераторов. Самыми приемлемыми в этом плане считаются бесплатные источники энергии, такие как солнце, ветер и вода. Стоит такое оборудование значительно дороже, однако оно быстро окупается и служит многие годы. Монтировать САЭ своими руками достаточно просто. Нужно четко следовать инструкции и придерживаться схемы.

Автономные системы электроснабжения частного дома — Ремонтируем сами

Продолжаем цикл статей на тему автономного электроснабжения для частного дома.

В предыдущих статьях мы уже рассматривали несколько видов автономных ов электроэнергии, а именно: ИБП-и бесперебойного питания, где ом электричества являются аккумуляторные батареи, и вторым ом энергии являются генераторные установки на дизтопливе, бензине или газе.

Ремонт электроники в костроме

Преимущества и недостатки каждого из устройств мы рассмотрели, насколько это возможно на словах, достаточно обширно, в этой же статье мы попробуем разобраться, как же совместить оба этих устройства, использовать по максимуму весь потенциал, как генераторной установки, так и а бесперебойного питания.

Для более полной картины всего предстоящего мероприятия, хотелось бы отметить относительно высокую стоимость всего комплекта оборудования, который должен будет обеспечить электроэнергией ваш дом.

Итак, хорошая миниэлектростанция мощностью в 5-6 кВт, обойдется Вам примерно в 2-2.5 тысяч долларов. В этой ценовой категории вы можете приобрести, к примеру, генератор HONDA, оборудованный электростартером.

ИБП в комплекте c гелиевыми аккумуляторными батареями, рассчитанный на 3-4 кВт обойдется Вам примерно в сумму от 1.5 до 3 тысяч долларов. Почему такой разбег в цене, вы поймете чуть позже. Цены на ИБП могут колебаться как в большую, так и меньшую сторону. Все зависит от производителя, количества и емкости АКБ.

Проведя несложные арифметические подсчеты, мы получим сумму примерно в 4-5 тыс. долларов США. Плюс к этой сумме необходимо будет прибавить стоимость дополнительного оборудования и стоимость электромонтажных работ.

Но в данной статье мы не станем рассматривать что сколько стоит, цель данной статьи немного другая, а именно — рассмотреть целесообразность всего комплекса в целом, что и как лучше сделать, чтобы было и практично и недорого, в плане дальнейшей эксплуатации.

Далее, что нам еще потребуется

Большинство миниэлектростанций не оборудованы системой автозапуска, то есть , устройством, которое будет контролировать процесс запуска и остановки генератора в момент отключения основного электричества. Для этих целей нам понадобиться АВР-автоматическое включение резервного питания.

Как работает АВР, его алгоритм работы в данной статье мы не станем рассматривать, это уже другая статья.

Совет №1.

Генераторные установки средней и малой мощности, а именно такие мы и используем в быту, не всегда выдают качественное напряжение, в плане частоты и синусоиды. Именно к этим параметрам очень чувствительны многие ИБП. ИБП воспринимают это как аварию на линии и уходят в защиту, то есть, отключаются или не видят входного напряжения.

Чтобы избежать дальнейших проблем в эксплуатации всего энергокомплекса, рекомендуем вам выбирать ИБП из онлайновой серии. Большинство онлайновых ИБП всеядны, то есть, они не так требовательны к входному напряжения, к частоте и синусоиде. На выходе у таких устройств всегда стабильное напряжение с чистой синусоидой, к которым так чувствительны многие современные электроприборы.

Совет №2.

Перед началом всех работ, вы должны четко знать, что именно вы хотите получить в конечном результате. Чтобы было понятнее о чем речь, давайте рассмотрим ситуацию с отключением электричества, как должно работать оборудование, и, исходя из этого, разработаем алгоритм работы всей системы в целом.

Итак, ситуация №1. Алгоритм работы оборудования примерно следующий:

1) Отключение основного электричества;

2) Нагрузка переходит на ИБП, на определенное время N;

3) Происходит запуск генераторной станции;

4) Нагрузка переключается на генератор, одновременно происходит заряд аккумуляторных батарей ИБП;

5) Появилось основное (городское) электричество, нагрузка переключается на город, генератор отключается.

В данном случае, у нас есть строго заданное время N, за которое должен запуститься генератор и, соответственно, ИБП должен обеспечить электричеством потребителей строго заданное время N.

Соответственно, зная мощность нагрузки и необходимое время работы от ИБП, несложно подсчитать емкость АКБ. Как это сделать, подробно описано в предыдущей статье.

В данной ситуации мы значительно сэкономим на стоимости АКБ, так как в данном случае можно обойтись аккумуляторными батареями небольшой емкости. Но проиграем в другом месте, а именно, в топливе, так как генератор будет запускаться независимо от того, нужен он в данный момент или нет.

Кострома ремонт Кострома

Чтобы избежать ненужной работы генератора, рассмотрим другую ситуацию.

Ситуация №2. Алгоритм работы оборудования (ИБП+ генератор) будет примерно следующий:

1) Произошло отключение основного электричества;

2) Нагрузка переходит на ИБП на НЕОПРЕДЕЛЕННОЕ время N. В данном случае время N будет зависеть от того, насколько сильно будет загружен ИБП в данный момент и соответственно, как долго будут держать АКБ.

3) Если основное ( городское) электричество не появилось а ИБП уже не способно поддерживать потребителей

4) Происходит запуск генераторной установки;

5) Нагрузка переключается на генератор, одновременно происходит заряд батарей ИБП.

6) При появлении городского (основного) электричества, нагрузка переходит на сеть, происходит стоп генератора.

Как видно из примера, в данном случае запуск генератора не происходит до тех пор, пока ИБП или какое либо другое дополнительное устройство не подаст команду на запуск генератора.

Команду на запуск генератора может подать сам ИБП, благо, что во многих современных ИБП такая функция имеется, то есть, изначально производителем предусмотрена возможность совместной работы ИБП и генератора.

Если же в ИБП нет такой возможности, существует масса контроллеров напряжения по верхнему и нижнему пределам, которыми можно легко дополнить любой ИБП.

Такое схематическое решение (№2), намного выгоднее предыдущего, так как нет холостой работы генератора. Но, в данном случае, система обойдется на порядок дороже, так как для продолжительной работы ИБП потребуются аккумуляторы значительной емкости.

Но, в любом случае, какое бы вы не приняли решение, монтаж системы автономного электроснабжения, относительно сложная задача, выполнение которой лучше доверить профессионалам.

Сергей Серомашенко

Автономное электроснабжение загородного дома

Автономное электроснабжение дома: выбор альтернативного источника

Вся проблема автономного электроснабжения дома упирается в источники альтернативного электроснабжения, которых на сегодняшний день не так уж и много. Их можно сосчитать на пальцах – это дизельный, бензиновый или ветряной электрогенератор, солнечные батареи и аккумуляторы. Все эти источники обладают как преимуществами, так и недостатками, с которыми необходимо разобраться в первую очередь.

  1. Генераторы. Это самый простой и, можно сказать, дешевый способ обеспечить свой дом электроэнергией. Работа устройства основана на принципе сжигания топлива, поэтому если речь идет о такой системе бесперебойной подачи электроэнергии, то она подразумевает создание немалой базы для хранения топлива. Как минимум, в запасе должно находиться литров 200 ДТ, бензина или других горючих материалов. В этом отношении выгодно отличаются газовые электрогенераторы – если к строению подведен газопровод, то проблема с источником топлива решается автоматически. Также отличным решением для обеспечения дома бесперебойной подачей энергии является ветрогенератор, но у него имеется один большой недостаток – как правило, подобные установки имеют немалые размеры, и к тому же для их работы необходим целый комплекс дополнительного оборудования. Но об этом чуть позже, а пока рассмотрим другие источники резервного электроснабжения для дома.

  2. Солнечные элементы. В принципе, если подойти к вопросу, как сделать автономное электроснабжение дома, глобально, то с помощью так называемых солнечных батарей можно не только обеспечить энергией весь дом со всеми его коммуникациями, но еще и продавать электричество на сторону. Кстати, в западных странах такой подход является довольно распространенным явлением – излишки энергии продаются энергетическим компаниям, а их контроль осуществляется посредством специальных счетчиков. Нам до этого еще далеко. Если говорить о недостатках систем солнечного электроснабжения, то здесь можно выделить габариты (чтобы обеспечить дом электричеством, понадобится накрыть батареями всю крышу дома) и, как в случае с ветряным генератором, массу дополнительного оборудования, которое отвечает за накопление и преобразование небольших токов в необходимое для наших нужд напряжение. Как правило, для этого оборудования отводится специальное помещение площадью около 6кв.м.

  3. Аккумуляторные батареи. Только с их помощью полноценное электроснабжение дома не организуешь. Их можно использовать либо в качестве аварийного электроснабжения (временный вариант, призванный обеспечивать энергией дом в течение короткого времени), либо в качестве дополнения к альтернативным источникам электроэнергии (солнечным батареям, ветрогенераторам). Здесь идея простая – пока в сети присутствует электричество, батареи заряжаются, как только оно пропадает, аккумуляторы начинают отдавать энергию в дом через так называемый инвертер, в задачи которого входит повышение напряжения, например, с 12V до пригодных нам 220V.

Вот и все – с источниками более или менее разобрались, теперь проясним ситуацию с устройством систем автономного электроснабжения дома.

Как выбрать для квартиры, дома, дачи?

Выбрать подходящее автономное электроснабжение дома не так сложно, если учитывать некоторые параметры.

Первое на что нужно опираться — количество и характер систем, потребляющих энергию. Обычно к списку таких систем относятся кондиционирование, отопление, насосное водоснабжение из скважины. Также необходимо учитывать число часто пользуемых бытовых электроприборов и холодильное оборудование. Все перечисленное требует бесперебойного питания, что может предоставить любой независимый источник.

Вторым этапом выбора станет вычисление общей мощности. Показатели потребления каждого прибора складываются между собой. Итоговое автономное электроснабжение загородного дома, дачи или квартиры должно превышать полученную сумму на 20-30%.

На тип планируемой системы влияет и роль, отведенная ей: полное обеспечение или резервное питание. Не все источники могут длительно отдавать переработанное электричество без зависимости от внешних факторов.

Выделенный бюджет определит дороговизну системы, ее производителя, или натолкнет на мысль об изготовлении своими руками.

С бестопливными генераторами придется обратить внимание на окружающий ландшафт, климат. Идеальным вариантом является выбор сразу двух альтернативных подпиток разного вида

Тогда будет существовать подстраховка на все случаи жизни. Специалисты советуют держать генератор на горючем топливе (с запасом самого топлива) и один из инверторов, поглощающих природные силы ветра, солнца, воды или пара. Отдельное применение аккумуляторов практикуется редко из-за быстро расходуемого ресурса и невозможности перезарядки без непосредственно электричества. Однако, как еще один запасной вариант, это вполне подойдет для квартиры или частного дома с централизованной сетью

Идеальным вариантом является выбор сразу двух альтернативных подпиток разного вида. Тогда будет существовать подстраховка на все случаи жизни. Специалисты советуют держать генератор на горючем топливе (с запасом самого топлива) и один из инверторов, поглощающих природные силы ветра, солнца, воды или пара. Отдельное применение аккумуляторов практикуется редко из-за быстро расходуемого ресурса и невозможности перезарядки без непосредственно электричества. Однако, как еще один запасной вариант, это вполне подойдет для квартиры или частного дома с централизованной сетью.

Подробный рассказ о готовом комплекте

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

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

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

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

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

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

Дизельный генератор для дачи


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

Среди минусов:

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

Бензиновый генератор для дачи


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

Преимущества:

Минусы:

  • невысокий КПД;
  • высокая стоимость бензина.

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

Газовый генератор для дачи


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

Разновидности источников электроэнергии

  • источниками бесперебойного питания (ИБП) в виде аккумуляторов;
  • солнечными батареями;
  • мини-электростанциями с ветряными, газовыми, дизельными и бензиновыми генераторами.

В нашей стране чаще всего используются генераторы, которые работают за счет тепловой энергии – газа, бензина и дизельного топлива.

Мини-электростанции или генераторы

Такие САЭ просты в использовании и относительно дешевы.

Преимущества генераторов:

  1. Работать мини-электростанция может достаточно долго. Для этого требуется только наличие топлива.
  2. Автозапуск генератора дает возможность использовать его в автономном режиме.
  3. Мини-электростанция с мощностью от 5–6 кВт способна обеспечить электричеством все электроприборы дома.
  4. Стоимость установки зависит от мощности генератора, качества исполнения и производителя.

К недостаткам такой установки относятся:

  1. Необходимость в постоянном техническом обслуживании. Нужно будет регулярно проверять уровень масла и наличие топлива.
  2. Генераторы являются достаточно шумными устройствами. Поэтому, если нет возможности установки их подальше от дома, то, даже при использовании глушителей, издаваемый ими шум делает применение установок не слишком комфортным.
  3. Не все автономные мини-электростанции на выходе способны выдавать стабильное напряжение и чистую синусоиду.
  4. Для генераторов требуется хорошая вентиляция и отдельно стоящее утепленное помещение.

Аккумуляторы или источники бесперебойного питания

Такие устройства заряжаются в то время, когда в сети есть электричество и во время перебоев с ним отдают электроэнергию.

  • ИБП нет необходимости постоянно контролировать. Нужно будет только следить за состоянием батареи.
  • Аккумуляторы не требуют отдельного помещения и много места.
  • Источник бесперебойного питания – это полностью автономная система, которая моментально включается в случае отключения в доме электроэнергии.
  • На выходе автономное устройство дает стабильное напряжение.
  • Работает ИБП бесшумно.

К минусам аккумуляторов можно отнести ограниченное время работы и относительно высокую стоимость. Время автономной работы ИБП напрямую зависит от емкости его батарей.

Такая установка будет правильным решением для многоквартирного дома с автономным отоплением.

Солнечные электрогенераторы

  • Такие электрогенераторы можно признать наиболее перспективным видом оборудования для достижения автономной электрификации дома.
  • В состав комплекта устройства входит набор аккумуляторов, который сохраняет электрический ток и подает его в ночное время суток.
  • К солнечным батареям прилагается специальный инвертор, способный преобразовывать ток из постоянного в переменный.
  • Устройства, оборудованные кремниевыми монокристаллами, являются самыми долговечными модулями. Они способны проработать в течение тридцати лет без снижения количества производимой энергии и эффективности.
  • Одна правильно подобранная солнечная батарея способна обеспечить весь дом необходимым количеством электроэнергии для работы всего бытового оборудования.

Энергия ветра или ветрогенераторные станции

  • Берется такая энергия через турбины, которые расположены на башнях от трех метров высотой.
  • Энергия преобразовывается с помощью инверторов, установленных в автономных ветряках. Главное условие – это наличие ветра со скоростью не менее четырнадцати километров в час.
  • В комплект генераторов также входит инверторная установка и аккумуляторы, накапливающие электричество.

Установка таких устройств невозможна в местах, где отсутствует природное движение воздуха. Это является существенным недостатком ветрогенераторных станций.

Портативные гидроэлектростанции для дома

Это устройство для автономной подачи электроэнергии приводятся в действие потоком воды. Применяться они могут только в домах, которые расположены недалеко от небольших речек и ручьев. Поэтому гидроэлектростанции являются наименее распространенными устройствами.

Особенности работы генераторов

Генератор – это самый быстрый и простой способ обеспечить частный дом электричеством. Для работы агрегат использует бензин или дизельное топливо и в результате его сжигания выдает необходимое количество энергии.

Главным преимуществом является полная независимость устройства от сезонных изменений и погодных колебаний. К недостаткам относится обязательное наличие на участке специально оборудованного хранилища для топлива, рассчитанного на объем от 200 литров.


Дизельная генераторная установка удобна и проста в эксплуатации, но для полноценного функционирования ей необходимо получать не менее 250 мл горючего в час. Мощные станции, способные обеспечить энергией небольшой частный домик с фактическим потреблением ресурса в несколько киловатт за сутки, будут «есть» примерно литр солярки в течение 60 минут

Чаще всего бензиновые и дизельные генераторные установки используют в качестве резервных или временных источников получения электроэнергии. Это обусловлено тем, что для полноценной работы приборы требуют значительных объемов горючего, стоимость которого постоянно увеличивается.


Мощный бензиновый или дизельный генератор способен при наличии нужного объема топлива обеспечить бесперебойную подачу электричества. Однако устройство в процессе работы производит очень много шума. Чтобы не страдать из-за нежелательных звуков, стоит разместить агрегат в одном из прилегающих хозяйственных помещений, расположенных на некотором расстоянии от собственного жилья и соседских домов

Само оборудование тоже имеет высокую цену и нуждается в профилактическом обслуживании. К более выгодным вариантам генераторных установок относят газовые агрегаты. Они не нуждаются в бесперебойных поставках горючего и не требуют наличия хранилища для топливных материалов.

Однако полноценную работу этих приборов обеспечивает такой пункт, как обязательное подключение к центральной газовой сети, что далеко не всегда является возможным и доступным.


Установка в доме газового генератора осуществляется только на основании пакета разрешительных документов и при обязательном участии в монтаже бригады мастеров из местного газораспределительного предприятия. Подключать к газопроводу прибор самостоятельно не рекомендуется во избежание потенциально возможных в будущем утечек и различных неполадок

Именно из-за этих сложностей генераторы редко выбирают в качестве основного источника для поставки электричества в частный дом.

Зато генераторы – идеальное решение для временного использования, к примеру, на время строительства загородного дома и оформления документов для его подключения:

На протяжении первых этапов строительства генератор послужит основным источником энергии, а после оформления документов и получения разрешений на подключение к общей энергосети, он станет резервным оборудованием и безусловно не раз пригодится.

Малогабаритная гидроэнергетика

Как правило, все что для этого нужно — это река с достаточным количеством воды и скорости течения, поступающей на водяную турбину, подключённую к генератору электроэнергии. В зависимости от размеров и необходимой мощности электрогенерации, миниэлектростанция для гидроэлектрических схем подразделяются следующим образом:

  1. Small Scale Hydro Power (небольшие), генерирует электрическую мощность от 100кВт (1кВт) и 1МВт (мегаватт), подавая эту генерируемую энергию непосредственно в коммунальную сеть, питающей более одного домашнего хозяйства.
  2. Mini Scale Hydro Power (мини-масштабные), которые генерируют мощность от 5кВт до 100кВт, подавая её непосредственно в коммунальную сеть или автономную систему с питанием от сети переменного тока.
  3. Micro Scale Hydro Power (микромасштабные), домашняя схема САЭ для рек, с генератором постоянного тока для производства электромощности от сотен ватт до 5кВт в качестве части автономной системы.

Мини-ГЭС (гидроэлектростанции) в зависимости от вида водных ресурсов подразделяются на:

  • русловые — малые речки с искусственным водоёмами на равнинах;
  • стационарные — высокогорные речки;
  • водоподъёмные с перепадом воды на промпредприятиях;
  • мобильные — водяной поток поступает через армированные устройства.

Для работы мини-ГЭС используются следующие типы турбин:

  • водяной напор > 60-м — ковшовые и радиально-осевые;
  • при напоре 25—60-м — радиально-осевые и поворотно-лопастные;
  • при низком напоре — пропеллерные и поворотно-лопастные в железобетонных устройствах.

Максимальное количество электроэнергии, которое может быть получено из реки или потока проточной воды, зависит от количества энергии в конкретной точке потока. Но водяная турбина не идеальна, из-за потерь мощность внутри турбины вызванных трением. Большинство современных гидротурбин имеют к.п.д от 80 до 95% и способны использоваться, как миниэлектростанция для частного дома. Мини-ГЭС работают по надёжному принципу. Вода, воздействует на турбинные лопасти через гидропривод, приводит во вращение электрогенератор, вырабатывающий электроэнергию.

Процесс контролируется системами автоматизации. Надёжная система автоматики защищает оборудование от перегрузок и поломок. Устройства современных гидрогенераторов сокращает до минимума производство монтажных работ в период строительства и создают оптимальное энергообеспечение электроэнергией.

Автономные источники электроснабжения мини-ГЭС проектируется при полном соответствии параметров турбины и гидроагрегата для производства требуемой частот вращения и тока.

К достоинствам работы мини-ГЭС относятся:

  • экобезопасность оборудования;
  • низкая себестоимость 1 кВт-час электроэнергии;
  • автономность, простота и надёжность схемы;
  • неисчерпаемость первичного ресурса.

К недостаткам мини-ГЭС относится слабая материально-техническая и производственная база для производства всего необходимого комплекса оборудования в стране.

Особенности установки и эксплуатации автономных источников

Перед тем как приобретать и устанавливать любую из систем, нужно правильно произвести все необходимые расчеты ведь со временем количество потребителей электроэнергии в доме может увеличиться, к примеру вы решите установить систему обогрева кровли и водостоков и это нужно учесть в расчетах.

Рассмотрим для начала на примере солнечной системы.

Солнечная автономная система.

Все расчеты нужно начинать с подсчетов суммарного потребления электроэнергии в доме, то есть подсчитать мощность всех потребителей

При этом важно их разделить

Дело в том, что часть потребителей электроэнергии без проблем работают от сети с постоянным током и напряжением в 12 или 24 В. Такими потребителями могут быть те же светодиодные лампы, которые лучше установить вместо обычных ламп накаливания. Да и вообще, все работы следует начинать с оснащения дома экономичными потребителями электроэнергии.

Исходя из суммарной мощности потребления тока, производится подбор аккумуляторных батарей и инвертора. И только после этого переходят к подсчету количества солнечных панелей, а также подбора контроллера.

Можно и не заниматься вычислением площади солнечных панелей, емкостью АКБ и инвертора.

Многие производители предлагают уже готовые комплекты, включающие все необходимое оборудование. При приобретении такого комплекта достаточно знать только суммарное потребление электроэнергии.

Причем при выборе комплекта важно учитывать, чтобы у него имелся некий запас по мощности, чтобы вся система не работала на предельных значениях. Общая стоимость такой системы во многом зависит от ее мощности

Монтаж солнечной батареи несложен.

Достаточно правильно выбрать место установки панелей, контроллера, АКБ и инвертора. Затем следует все правильно подсоединить.

Что касается техники безопасности при использовании такой системы, то сводится она к правильности размещения АКБ. Они хоть и являются герметичными и необслуживаемыми, но для них лучше отвести отдельное помещение, причем вентилируемое.

Важно обратить внимание на надежность крепления всех составных элементов, использование соответствующей проводки и правильности подключения элементов в систему. Ветряная система

Ветряная система.

С расчетов начинается и установка ветрогенераторов. Все начинается с расчета суммарной мощности потребителей электроэнергии. Исходя из этого уже и подбирается комплект, включающий все необходимое – ветроэлектрическую установку (ВЭУ), контроллер, АКБ, инвертор и остальные комплектующие.

При использовании такой системы важно подобрать место установки ВЭУ. Ветряки при работе издают шум, хоть и несильный, поэтому рекомендуется их устанавливать на определенном удалении от дома

Что касается безопасности, то здесь все сводится к правильному монтажу мачты ВЭУ, поскольку она достаточно высокая.

Далее же безопасность сводится к правильному подключению и эксплуатации системы.

Топливные генераторные установки.

Генераторные установки – самые простейшие по монтажу. После подсчета суммарного потребления электроэнергии просто подбирается необходимая по мощности станция, работающая на предпочтительном для владельца дома топливе.

Оборудуются генераторно-аккумуляторные-инверторные системы.

Но обычно такие станции продаются отдельно, поэтому придется правильно подобрать контроллер, комплект АКБ и инвертор.

При использовании такой системы условия безопасности строже, чем у других систем.

Во-первых, генераторную установку необходимо устанавливать в отдельном помещении.

Во-вторых, должна быть организована система отвода отработанных газов.

В-третьих, должна соблюдаться правильность хранения горючих материалов.

Системы энергообеспечения, в которых используется гидроэлектростанции, рассматривать не будем, поскольку они применяются редко.

Аварийное электроснабжение для частного загородного дома и квартиры

Автор: Abramova Olesya
Раздел: Электроснабжение для дома, коттеджа и квартиры

Решение для автономного и частично автономного электроснабжение небольшого дома или трейлера на оборудовании Victron Energy.

Читать далее…

Автор: Abramova Olesya
Раздел: Электроснабжение для дома, коттеджа и квартиры

Высокоэффективные солнечные электростанции SmartFlower в Украине. Компания Best Energy Ltd. обеспечит прямые поставки и услуги по установке.

Читать далее…

Автор: Abramova Olesya
Раздел: Электроснабжение для дома, коттеджа и квартиры

Читать далее…

Автор: Abramova Olesya
Раздел: Электроснабжение для дома, коттеджа и квартиры

Солнечная электростанция для домашнего использования с несколькими режимами работы возможностью удаленного мониторинга.

Читать далее…

Автор: Abramova Olesya
Раздел: Электроснабжение для дома, коттеджа и квартиры

Читать далее…

Современные стандарты строительства частных домов, коттеджей и квартир предполагают наличие системы аварийного электроснабжения, которая в автоматическом (по желанию – в ручном) режиме производит подачу электроэнергии в случае аварийного отключения электричества. Остановимся на базовых архитектурах подобных систем, их типах и других нюансах.

Архитектура аварийного электроснабжения

Прежде всего, необходимо определить цели создания системы аварийного электроснабжения, это позволит реализовать данную систему эффективно и с минимальными расходами бюджета. Ниже приведены основные архитектуры аварийных систем для дома:

  • На основе аккумуляторов (инверторы, источники бесперебойного питания, солнечные электростанции, электрогенераторы, гидроэлектростанции). Классическая система: установка достаточного количества аккумуляторов свинцово-кислотного или другого типа с инвертором напряжения и зарядным устройством. Продвинутая схема: в качестве источника энергии для заряда аккумуляторов используется энергия Солнца, ветра или воды. Избыток электроэнергии может расходоваться для электроснабжения дома или сбрасываться в электрическую сеть по «зелёному» тарифу.

  • На основе топливного генератора (газовые, бензиновые и дизельные генераторы). Когда требуется очень длительное время резервного питания или нагрузка достаточно велика, экономически выгоднее применять дизельные генераторы, которые комплектуются специальной автоматикой – автоматический ввод резерва (АВР), благодаря которой осуществляется автоматический запуск и остановка генератора в момент пропадания и возобновления электроснабжения соответственно.

  • На основе аккумуляторов и топливного генератора. Гибридная схема работы позволяет в непродолжительные отрезки времени использовать энергию аккумуляторов, по достижению разряда аккумуляторов до заданного уровня, автоматически произойдет запуск бензинового или дизельного генератора. Данная архитектура хороша тем, что аккумуляторы моментально получают заряд, а дом получит аварийное электроснабжение без прерывания на время запуска топливного генератора.

Типы системы аварийного электроснабжения
  • OFFLINE – к данному типу относится система резервного электропитания на основе классических инверторов напряжения с зарядным устройством, которые не обеспечивают двойное преобразование напряжения и допускают кратковременное пропадание напряжения 4 – 20 мс при переключении режима работы «СЕТЬ<=>АКБ». Также к данной категории можно отнести топливные генераторы, которым требуется до 1 до 3 минут до выхода в номинальный режим работы.

  • LINE-Interactive – данный тип полностью соответствует OFFLINE, но в системе электроснабжение дома устанавливается стабилизатор напряжения на вводе, который обеспечивает защиту от любых аварий сети, кроме полного пропадания напряжения. Этот вариант является оптимальным, т. к. стабилизатор корректирует уровень напряжения перед инвертором и АВР, что позволит избежать частых переходов на работу от аккумуляторов, которые пагубно сказываются на сроке службы батарей.

  • ONLINE – максимальная защита от любых аварий сети, которая достигается при помощи источников бесперебойного питания (ИБП), в основе которых лежит топология работы «VFI 111». Благодаря данной технологии выходное напряжение и частота не зависят от входных. В момент пропадания напряжения на выходе источника бесперебойного питания не происходит прерывания, любое подключенное оборудование продолжает нормальную работу. Однако нужно учитывать, что для больших мощностей данная схема может оказаться достаточно дорогостоящей, поэтому для увеличения срока аварийного электроснабжения дома и коттеджа также рекомендуется применять дизельные генераторы. Стабилизаторы напряжения, устанавливаемые на вводе, также существенно снижают нагрузку на аккумуляторы ИБП и продлевают их ресурс на несколько лет.

Мощность системы

В зависимости от потребностей Заказчика, проектируется система для оптимального решения поставленной задачи, поэтому нередко аварийная система электроснабжения дома затрагивает только ключевые узлы: система отопления, система безопасности, система освещения и развлекательные системы (TV, audio и т. д.), ключевые потребители (холодильник, компьютер, некоторые розетки), но при этом электропитание не поступает на такие потребители, как нагревательный бак, кондиционер и т. д. Данный подход позволяет существенно уменьшить мощность системы и размер бюджета, требуемого на реализацию данного проекта.

Мониторинг системы

Современное оборудование, которое применяется для создания систем аварийного электроснабжения квартиры и дома, имеет достаточно широкие опции для удобного мониторинга и управления. Как правило, практически всегда есть возможность установки удаленной панели контроля, которая отличается весьма привлекательным дизайном и гармонично сочетается с интерьером. Также есть возможность удаленного контроля посредством интернет, когда вы может получать данные о вашей солнечной электростанции или системе аварийного электроснабжения при помощи смартфона, планшета, компьютера или даже телевизора.

Обслуживание

Компания BEST ENERGY более 20 лет проектирует и инсталлирует системы аварийного электроснабжения для частных и промышленных объектов. Наши специалисты регулярно проходят аттестацию на европейских заводах-производителях применяемого нашей компанией оборудования. Приобретая подобную систему, вы приобретаете безупречное качество и сервис.

Системы накопления энергии

При проектировании систем электроснабжения дома или предприятия основополагающим является качество и надежность электроэнергии, поставляемой для потребителей. Следить за этими параметрами призваны электронные системы стабилизации и управления потоками энергии от различных источников: инверторы, стабилизаторы, источники бесперебойного питания и др.

Инвертор – сердце системы бесперебойного электроснабжения. Основная его задача – следить за качеством электроэнергии, поступающей от внешней сети и управлять потоками энергии от различных источников – внешняя сеть, аккумуляторы, солнечные панели, ветрогенератор, дизель-генератор и т.д. Выход инвертора подключен к потребителям электрической энергии. На него всегда поступает чистая синусоида с правильным напряжением и частотой. Эти параметры можно задавать в настройках в зависимости от потребностей нагрузки. Инвертор следит за качеством поступающей из внешней сети электроэнергии. В случае отклонения параметров от заданных или аварийной ситуации он переключает электроснабжение от внешней сети на аккумуляторы.

Аккумуляторные батареи для автономного питания 

Аккумуляторы через встроенное зарядное устройство могут заряжаться от нескольких источников: внешняя сеть, солнечные батареи или ветрогенератор, бензиновый или дизельный генератор. Мощность аккумуляторов подбирается в зависимости от мощности нагрузки. Оптимальным является обеспечение работы резервируемого оборудования в течение 3-4 часов. Обычно, этого времени хватает на устранение небольших аварий сети. Если время резервирование необходимо 10 и более часов, то лучше использовать топливный генератор. Система управления инвертором может выставлять приоритеты подключения источников энергии к нагрузкам. Например, пока есть солнце – вся энергия от него идет в нагрузку и на заряд аккумуляторов, когда солнца нет – подключаются аккумуляторы, когда разрядились аккумуляторы – переключаемся на внешнюю сеть. При отключении всех источников может подаваться команда на автоматический запуск дизель-генератора.

Источники бесперебойного питния (ИБП)

Источник бесперебойного питания – это инвертор, который работает только с внешней сетью и аккумуляторами. Пока есть внешняя сеть – заряжаются аккумуляторы и питается нагрузка. В случае отключения сети – нагрузка переключается на питание от аккумуляторных батарей. Как правило, ИБП имеют у себя на борту аккумуляторные батареи, которые обеспечивают автономную работу нагрузки до 30 минут. В случае подключения внешних аккумуляторов время резервирования может увеличиться до нескольких часов. ИБП применяют для резервирования критичной к пропаданию питания нагрузке: отопительные системы, холодильники, освещение, компьютерные системы, охранные системы, видеонаблюдение и т.д.

Стабилизаторы – обеспечивают заданное стандартом напряжение на выходе, а также, защищают нагрузку от аварийных ситуаций во внешней сети: скачки напряжения, короткое замыкание, обрыв фазы или нуля и т.д. По принципу работы стабилизаторы бывают механические, электро-механические и электронные. Электронные стабилизаторы обеспечивают наименьшее время и плавность срабатывания, а также наибольшую точность стабилизации. Стабилизаторы применяют если нужно исправить плохое качество внешней электросети и защитить потребителей от аварийных ситуаций.

Системы электроснабжения солнечные. АВТОНОМНЫЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ВЕТРОВОЙ И СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ


Расчет автономной системы электроснабжения на солнечных батареях

Приводим простой пошаговый метод расчета автономной энергосистемы на солнечных батареях. Этот метод поможет Вам определить требования к системе и выбрать необходимые Вам комплектующие и материалы системы автономного электроснабжения.

Расчет энергосистемы состоит из нескольких этапов:

  1. Определение общей нагрузки и потребляемой мощности.
  2. Определение необходимой мощности инвертора и емкости аккумуляторной батареи.
  3. Определение необходимого количества фотоэлектрических модулей (собственно самих солнечных батарей), исходя из данных по среднестатическому количеству солнечной радиации в месте установки системы.
  4. Примерный расчет стоимости системы (и варианты при различных изготовителях)

После выполнения 4 шага, если стоимость автономной системы окажется слишком велика, можно рассмотреть различные варианты уменьшения стоимости Вашей системы электроснабжения на солнечных батареях:

  • уменьшение потребляемой мощности за счет замены существующих потребителей на энергоэффективные, с низким потребление электричества, а также исключение тепловой, «фантомной» и необязательной нагрузки (например, можно использовать холодильники, кондиционеры и т.п., работающие на газе).
  • замену нагрузки переменного тока на нагрузку постоянного тока. В этом случае можно выиграть на отсутствии потерь в инверторе (от 10 до 40%). Однако, нужно учитывать особенности построения низковольтных систем постоянного тока.
  • введение в систему электроснабжения дополнительного генератора электроэнергии — ветроустановки или дизель- или бензогенератора.
  • смириться с тем, что электроэнергия будет у Вас не всегда. И чем больше будет мощность системы отличаться от потребляемой мощности, тем более вероятны будут у Вас периоды отсутствия электроэнергии. В такие периоды, а это может быть совсем не продолжительно (1-3 недели зимой, в самые короткие дни), Вы можете сами просто немного ограничить Ваше обычное энергопотребление и все. При этом экономия на оборудовании может быть ОЧЕНЬ существенной (вплоть до 50%!)

 Можете рассмотреть самодельную ветроэлектростанцию или мини ГЭС — своими руками.

Расчет автономной Системы электроснабжения на солнечной энергии

 

 

Составьте список устройств-потребителей электроэнергии, которые Вы собираетесь питать от автономной энергосистемы. Определите потребляемую мощность во время их работы. Большинство устройств имеют маркировку, на которой указана номинальная потребляемая мощность в ваттах или киловаттах. Если указан потребляемый ток, то нужно умножить этот ток на номинальное напряжение (обычно 220 В). Перемножается мощность на время работы для определения требуемой энергии в Вт ч в неделю. Далее все эти данные суммируются для вычисления полной нагрузки переменного тока в ватт-часах в неделю .

Подсчитайте нагрузку переменного тока.Если у Вас нет такой нагрузки, то можете пропустить этот шаг и перейти к подсчету нагрузки постоянного тока.

1.1. Перечислите всю нагрузку переменного тока, ее номинальную мощность и число часов работы в неделю. Умножьте мощность на число часов работы для каждого прибора. Сложите получившиеся значения для определения суммарной потребляемой энергии переменного тока в неделю.

1.2. Далее нужно подсчитать сколько энергии постоянного тока потребуется. Для этого нужно умножить получившееся значение на коэффициент 1,2, учитывающий потери в инверторе.

1.3. Определите значение входного напряжения инвертора по характеристикам выбранного инвертора. Обычно это 12 или 24 В.

1.4. Разделите значение п.1.2 на значение п.1.3. Вы получите число Ампер-часов в неделю, требуемое для покрытия вашей нагрузки переменного тока.

Подсчитайте нагрузку постоянного тока

1.5. Запишите данные нагрузки постоянного тока :

Описание нагрузки постоянного тока Ватт X часов/неделю = Вт*ч/неделю
    X   =  
    X   =  
      Всего    

 

1.6. Определите напряжение в системе постоянного тока. Обычно это 12 или 24 В. (Как в п.1.3)

1.7. Определите требуемое количество А*ч в неделю для нагрузки постоянного тока (разделите значение п.1.5 на значение п.1.6).

1.8. Сложите значение п.1.4 и п. 1.7 для определения суммарной требуемой емкости аккумуляторной батареи. Это будет количество А*ч, потребляемых в неделю.

1.9. Разделите значение п.1.8 на 7 дней; Вы получите суточное значение потребляемых А*ч.

2. Оптимизируйте Вашу нагрузку

На этом этапе важно проанализировать Вашу нагрузку и попытаться уменьшить потребляемую мощность как можно больше. Это важно для любой системы, но особенно важно для системы электроснабжения жилого дома, так как экономия может быть очень существенной. Сначала определите большую и изменяемую нагрузку (например, насосы для воды, наружное освещение, холодильники переменного тока, стиральная машина, электронагревательные приборы и т.п) и попытайтесь исключить их из вашей системы или заменить на другие аналогичные модели, такие как приборы, работающие на газе или от постоянного тока.

Начальная стоимость приборов постоянного тока обычно выше (потому что они выпускаются не в таком массовом количестве), чем таких же приборов переменного тока, но вы избежите потерь в инверторе. Более того, зачастую приборы постоянного тока более эффективны, чем приборы переменного тока (во многих бытовых приборах, особенно электронных, переменный ток преобразуется в постоянный, что ведет к потерям энергии в блоках питания приборов).

Замените лампы накаливания на люминесцентные лампы везде, где это возможно. Люминесцентные лампы обеспечивают такой же уровень освещенности при том, что потребляют в 4-5 раз меньше электроэнергии. Срок их службы также примерно в 8 раз больше.

Если у Вас есть нагрузка, которую Вы не можете исключить, рассмотрите вариант, при котором Вы будете включать ее только в солнечные периоды, или только летом. Пересмотрите список Вашей нагрузки и пересчитайте данные.

Выберите тип аккумуляторной батареи, которую Вы будете использовать. Рекомендуются использовать герметичные необслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторы, которые обладают самыми лучшими эксплуатационно-экономическими параметрами.

Далее Вам нужно определить, сколько энергии Вам нужно получать от аккумуляторной батареи. Часто это определяется количеством дней, в течение которых АБ будет питать нагрузку самостоятельно без подзаряда. Дополнительно к этому параметру Вам нужно учитывать характер работы системы электроснабжения. Например, если Вы устанавливаете систему для Вашего загородного дома, который Вы посещаете только на выходные, Вам лучше установить АБ большей емкости, потому что она может заряжаться в течение всей недели, а отдавать энергию только в выходные дни. С другой стороны, если Вы добавляете фотоэлектрические модули к уже существующей системе электроснабжения на базе дизель- или бензогенератора, Ваша батарея может иметь меньшую емкость, чем расчетная, потому что этот генератор может быть включен для подзаряда АБ в любое время.

После того, как Вы определите требуемую емкость АБ, можно переходить к рассмотрению следующих очень важных параметров.

3.1. Определите максимальное число последовательных «дней без солнца» (т.е. когда солнечной энергии недостаточно для заряда АБ и работы нагрузки из-за непогоды или облачности). Вы также можете принять за этот параметр выбранное Вами количество дней, в течение которых АБ будет питать нагрузку самостоятельно без подзаряда.

3.2. Умножьте суточное потребление в А*ч (см. п.1.9 расчета потребляемой энергии выше) на количество дней, определенных в предыдущем пункте.

3.3. Задайте величину глубины допустимого разряда АБ. Учитывайте, что чем больше глубина разряда, тем быстрее Ваши АБ выйдут из строя. Мы рекомендуем значение глубины разряда 20% (не более 30%), что значит что Вы можете использовать 20% от значения номинальной емкости вашей АБ. Используйте коэффициент 0,2 (или 0,3). Ни при каких обстоятельствах разряд батареи не должен превышать 80%!

3.4. Разделите п.3.2 на п.3.3

3.5.Выберите коэффициент из таблицы, приведенной ниже, который учитывает температуру окружающей среды в помещении, где установлены АБ. Обычно это средняя температура в зимнее время. Этот коэффициент учитывает уменьшение емкости АБ при понижении температуры.

Температурный коэффициент для аккумуляторной батареи

Температура в градусах коэффициент
Фаренгейта Цельсия
80F     26.7C 1.00
70F 21.2C 1.04
60F 15.6C 1.11
50F 10.0C 1.19
40F 4.4C 1.30
30F -1.1C 1.40
20F -6.7C 1.59

 

3.6. Умножьте значение п.3.4 на коэффициент п.3.5. Вы получите общую требуемую емкость АБ.

3.7. Разделите это значение на номинальную емкость выбранной Вами аккумуляторной батареи. Округлите полученное значение до ближайшего большего целого. Это будет количество батарей, которые будут соединены параллельно.

3.8. Разделите номинальное напряжение постоянного тока системы (12, 24 или 48В) на номинальное напряжение выбранной аккумуляторной батареи (обычно 2, 6 или 12В).Округлите полученное значение до ближайшего большего целого. Вы получите значение последовательно соединенных батарей.

3.9. Умножьте значение п.3.7 на значение п.3.8. для того, чтобы подсчитать требуемое количество аккумуляторных батарей.

4. Определите количество пиковых солнце-часов в день для вашего места

Несколько факторов влияют на то, как много солнечной энергии будет принимать Ваша солнечная батарея: 

  • Когда будет использоваться система? Летом? Зимой? Круглый год?
  • Типичные погодные условия вашей местности
  • Будет ли система ориентироваться на солнце
  • Расположение и угол наклона фотоэлектрических модулей 

Для определения среднемесячного прихода солнечной радиации Вы можете воспользоваться таблицей прихода солнечной радиации для некоторых городов России.

Месячные и годовые суммы суммарной солнечной радиации, кВт*ч/м2

*для справки: при ярком солнце мощность солнечного излучения — 1000 Вт/м2, при темной облачности может быть и 50 Вт/м2

Выработка электроэнергии солнечной фотоэлектрической батареей (СБ) зависит от угла падения солнечных лучей на СБ. Максимум бывает при угле 90 градусов. При отклонении от этого угла все большее количество лучей отражается, а не поглощается СБ.

Зимой приход радиации значительно меньше из-за того, что дни короче, облачных дней больше, Солнце стоит ниже на небосклоне. Если Вы используете Вашу систему только летом, используйте летние значения, если круглый год, используете значения для зимы. Для надежного электроснабжения выбирайте из среднемесячных значений наименьшее для периода, в течение которого будет использоваться ФЭС.

Выбранное среднемесячное значение для худшего месяца нужно разделить на число дней в месяце. Вы получите среднемесячное количество число пиковых солнце-часов, которое будет использоваться для расчета Вашей СБ.

Далее необходимо определить общее количество модулей, необходимых для вашей системы.

Ток в точке максимальной мощности Impp может быть определен из спецификаций модулей. Вы также можете определить Imppподелив номинальную мощность модуля на напряжение в точке максимальной мощности Umpp (обычно 17 — 17.5 В для 12 — вольтового модуля).

5.1. Умножьте значение п. 1.9 на коэффициент 1.2 для учета потерь на заряд-разряд АБ

5.2. Разделите полученное значение на среднее число пиковых солнце-часов в вашей местности. Вы получите ток, который должна генерировать СБ

5.3. Для определения числа модулей, соединенных параллельно разделите значение п. 5.2 на Impp одного модуля. Округлите полученное число до ближайшего большего целого.

5.4. Для определения числа модулей, соединенных последовательно, разделите напряжение постоянного тока системы (обычно 12, 24, 48 В) на номинальное напряжение модуля (обычно 12 или 24 В).

5.5. Общее количество требуемых фотоэлектрических модулей равно произведению значений п. 5.3 и п. 5.4.

Для расчета стоимости фотоэлектрической системы электроснабжения нужно сложить стоимости СБ, АБ, инвертора, контроллера заряда АБ и соединительной арматуры (провода, выключатели, предохранители и т.п.)

Стоимость солнечной батареи равна произведению значения п.5.5 на стоимость одного модуля. Стоимость аккумуляторной батареи равна произведению значения п.3.9 на стоимость одной аккумуляторной батареи. Стоимость инвертора зависит от его мощности и типа. Стоимость соединительной арматуры можно принять примерно равной 0,1-1% от стоимости системы.

Пример расчета автономной системы электроснабжения на фотоэлементах.

(*Цены приведены для примера и могут сильно отличаться у разных производителей) 

Основываясь на данных расчета Вам необходимо выбрать основные компоненты автономной энергосистемы на солнечных батареях.

Это: 

  • Контроллер заряда
  • Инвертор
  • Соединительные провода
  • Предохранители, переключатели и разъемы
  • Измерители и индикаторы
  • Инструмент для монтажа
  • Резервный генератор (не обязательно)

 

Выбор оборудования

Панели фотоэлементов

При подборе панелей помимо их мощности следует учитывать три фактора — их геометрию, номинальное выходное напряжение и тип фотоэлементов.

Выбор размеров панели

Геометрия определяется конкретными условиями установки, и здесь трудно дать общие рекомендации кроме одной — если у вас есть возможность выбора между большой панелью и несколькими маленькими, лучше взять большую — более эффективно используется общая площадь и будет меньше внешних соединений, а значит,будет выше надёжность. Размеры готовых панелей не слишком велики и не превысят полтора-два квадратных метра при номинальной мощности до 200-250 Вт. Панели небольших размеров (возможно, на меньшее номинальное напряжение) их следует использовать только там, где невозможно установить более крупные панели.

Для достижения нужных значений номинального напряжения и номинальной мощности панели можно объединять в последовательные сборки, которые затем коммутируются параллельно — аналогично тому, как коммутируется банк аккумуляторов. Как и в случае аккумуляторов, в одной сборке следует использовать только однотипные панели.

Обычно панели заводского изготовления имеют прямоугольную форму с соотношением сторон 1:2 или близким к нему. Поэтому если надо монтировать их вплотную в несколько рядов, то их можно размещать «стоя» (длинной стороной вертикально) или «лёжа на боку» (длинной стороной горизонтально). Возникает вопрос — какую ориентацию предпочесть? Ответ — ту, при которой во время движения Солнца минимум панелей будут испытывать полутень, так как даже один затенённый элемент резко снижает выработку всей панели. Например, если в предполагаемом месте установки возможно наиболее вероятно вертикальное смещение границы затенения (от конька соседской крыши, от высокого глухого длинного забора, от полосы кустарника, от верхушек близкого леса и пр.), то панели лучше располагать «лёжа на боку». Если тень в основном будет перемещаться по горизонтали от одной боковой стороны к другой (скажем, тени от угла высокого дома, от толстого столба, от высокого дерева), то панели будем располагать «стоя». Дополнительно можно заметить, что при вертикальном расположении панелей меньше число горизонтальных стыков, что способствует лучшему смыванию грязи и сходу снега с панелей, поэтому панели, которые ничто не будет затенять, лучше монтировать «стоя». Но если возможно затенение панелей, то приоритетно преимущественное направление затенения и выхода из тени.

Выбор напряжения солнечной батареи

С напряжением тоже всё просто — лучше выбирать 24-вольтовые панели, поскольку рабочие токи у них вдвое меньше, чем у 12-вольтовых той же мощности. Панели одинаковой мощности одного и того же производителя, рассчитанные на разное напряжение, обычно различаются лишь внутренней коммутацией фотоэлементов. Панели с номинальным напряжением выше 24 В встречаются редко и обычно собираются из более низковольтных. 12-вольтовые панели, на мой взгляд, оправданы лишь в двух случаях — для маломощных систем, где 12 вольт являются рабочим напряжением инвертора, а также если по архитектурным или конструктивным соображениям необходимо использовать панели малого размера, для которых не существует вариантов на 24 В.

При индивидуальной сборке панелей из отдельных фотоэлементов не нужно забывать о защитных диодах в каждой цепочке для предотвращения протекания обратного тока при неравномерной засветке. В противном случае мощность, выработанная освещёнными секциями панели, вместо полезной нагрузки будет выделяться на затенённом фотоэлементе, а это чревато его перегревом и полным выходом из строя (неосвещённый фотоэлемент в этой ситуации окажется открытым диодом). Допускаемый прямой ток защитных диодов должен быть больше, чем ток короткого(коротыша) замыкания защищаемой цепочки фотоэлементов при максимальной освещённости.

Типы фотоэлементов

Наконец, надо выбрать тип фотоэлементов. В настоящее время наиболее часто предлагаются (распространенные) фотоэлементы на монокристаллическом или поликристаллическом кремнии. Монокристаллический кремний обычно имеет КПД в районе 16-18%, а поликристаллический — 12-14%, зато он несколько дешевле. Однако в готовых панелях цена за ватт (т.е. в пересчёте на вырабатываемую мощность) получается почти одинаковой, и монокристаллический кремний может оказаться даже выгодней. По такому параметру, как степень и скорость деградации, разницы между ними практически да и фактически нет. В связи с этим выбор в сторону монокристаллического кремния очевиден — при равной мощности панели из него компактнее. Кроме того, при снижении освещённости монокристаллический кремний обеспечивает номинальное напряжение выше и дольше, чем поликристаллический, а это позволяет получать хоть какую-то энергию даже в очень пасмурную погоду и в лёгких сумерках. Зато у поликристаллического кремния обычно ниже напряжение холостого хода (у монокристаллического оно может превышать номинал вдвое), ниже и напряжение максимальной мощности. Но если подключать панель к инвертору и аккумулятору не напрямую, а через современный контроллер, то это не имеет существенного значения.

Выбор размещения и суммарной мощности панелей

Очевидно, что обычно нет смысла выбирать суммарную мощность панелей фотопреобразователей больше мощности инвертора. Тем не менее, такое превышение может быть оправдано при наличии мощной постоянной нагрузки и мощного блока аккумуляторов или в расчёте на длительные периоды пасмурной погоды.

Ещё одним интересным вариантом, когда суммарная мощность панелей может существенно превосходить как мощность инвертора, так и мощность, нужную для зарядки аккумуляторов, является их размещение на противоположных стенах коттеджа или на очень крутых скатах крыши (наклон ската не менее 45°), если они ориентированы на запад и восток — тогда мощность каждого поля солнечных батарей (восточного и западного) может достигать 80% от полной требуемой мощности системы, а мощность фотопанелей, подключённых к одному контроллеру, может превышать его номинальную мощность почти в полтора раза! Дело в том, что прямые лучи(солнца) не могут одновременно освещать две противоположные стены или два противоположных крутых ската крыши, а мощность, выдоваемых батареей при отсутствии прямой засветки, падает раз в 10 (во избежание перегрузки контроллера берём её с двух-кратным запасом, отсюда и получается цифра 80%, а не 90%). Да, такая «сплит-система» будет дороже, чем «моноблочная» система с той же рабочей мощностью, но с единым(общем) полем фото-панелей, ориентированным на юг, — ведь панелей надо больше! В чём же преимущество «сплит-системы» над «моноблочной»?

В период длинных дней, когда Солнце всходит на востоке или даже северо-востоке, а заходит на западе или северо-западе, одно из полей «сплит-системы» всегда будет освещено Солнцем и потому будет выдавать хорошую мощность. Лишь в полдень лучи солнце будут скользить по обоим полям панелей, но в это время солнечный свет максимален, и воспринимаемое обоими панелями излучение весьма существенно. В то же время ориентированный на юг «моноблок» даёт мощный максимум выработки в середине дня, но утром или вечером его выработка обусловлена лишь рассеянымсветом а значит минимальна. Между тем именно в это время хорошо бы зарядить аккумуляторы после ночи или на ночь! В пасмурную погоду облака рассеивают свет, и его одинаково успешно воспринимают оба поля фотопанелей, так что общая выработка «сплит-системы» превосходит «моноблок» прямо пропорционально суммарной мощности всех панелей (но сама выработка достаточно мала, что исключает опасность перегрузки контроллера заряда). Лишь в короткие солнечные зимние дни ориентированный на юг «моноблок» по дневной выработке будет превосходить эту «сплит-систему». Но на большей части территории России зима пасмурная, а в пасмурные дни важна суммарная мощность всех фотопанелей, так что и здесь «моноблок» проигрывает сплит-системе. Особенно очень эффективно такое размещение фото-панелей в южных районах, где меньше разность между летними и зимними днями и даже зимой солнце поднимается очень высоко и достаточно далеко заходит на восток и запад.

Если же дом ориентирован по сторонам света не стенами, а углами, то можно разместить поля фотопанелей не на противоположные стороны (восток и запад), а на смежные юго-восток и юго-запад, — тогда и зимой даже в нашей Средней полосе эта система будет вне конкуренции, хотя во избежание перегрузки контроллеров «избыток» мощности, возможно, придётся снизить до 70%, а то и до 50% (точная цифра определяется конкретными условиями размещения панелей). Наконец, можно попытаться ориентировать фотопанели на все три «солнечные» стороны света — восток, юг и запад, — но такое лучше предусматривать на стадии проектирования дома и «посадки» его на местность.

При подсоединение панелей к контроллеру нужно следить, чтобы их суммарный максимальный ток не превышал 80% .. 90% от номинального тока контроллера. Пример, для 10-амперного ШИМ-контроллера суммарный ток должен составлять не более 8 .. 9 А. Запас необходим для того, чтобы контроллер мог выдержать выработку, например, в ясный зимний день, когда белый снег, хорошо отражающий свет, способствует перезасветке фотоэлементов по сравнению с расчётной, а умеренный мороз немного повышает их КПД. Таким образом, к одному 10-амперному контроллеру с ШИМ можно подключить панели на 24 В суммарной мощностью 300 Вт, а на 12 В — всего 150 Вт. Для контроллеров с MPPT, превращающих «излишек» напряжения в дополнительный ток, необходимый запас по номинальному току может быть ещё больше и суммарный ток батарей может быть ограничен вплоть до 60% .. 75% от тока, отдаваемого контроллером в нагрузку, то есть мощность панелей, подключаемых к 10-амперному контроллеру с MPPT, не должна превышать 220 .. 240 Вт при 24 В и вдвое меньше при 12 В. Обычно заводы производители контроллеров указывают допустимую суммарную мощность или номинальный суммарный ток подключаемых к ним панелей фотоэлементов.

bazila.net

Автономные системы электроснабжения для дома на солнечных батареях

Предлагаем Вашему вниманию готовые комплекты систем электроснабжения на солнечных батареях для решения конкретных задач (солнечная электростанция для автомобиля, резервное и автономное электропитание для дачи, системы автономного электроснабжения для дома, инверторные системы бесперебойного энергоснабжения для коттеджа, ИБП, автономный источник питания 12 Вольт для освещения и т.п.)

Все представленные здесь готовые решения являются не просто наборами комплектующих, а реальными системами, прошедшими тестирование в техническом отделе нашей компании и успешно эксплуатирующиеся нашими покупателями. Все готовые решения комплектуются всеми необходимыми кабелями и соединителями, так что покупателю остается только соединить разъемы по прилагающейся схеме, закрепить солнечные панели на крыше или на стене дома и пользоваться ими.

Если Вы не нашли среди готовых комплектов нужного Вам решения, звоните нам по телефону 8 (495) 619-39-43 и мы поможем подобрать оборудование для решения Вашей задачи. Также Вы можете отправить нам заявку по электронной почте или через форму обратной связи.

Каталог солнечных электростанций и ИБП

Использование солнечной энергии для дома становится все популярнее в России. И хотя пока не идет речи об экономии электричества по причине отсутствия государственной поддержки использования возобновляемых источников электроэнергии в частных домах и квартирах, но в тех местах, где нет магистральной электросети, использование энергии Солнца гораздо выгоднее использования топливных генераторов 220/380 Вольт.

Стоимость оборудования загородного дома солнечными батареями достаточно высока. Причем, в Московской области и в средней полосе России выработка электроэнергии от фотоэлектрической станции в зимнее время в 5-10 раз меньше, чем летом. В связи с этим нужно понимать, что автономное солнечное энергоснабжение домов выгодно только в весенне-летний период, а осенью и зимой периодически придется использовать бензиновый или дизельный электрогенератор для подзарядки аккумуляторов при длительной пасмурной погоде.

Кроме фотоэлектрических систем, большое распространение получили инверторно-аккумуляторные системы резервного электроснабжения, которые кроме своей основной функции источника бесперебойного питания при отключении света, обладают также возможностью увеличения мощности сети, используя энергию в аккумуляторах. На основе таких систем возможно создание гибридных систем электроснабжения, отличительной особенностью которых является приоритетное использование солнечной энергии.

 

Системы автономного электроснабжения по низким ценам покупайте в интернет-магазине Solnechnye.RU

www.solnechnye.ru

Автономное солнечное электроснабжение дома

В этой статье мы подробно рассмотрим вопрос автономного электроснабжения дома, дачи или даже офиса. Вся проблема такого электроснабжения жилища или другого любого здания, заключается в наличии источника альтернативного типа, он очевиден- это Солнце. Поскольку солнце является неиссякаемым источником энергии, солнечное электроснабжение строится именно на использовании его излучения.

Для того чтоб ваш частный дом стал автономным, нужна солнечная электростанция. Солнечный комплект для дома, можно приобрести различной мощности, все зависит от ваших потребностей — кстати от этого, будет зависеть и цена комплекта.

В принципе, если подойти к вопросу, как сделать автономное электроснабжение у себя дома в короткие сроки, то при наличии свободных средств, можно обратится в любую компанию которая занимается продажей и установкой солнечных батарей. Вам все рассчитают, сделают в кратчайшие сроки- буквально за день-два.

С помощью солнечных батарей, можно обеспечить электроэнергией весь дом со всеми коммуникациями, и отказаться от централизованого электроснабжения полностью, если применять солнечную автономную электростанцию мощностью 5 Квт.

Система солнечного электроснабжения

Автономное солнечное электроснабжение для дома, должно состоять из необходимых для этого блоков:

  • Системы солнечных панелей
  • Системы контроля энергии
  • Блока аккумуляторных батарей
  • Инвертора подходящей мощности
Теперь более подробно обо всем этом:

Электроснабжение на солнечных батареях — это автономные устройства, которые служат на протяжении многих лет, имеют отличный потенциал, и являются экономически более эффективными.

Система солнечных панелей — энергия, создаваемая солнечными батареями размещенными на крыше дома, является постоянным током, который не подходит для питания бытовых приборов, а потому она должна быть преобразована в переменный ток, такой как в обычной розетке.

Система контроля энергии — позволяет узнавать количество вырабатываемой энергии солнечными панелями, контролировать полноценный заряд аккумуляторного блока. Основными критериями покупки того или иного контроллера, является его мощность: величина входного напряжения, и сила тока которую он способен выдержать.

Система аккумуляторов — дает возможность запастись, сохранить, определенное количество постоянного тока в зависимости от совокупной емкости.

Если вы желаете подключать прожорливые бытовые приборы к альтернативным источникам электроснабжения, тогда нужно позаботится о большом количестве аккумуляторов.

На фото выше, представлен очень мощный для дома аккумуляторный блок из гелевых батарей- 12 шт. по 200 Амп*Ч. Грубо говоря запас энергии составит 24 Квт.

Инвертор — по сути является преобразователем постоянного тока (12-24 В) в переменный (220 В). Номинальная (рабочая) мощность инвертора, позволяет одновременно включать несколько приборов с большой потребляемостью, что создает дополнительный комфорт.

Для автономности дома, отлично подойдет инвертор с номиналом 5 Квт. (такой как на фото) при выборе инвертора важно чтоб на выходе была (чистая синусоида)это позволит расширить спектр подключаемой чувствительной электроники.

Как вы уже поняли, автономная система электроснабжения должна проэктироваться на тщательном расчете, поскольку каждая из выше описанных систем, зависима друг от друга. Вы должны учитывать много мелочей, к примеру: соотношение солнечных панелей на крыше с аккумуляторным блоком.

Солнечные панели должны выдавать достаточно эенергии, чтоб успевать зарядить аккумуляторы на протяжении дня. В тоже время накопленной энергии для автономии, должно хватать чтоб дотянуть до утра. В прочем рассчет системы электроснабжения лучше доверить специалистам, ведь потребность у каждого дома существенно различается.

Автономные электростанции для дома очень выгодное вложение, учитывая постоянный рост цен на энергоносители , окупаемость систем примерно колеблется от 5 до 10 лет- в зависимости от мощности и поставленной цели.

Система автономного электроснабжения квартиры

Для решения задачи автономного электроснабжения квартиры, можно использовать небольшие солнечные электростанции, которые можно разместить даже на балконе, или большие, как показано на фото.

В качестве резервного энергоснабжения, достаточно минимального комплекта оборудования, куда будет входить инвертор и несколько аккумуляторов.

Автономные Ветро-солнечные системы

Автономное электроснабжение от энергии Ветра и Солнца одновременно- называются гибридные! Такая система призвана макимально использовать альтернативную энергию на обьекте который должен стать полностью автономным.

В состав системы входят набор солнечных панелей и ветрогенератор, это дает возможность получать энергию даже в совсем плохую ветренную погоду, когда эффективность солнечных батарей минимальна.

Автономные источники энергии призваны не только экономить на счетах, но обеспечить независимость от форсмажорных обстоятельств. Кроме того они дают большую универсальность подключения разной техники в доме. Эксплуатация энергосистем не требует особых профессиональных навыков.

Здесь можно посмотреть видео автономных систем.

Если у Вас возникли вопросы по полному или частичному электроснабжению своего частного дома, автономному отоплению частного дама, пишите в форме коментариев ниже- с радостью отвечу как пользователь с 5 летним стажем.

solar-batarei.ru

Система солнечных батарей для дома – преимущество и недостатки системы, возможна ли обеспечить полную автономность энергии и отопления при помощи солнечных батарей в частном доме?

Краткое содержание статьи:

 

Технологии, связанные с выработкой возобновляемой энергии, развиваются быстрыми темпами. Современные комплексы фотоэлектрических энергосистем способны преобразовывать энергию Солнца в электрическую. Теперь система солнечных батарей для дома или загородной дачи считается не роскошью, а отличным способом стать энергетически независимым.

 

 

Выбор солнечной системы

Энергия Солнца – неиссякаемый и дешевый источник экологически чистого электричества. В первую очередь – это выгодно. Но перед покупкой подобного комплекта, нужно разобраться в некоторых нюансах.

Солнечные системы можно разделить на два типа:

  • Малые. Такие системы не способны в полной мере обеспечить жилище электроэнергией;
  • Большие. Способны обеспечить дом не только электроэнергией, но и участвовать в организации отопительной системы.

Основа энергетического комплекса – фотоэлектрические элементы. На отечественном рынке массово продают следующие типы:

 

Название

Материал

Срок службы

КПД

Характерные особенности

Монокристаллические

чистый кремний

45-50 лет

18-21%

Высокая мощность, компактные размеры.

Поликристаллические

поликристаллический кремний

30-35 лет

14-15%

Простота в производстве. Малая стоимость.

Тонкопленочные (аморфные)

кремний

10-12 лет

9-10%

Относительно низкая себестоимость и эстетичный вид.

 

Как видно из таблицы, КПД панелей достаточно низок. Но постоянное усовершенствование материалов и конструкций солнечных пластин, постепенно увеличивают этот показатель. В частности появляются гибридные варианты конструкций. КПД таких панелей превышает отметку в 25%.

В данном видео Максим Стасов расскажет, как устроена автономное энергоснабжение в его доме, покажет, как это все работает:

 

Преимущества и эффективность солнечных модулей

Приобретая солнечные системы, владелец получает следующие преимущества:

  • Неисчерпаемый источник энергии. Пока есть доступ к энергии Солнца – есть обеспечение жилища электроэнергией;
  • Конструкция не содержит токсичных элементов. Использование солнечных систем не вызывает загрязнения окружающей среды;
  • Бесшумность. Выработка электроэнергии не сопровождается шумом;
  • Сокращение расходов. Разовая инвестиция в солнечные модули окупается в течение 2-3 лет, после чего вы не оплачиваете электроэнергию годами.

Эффективность технических параметров солнечных модулей зависит от следующих факторов:

  • Пайка элементов. Если пайка элементов некачественна, повышается возможность прогорания контакта;
  • Герметизация элементов. При некачественной герметизации модуля системы, внутри конструкции накапливается влага, которая может нарушить контактную схему элементов;
  • Качество модулей. Общая эффективность системы может быть разной, и зависит от качества использованных в конструкции материалов и оборудования.

Важный момент: батареи системы должны находиться под действием солнечных лучей длительное время. Расположение панелей на южном и восточном скате крыши значительно увеличит дневную выработку солнечной энергии. Частичное затемнение заметно снижает КПД конструкции.

 

Планирование автономной солнечной системы.

Перед тем как купить солнечную систему, следует рассмотреть важные аспекты, учет которых может повлиять на окончательный выбор конструкции:

  • Площадь. Важно учитывать площадь крыши отведенной для монтажа фотоэлектрической энергосистемы. Если она ограничена – лучше всего использовать эффективные монокристаллические батареи;
  • Прочность основания. Выдержит ли крыша вес солнечных батарей? Если постройка дома датируется серединой прошлого века, следует сделать дополнительные расчеты;
  • Эффективность работы и стоимость. Насколько эффективную систему вы хотите получить? Естественно, что мощная солнечная система стоит дорого. В этом вопросе в паре КПД/стоимость нужно найти «золотую середину».

Размеры солнечных батарей отвечают за мощность, которая находится в диапазоне 100-150 Вт на 1 м². Для формирования эффективной фотоэлектрической энергосистемы, нужно знать суточную потребность в энергии, и, комбинируя панелями различной площади, достичь необходимого результата.

 

Система солнечного электроснабжения дома

Надоели перепады электроэнергии? Пора рассмотреть популярные конфигурации солнечных систем для дома:

  • Автономная. Используется для обеспечения электроэнергией дома при полном отсутствии сети электропередач. В комплект входит солнечная батарея, аккумуляторная батарея и контроллер заряда;
  • Сетевая. Вся выработанная электроэнергия поставляется непосредственно в сеть. Система аккумуляции в такой системе отсутствует. В состав входит солнечная батарея и сетевой инвертор;
  • Гибридная. Помимо солнечных батарей, в сеть включается дополнительный источник энергии (тепловой насос, ветряная электростанция и т.п.). Этот вариант значительно повышает надежность системы.

Важный момент: система сетевой конфигурации способна обеспечивать жилище электричеством только в дневное время суток. Ночью дом следует подпитывать посредством местной ЛЭП.

 

Солнечная система отопления частного дома

С солнечным электроснабжением разобрались, а что делать в частном доме с автономным отоплением? Хватит ли на это энергии, ведь интенсивность солнечных лучей в зимнее время года значительно уменьшается. Ответ прост – для обогрева частного дома при помощи солнечных панелей подойдет воздушная система отопления:

 

Тип системы отопления

Воздушная

Водяная

КПД

92-95%

50-55%

Электропотребление (на каждые 100 м² помещения)

400 Вт

1000-1200 Вт.

Делаем расчёт: в среднем 1 м² солнечной батареи вырабатывает около 150 Вт. В зимнее время года этот показатель может уменьшиться в два раза (все зависит от региона страны) до 75 Вт:

400 Вт/75 Вт=5,3 м²

Площадь солнечной панели для организации автономного воздушного отопления составит чуть более 5 квадратов. Для частного дома это пустяки, а если сюда добавить простой монтаж и отсутствие протечек – данный вариант можно назвать идеальным.

Можно сделать вывод: система солнечных батарей для дома позволит потребителю стать полностью независимым от тарифов ЖКХ. Получая в свое расположение автономную систему энергообеспечения, человеку также станут не страшны природные катаклизмы, которые способны повредить линии электропередач и обесточить целые районы.

Ну и самое главное – экология: переход на «чистые» источники энергии, позволит сохранить и передать природу нашей планеты будущему поколению чистой, прекрасной и безупречной.

 

Видео: устройство домашних солнечных батарей

В данном ролике Андрей Лапочкин покажет, как работает автономная система из солнечных батарей в сибирской тайге:

1-vopros.ru

АВТОНОМНЫЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ВЕТРОВОЙ И СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

Каждый из нас не раз сталкивался с внезапными отключениями электроэнергии, скачками напряжения в сети, выводящими из строя дорогостоящие электроприборы. Альтернативные источники энергии позволят забыть обо всех неприятностях, связанных с перебоями в электроснабжении и, если еще несколько лет назад, из-за высокой стоимости, такие энергосистемы являлись в нашей стране штучным товаром, то прорыв в начале 21 века в технологиях альтернативных возобновляемых источников энергии и, прежде всего, солнечной, значительно повысил доступность систем экологичной энергии. Собственное независимое электроснабжение, без перебоев, шума и загрязнений окружающей среды – вот неполный перечень преимуществ собственных систем, работающих на возобновляемых источниках энергии. Стоимость установки всех «зеленых» систем электроснабжения пока еще довольно высока, но достаточно быстро окупается (в зависимости от местных условий), что послужило одной из причин растущей популярности альтернативных систем энергообеспечения. Разумеется, незнакомые широкому потребителю технологии, отечественное производство, не приспособленное к выпуску компонентов систем достаточного качества и, как следствие, вынужденное использование импортной, более дорогой продукции, тормозят распространение альтернативной, в том числе и солнечной, энергетики в различных регионах России. Как разобраться неспециалисту в новых видах товаров, на какие характеристики обращать внимание? В любом случае необходима консультация профессионалов, обладающих необходимым опытом, которые порекомендуют подходящий именно Вам оптимальный вариант.

Каждый из альтернативных источников энергии (как возобновляемый, так и невозобновляемый) имеет не только преимущества, но и недостатки. У солнечных – высокая стоимость установки, у ветряных – непостоянство ветра, у жидкотопливных (ЖКТ) – стоимость эксплуатации. Поэтому для наибольшей надежности электрообеспечения рекомендуется использовать гибридную систему, объединяющую два, а то и все три вида систем, что позволяет использовать преимущества всех компонентов, полностью нивелируя недостатки.

Солнечные панели в автономных системах электроснабжения обычно применяются для обеспечения сравнительно небольших потребностей в электроэнергии (до 20 кВт), а также в удаленных местах, где отсутствует возможность установки ветрогенераторов. Солнечные панели являются наиболее предпочтительным вариантом в тех случаях, если электроэнергии требуется немного, так как они более надежны в обеспечении энергией, в сравнении с ветроустановками, не нуждаются в установке мачты, да и места занимают меньше и при размещении на крыше практически не видны снаружи, не портят общий вид здания.

Чтобы увеличить общую эффективность автономной системы электроснабжения все чаще используют гибридные системы электроснабжения. Основным источником энергии в гибридной системе является ветряной двигатель и, поскольку он почти в два раза дешевле солнечной панели, устанавливать его имеет смысл, если, конечно, позволяют условия. Набор из фотоэлектрических солнечных панелей является вспомогательным источником энергии, вырабатывающим энергию в периоды длительного «штиля». Введение в состав такой системы дизель-генератора еще более повышает надежность системы, позволяет обезопасить себя от любых капризов погоды. Достаточно распространена практика применения в двухкомпонентной гибридной системе дизель-генератора вместо солнечных панелей, исходя из цены установки. Но, в конечном итоге, такое решение, особенно для маломощных систем неоправдано. Использование солнечных панелей предпочтительней, поскольку они работают постоянно и снижают разрядку аккумуляторов, что продлевает их ресурс.

Такие системы, в состав которых входит и ветрогенератор и солнечная батарея, целесообразно использовать прежде всего потому, что ветер может стихнуть, а солнце бывает почти всегда (Рисунок 1). Для того чтобы фотоэлектрическая система производила электроэнергию, необязательно наличие прямого солнечного излучения, солнечные панели способны улавливать и рассеянный солнечный свет, правда электроэнергии в пасмурную погоду вырабатывается намного меньше.

Рисунок 1. Автономная система электроснабжения, в которую входит ветрогенератор и солнечная батарея

 

Солнечные панели имеют высокий ресурс, не менее 40 лет, при условии правильной эксплуатации. Даже крупный град, снег и прочие неблагоприятные погодные воздействия не влияют на работоспособность батарей. Минимально необходимое обслуживание – это очистка поверхности панелей от снега и пыли, что увеличивает эффективность улавливания солнечных лучей. Выработку электроэнергии солнечными батареями можно увеличить почти в два раза, если использовать систему слежения за солнцем, т. е. систему, поворачивающую батарею вслед за солнцем в течение всего светового дня.

Гибридные автономные электростанции лучше всего использовать для круглогодичного получения энергии: в зимнее время, когда солнца мало, основная нагрузка приходится на ветроустановку, а в летний период – на солнечные батареи.

Для частного загородного дома обычно применяются гибридные станции с мощностью солнечных батарей от 160 до 1000 Вт и мощностью ветрогенератора 500 или 1000 Вт. Эти гибридные ветросолнечные станции небольшой мощности производит китайский завод Shenshou Wind Driven. Для ветроустановки мощностью менее 500 Вт напряжение на стороне постоянного тока составляет 24В, а для ветроустановок мощностью 1000 Вт – 48 В (Рисунок 2). Подключение к системе солнечных батарей любой мощности осуществляется через контроллер заряда. Ветросолнечные системы позволяют максимально полно использовать альтернативные источники энергии, поскольку комбинация двух источников дает увеличение генерируемой энергии.

Рисунок 2. Ветросолнечная система автономного электроснабжения

 

Помимо ветрогенератора и солнечных батарей в такую гибридную систему входят аккумуляторные батареи, инвертор и контроллер заряда-разряда. Солнечные панели можно разместить как на крыше дома, так и на специальных стойках в наиболее подходящем месте с максимальной освещенностью. Состав гибридной ветросолнечной системы следующий:

  • фотоэлектрическая система, состоящая из солнечных модулей, соединенных параллельно-последовательно, преобразует лучистую энергию Солнца в электрический ток постоянного напряжения. При монтаже важно соблюдать пространственную ориентацию и угол наклона солнечных панелей, обеспечивающих максимальную эффективность системы;
  • ветрогенераторы. Турбины ветрогенераторов устанавливаются на вершине специальной мачты (на высоте 11 или 17 м), где ветер имеет максимальную скорость. Служат преобразователями кинетической энергии воздушных потоков в электрическую энергию;
  • контроллер преобразует напряжение, поступающее от солнечной батареи и ветрогенератора в адаптированное к аккумуляторной батарее напряжение;
  • аккумуляторные батареи состоят из одного или нескольких элементов (блоков), образующих аккумуляторную батарею необходимой емкости и напряжения;
  • инвертор, служащий преобразователем постоянного напряжения аккумуляторной батареи в переменное, необходимое для запитывания большинства электронагрузок. Выходная мощность инвертора является выходной мощностью всей ветросолнечной системы;
  • нагрузка – это совокупность потребителей электроэнергии, запитываемых, как правило, переменным напряжением инвертора и, при наличии нагрузок постоянного тока, постоянным напряжением аккумуляторной батареи.

Гибридная ветросолнечная система рассчитана на обеспечение энергией потребителей 220 В/50 Гц.

Желательно при достаточной площади участка и отсутствии преград в окружающем рельефе установить автоматическую следящую систему за положением солнца по азимуту.

Ветросолнечная система может применяться как в качестве автономного источника электроэнергии, так и может быть резервной системой электроснабжения. Гибридные ветросолнечные системы рассчитываются согласно данным по потребляемой мощности, а также солнечного и ветрового потенциала региона.

В качестве резервного источника электроснабжения в фотоэлектрическую или ветросолнечную систему может вводиться дизель- или бензогенератор (Рисунок 3). Состав гибридной системы в общем случае будет следующим:

  • фотоэлектрическая батарея или ветроэлектрическая станция. Если поблизости есть водопад, плотина или просто речка с быстрым течением, то возможно использование микроГЭС;
  • резервный бензо- или дизельгенератор мощностью 3-20 кВт;
  • блок бесперебойного питания со встроенным контроллером заряда-разряда АБ;
  • АБ;
  • электронагрузки.

Рисунок 3 – Солнечная электростанция с резервным источником электроснабжения

 

ЖТГ (жидкотопливный генератор) может использоваться как резервный источник электроснабжения, когда вырабатываемой мощности не хватает, например в часы пиковой нагрузки, либо в вечернее время. Кроме этого, от ЖТГ можно производить экстренный заряд аккумуляторной батареи, в случае ее разрядки до опасного уровня. Если требуется кратковременно подключить нагрузку большой мощности (стиральную машину, станок) и др., то на это время целесообразно подключить Ваш жидкотопливный генератор и питать нагрузку от него. При этом одновременно происходит подзарядка аккумуляторов. Остальное время нагрузка питается, как обычно, через инвертор от аккумуляторной батареи. Для максимального использования энергии, в случаях включения в систему ЖТГ, возможно помимо электроэнергии получать дополнительное тепло, производимое работой ЖТГ. Для этого на выхлопную трубу устанавливают теплообменник либо предусматривают отбор тепла от охлаждающей ЖТГ жидкости. В этом случае получается, так называемая, когенерационная установка, которая производит не 20-30 процентов энергии (когда вырабатывается только электричество), а 70-90% в совокупности, учитывая использование тепловой энергии, выделяемой при работе ЖТГ. Автономные электростанции, основанные на применении только дизельгенераторов, не рассчитаны на неравномерность потребления, которая бывает максимальной в определенные пиковые часы и минимальна в утреннее время суток. Колебания выдаваемой мощности, регулярные включения-выключения быстро выводят из строя генератор, способствуют уменьшению его ресурса. Работа дизель- или бензогенератора в качестве резервного источника электроснабжения в гибридной системе является оптимальным решением. При наличии ясной погоды или ветра в гибридной системе работает ветросолнечная система, заряжая при этом аккумуляторы либо питая потребителей. Когда системы на возобновляемых источниках (солнечные батареи и ветроустановки) начинают выдавать недостаточное количество мощности, включается дизельгенератор, компенсируя недостаток.

Экономия топлива, уменьшение затрат на его транспортировку, которые увеличиваются с удаленностью от центральных систем энергообеспечения, бесшумность, поскольку дизель-генератор будет включаться лишь в удобное для потребителя время и, конечно, увеличение надежности всей системы электроснабжения – вот основные преимущества применения гибридной системы. Немаловажное значение имеет и экологический фактор: применение фотоэлектрической системы либо ветрогенератора или ветросолнечной установки даже в дополнение к существующей системе на традиционных видах топлива внесет свой вклад в экологическую чистоту вашей энергосистемы.

Приведем примеры типовых гибридных систем автономного электроснабжения.

  1. «Малый гибридный» 2,6 кВт

Эта ветросолнечная система предназначена для работы осветительных приборов, электробытовых приборов, ЖК телевизора, телефонов, зарядных устройств, ноутбука и других потребителей средней мощности. Мощность ветрогенератора составляет 2 кВт, а солнечных панелей – 585 Вт. В месяц такая система производит около 600 кВт.ч. электроэнергии, что вполне обеспечивает нужды небольшой семьи. Ветросолнечная система «Малый гибридный» является наиболее оптимальным вариантом в соотношении цена-качество. В случае безветренной погоды, электроэнергия вырабатывается лишь параллельно работающими солнечными панелями, которые производят электроэнергию независимо от ветра. При этом также уменьшается глубина разрядки аккумуляторов, что способствует продлению срока их службы. Комплектация системы следующая:

  • солнечная панель FG-195 – 3 шт;
  • комплект ветрогенератора HFWH-2 с гибридным контроллером;
  •  аккумуляторы 12V200AH – 8 шт.
  1. «Стандартный гибридный» 5+1,5 кВт

Подобная стандартная ветросолнечная система наиболее востребована среди владельцев загородных домов и коттеджей. Состоит из ветрогенератора мощностью 5 кВт и солнечных панелей суммарной мощностью 1,5 кВт. Вырабатывает не менее 1500 кВт.ч. в месяц, что позволяет обеспечить потребности в электроэнергии практически любой семьи. Основная комплектация системы:

  • солнечная панель FG-250 – 5 шт;
  • комплект ветрогенератора HFWH-5 с гибридным контроллером;
  • аккумуляторы 12V200AH – 20 шт.
  1. «Большой гибридный» 10+3 кВт

Эта большая ветросолнечная система обеспечит потребности в электричестве любого по размеру коттеджа. Состоит из ветрогенератора мощностью 10 кВт и солнечных панелей общей мощностью 3 кВт. Вырабатывает не менее 3000 кВт.ч. в месяц, что позволяет обеспечить электричеством 5 средних по составу семей или небольшое производственное предприятие.

Комплектация:

  • солнечная панель FG-250 — 12 шт.;
  • комплект ветрогенератора HFWH-10 с гибридным контроллером ;
  • аккумуляторы 12V200AH — 32 шт.
  1. «Большой гибридный-2» 20+6кВт

Состоит из ветрогенератора мощностью 20 кВт и солнечных панелей суммарной мощностью 6 кВт. Вырабатывает не менее 6000 кВт.ч. в месяц, что вполне достаточно для обеспечения электроэнергией 10 средних по составу семей или небольшого промышленного предприятия.

Основная комплектация системы:

  • солнечная панель FG-250 — 12 шт;
  • комплект ветрогенератора HFWH-20 с гибридным контроллером;
  • аккумуляторы 12V200AH — 32 шт.

 

Список литературы:

  1. Кирюшатов А.И Использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии в сельском хозяйстве. М.: — Агропромиздат, 1991. – 96 с.
  2. Никитенко Г.В., Коноплев Е.В. Ветроэнергетические установки в системах автономного электроснабжения. – Ставрополь: АГРУС, 2008. – 152 с.
  3. Никитенко Г.В., Коноплев Е.В., Коноплев П.В. Обоснование структуры системы автономного электроснабжения // Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве  (Ставрополь, 10—15 марта 2011 г.). – Ставрополь, 2011. — С.137–143.
  4. Никитенко Г.В., Коноплев Е.В., Коноплев П.В. Ветроэнергетическая установка  // Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве  (Ставрополь, 10—15 марта 2011 г.). – Ставрополь, 2011. — С.143–145.
  5. Никитенко Г.В., Коноплев Е.В., Коноплев П.В. Электроснабжение потребителей с использованием автономной ветроэнергетической установки // Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве  (Ставрополь, 19—23 апреля 2010 г.). – Ставрополь, 2010. — С.165–167.
  6. Никитенко Г.В., Коноплев Е.В., Коноплев П.В. Режимы работы систем автономного электроснабжения потребителей // Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве  (Ставрополь, 19—23 апреля 2010 г.). – Ставрополь, 2010. — С.167–171.
  7. Степанова В.Э. Возобновляемые источники энергии на сельскохозяйственных предприятиях. М.: —  Агропромиздат, 1989. —  112с.
  8. Усаковский В.М. Возобновляющиеся источники энергии. М.: — Россельмашиздат, 1986. – 126 с.

sibac.info

Самостоятельный расчёт системы электроснабжения на солнечных панелях.

 

Прежде чем рассчитывать систему электроснабжения на солнечных панелях необходимо провести энергоаудит.

Для начала необходимо составить список приборов, которые вы будете использовать. При этом желательно заменить все приборы на энергосберегающие. Использовать LED мониторы, освещение рекомендуется ставить светодиодное,  холодильник класса А, и максимально снизить количество электронагревательных приборов, по возможности заменить их на более экономичные, а лучше на альтернативные (газовая плита, твердотопливный котёл, солнечный водонагреватель), т.к. электронагревательные приборы требуют больше всего мощности, что значительно удорожит вашу систему электроснабжения.

После того, как вы составили список приборов, которые требуют электроснабжения, необходимо рассчитать их потребляемую мощность, сколько кВт они потребляют в сутки. Для этого необходимо номинальную мощность прибора умножить на количество часов их непрерывной работы в день. Номинальную мощность можно узнать из паспорта прибора, в интернете или в таблице 1, в ней написана примерная мощность распространенных приборов.

Давайте разберем наиболее распространенный пример, вот список приборов, которые чаще всего используются на дачных участках:

Прибор Мощность, Вт Время работы, ч Суммарная мощность, Вт/сутки
светодиодное освещение 100 5 500
LED телевизор 150 5 750
ноутбук 100 5 500
Пылесос 1000 0,5 500
Чайник 1500 0,3 450
Холодильник класса А 150 24 3600
Электронасос 150 1 150
Электроинструменты 1000 0,5 500
Стиральная машинка 800 1 800
 4950 Вт 7750 Вт

 

Исходя из этого, вы можете видеть ваше среднесуточное потребление электроэнергии. В нашем примере получилось 7750 Вт/сутки.

Весь дальнейший расчет системы электроснабжения будет строится на основе этого проведенного энергоаудита.

 

2.     Подбор инвертора.

Большинство электроприборов работают от переменного тока с напряжением 220В и частотой 50 Гц.  Для того, чтобы обеспечить наши приборы переменным током, необходим инвертор – прибор который преобразует постоянный ток от солнечных панелей и аккумуляторов в переменный ток.

Для того чтобы выбрать инвертор, нужно понимать две вещи: во-первых, есть ли среди используемых приборов приборы чувствительные к частоте? В основном это приборы с электродвигателями (холодильник, стиральная машинка, пылесос, электроинструменты, насос).

Исходя из этого, выбирается тип выходного сигнала инвертора и тут есть два варианта:  инвертор с чистым синусом и инвертор с модифицированным синусом.

Для приборов, чувствительных к частоте подойдет только инвертор с чистым синусом, он намного дороже инвертора с модифицированным синусом, но при этом данные приборы не будут выходить из строя из-за перегрева электродвигателя и смогут работать на максимальной мощности. Остальные приборы тоже будут отлично работать от инвертора с чистым синусом, хотя для них вполне подойдет и инвертор с модифицированным синусом.

Во-вторых, при выборе инвертора, важна мощность одновременно работающих приборов. Именно исходя из этого параметра подбирается мощность инвертора. При этом, чем мощнее инвертор, тем он дороже.

Если включить одновременно все приборы, которые указаны в таблице энергоаудита, то их суммарная мощность получится 4950 Вт, исходя из этого потребуется инвертор на 5 кВт.

Если же среди всех этих приборов выбрать самые основные приборы, которые работают дольше всего в сутках, то это будет: холодильник, освещение, телевизор и ноутбук, суммарная мощность этих приборов при их одновременной работе будет всего 500Вт. Остальные же приборы в этой таблице включаются изредка по необходимости и фактически все вмести, одновременно практически никогда не работают. При этом, например, самый мощный из приборов — чайник (1500 Вт), вообще кипит 5 минут и на время кипения чайника можно отключить электроинструменты или пылесос, а если работает стиральная машинка, то можно подождать немного и включить чайник позже, после того, как стиральная машинка закончит свою работу.

Выбор номинального напряжение инвертора.

У инверторов есть еще один немаловажный параметр – это номинальное напряжение инвертора. В основном, инверторы бывают с номинальным напряжением 12, 24 или 48 вольт.

Инверторы до 1000 Вт, в основном, идут с номинальным напряжением 12В, инверторы от 1000 до 3000 Вт с номинальным напряжением 24В, а инверторы от 3000 до 6000 ватт бывают с напряжением 48 В. Хотя есть различные модели инверторов и на 600 Вт инверторы могут быть с напряжением 48В, но это скорее особенность.

Чем выше номинальное напряжение инвертора, тем выше КПД инвертора, следовательно, тем меньше на нем потерь при преобразовании постоянного тока в переменный.

При этом надо учитывать тот факт, что к инвертору всегда необходимы аккумуляторные батареи (АКБ), в основном все АКБ идут с номинальным напряжением 12 В, поэтому инвертору с номинальным напряжением 24 В потребуется уже не один аккумулятор, а два, соединенных последовательно, чтобы они дали 24 В, а инвертору с номинальным напряжением необходимо уже 4 аккумулятора. Ёмкость аккумуляторов при этом не изменяется.

Надо отметить, что номинальное напряжение не влияет на цену инвертора, и поэтому инверторы одной модели с одинаковой мощности, но с разным номинальным напряжением стоят одинокого.

Исходя из этого, для нашего конкретного случая подойдет инвертор с чистым синусом, мощностью 2 кВт с номинальным напряжением 24В. Пятьсот ватт мощности инверторы уйдет на приборы, которые работают практически постоянно (холодильник, телевизор, освещение) и 1500Вт на один любой прибор, включаемый по необходимости.

 

3.     Подбор аккумуляторных батарей (АКБ).

Как известно солнечная панель генерирует электроэнергию только при попадании на неё света, поэтому, для того, чтобы приборы продолжали работать в вечернее время необходимы аккумуляторы, которые в течении дня будут заряжаться электроэнергией, а вечером отдавать этот запас электроэнергии работающим приборам. Время работы приборов только лишь от аккумуляторов называется временем автономной работы.

Выбор типа аккумуляторов.

Для системы электроснабжения в принципе подходят аккумуляторы все типов: как обслуживаемые, так  и не обслуживаемые, как стартерные, так и специализированные для источников бесперебойного питания. Конечно же, лучше всего для систем бесперебойного и автономного электроснабжения подходят герметичные свинцово-кислотные AGM аккумуляторы или гелевые аккумуляторы. Гелевые аккумуляторы будут подороже AGM, но при этом они обладают большей устойчивостью к глубоким разрядам (их можно разряжать до 90%, в отличие от AGM, которые рекомендуется разряжать максимум на 70%). Гелевые аккумуляторы не так чувствительны к температуре окружающей среды и могут работать даже при отрицательной температуре (в отличии от AGM аккумуляторов, которые выходят из строя при отрицательной температуре). И, наконец, гелевые аккумуляторы имеют больше циклов заряда/разряда, благодаря чему их срок службы намного выше.

Более подробно про аккумуляторные батареи вы можете прочитать в статье «Аккумуляторные батареи, их эксплуатация и обслуживание»

Расчёт необходимой ёмкости аккумуляторов.

Для того чтобы рассчитать ёмкость аккумуляторов необходимо знать мощность приборов, работающих во время автономной работы и знать необходимое время автономной работы.

Чтобы рассчитать необходимое время автономной работы, нужно понимать в какой сезон будет использоваться ваша система электроснабжения. Если это лето, то времени автономной работы от аккумуляторов необходимо значительно меньше, чем зимой, т.к. световой день длиннее, а ночь короче.

В среднем необходимое время автономной работы от аккумуляторов в период с мая по октябрь — 5 часов, в период с марта по ноябрь – 6-8 часов. А если вы планируете использовать вашу систему электроснабжение круглый год, то рекомендуется потратить деньги не на дополнительные аккумуляторы ради увеличения времени автономной работы, а на приобретение дополнительного источника электропитания, например, на дизельный генератор.

 

Итак, выбираем период использование нашей системы электроснабжения с апреля по октябрь, а время автономной работы приборов от аккумуляторов 6 часов.

 

Теперь выберем приборы, которыми будем пользоваться вечером:

Прибор Мощность, Вт Время работы, ч Суммарная мощность, Вт/за вечер
светодиодное освещение 100 5 часов 500
LED телевизор 150 5 часов 750
ноутбук 100 5 часов 500
Чайник 1500 0,1 (6 минут) 150
Холодильник класса А 150 16 часов (весь вечер и всю ночь) 2400
2000 4300

 

Если в этот список включить стиральную машинку, пылесос, электроинструменты, то это значительно увеличит необходимую ёмкость аккумуляторов, но это сильно удорожит систему, поэтому рекомендуется эти приборы использовать в дневное время, когда солнечные панели генерируют достаточно электроэнергии.

 

Теперь мы можем рассчитать необходимую для автономной работы ёмкость аккумуляторов.

Ёмкость аккумуляторов измеряется в Ампер*часах, для того, чтобы её узнать, необходимо [суммарную потребляемую во время автономной работы мощность приборов] разделить на  [номинальное напряжение инвертора].

Получается: 4300Вт/24В=180Ач. Это означает, что для нашей системы потребуются аккумуляторы ёмкостью 180Ач с напряжением 24В.

 

Как мы выяснили выше, аккумуляторы нельзя разряжать полностью на 100%, иначе они быстро выйдут из строя, поэтому полученную ёмкость для гелевый аккумуляторов, необходимо умножить на коэффициент 1,11 (100%/90%~1,11), а для AGM аккумуляторов – умножить на  1,43 (100%/70%~1,43), и полученный результат округлить в большую сторону.

В нашем случае получается, если мы выбираем AGM аккумулятор, то нам необходим аккумулятор ёмкостью 180Ач*1,43~260Ач, а если мы выбираем гелевый аккумулятор, то нам необходим аккумулятор ёмкостью 180Ач*1,11~200Ач.

Выбираем гелевый аккумулятор на 200 Ач 24В (он хоть и дороже, но зато его характеристики превышают AGM).

В основном все аккумуляторы всегда идут с номинальным напряжением 12В, поэтому, для того, чтобы получить нужный аккумулятор на 200Ач 24В, нам необходимо взять два аккумулятора по 200Ач 12В и соединить их последовательно, т.е. плюс одного аккумулятора соединить с минусом другого, а оставшийся минус от одного и плюс от другого аккумуляторы соединить с инвертором. Так мы получим из двух аккумуляторов 200Ач 12В, один с общей ёмкостью 200Ач и номинальным напряжением 24 В, как мы и хотели.

4.     Выбор солнечных панелей.

Наконец мы подошли к выбору солнечных панелей, основной составляющей нашей системы электроснабжения. Ведь солнечные панели – это практически вечный генератор электрического тока, который прослужит более тридцати лет точно без сильных потерь своих электрофизических свойств.

Выбор типа панелей.

Есть три типа солнечных панелей: аморфные, поликристаллические и монокристаллические. Они отличаются технологией изготовления, своим КПД и ценой. Самые распространённые солнечные панели – это поликристаллические и монокристаллические. Ниже приведена сравнительная таблица этих панелей.

Монокристаллическая солнечная панель Поликристаллическая солнечная панель
КПД% выше (17%) ниже (15%)
Площадь панели меньше больше
Работа при рассеянном солнечном свете хуже лучше
Работа при прямом солнечно свете лучше хуже
Работа при отрицательной температуре лучше хуже
Работа при температуре выше 25 градусов лучше хуже
Снижение характеристик за 25 лет 20% 30%

 

Не смотря на то, что КПД монокристаллической солнечной панели не на много выше КПД поликристаллической панели, площадь поликристаллической панели больше, поэтому две панели разного типа, но с одинаковой мощностью, дают примерно одни и те же показатели по генерации тока, все зависит от условий окружающей среды (см. таблицу выше).

Расчёт необходимой мощности солнечных панелей.

Т.к. мы выбрали период с апреля по октябрь, то средняя продолжительность светового дня в этот период примерно 12 часов. За это время необходимо, чтобы солнечные панели успели зарядить аккумуляторы, для использования их вечером, когда солнечные панели перестанут генерировать электричество, а так же необходимо чтобы их мощности хватило для энергообеспечения электроприборов, работающих днём.

Сразу стоит отметить, что расчет мощности солнечных панелей можно сделать только приблизительный, потому что невозможно предугадать, когда на небе тучка закроет солнечную панель, поэтому лучше рассчитывать мощность с запасом и округления при расчётах делать в большую сторону.

Для того, чтобы рассчитать мощность солнечных панелей, необходимую для зарядки аккумулятора в течении светового дня, нужно [ёмкость аккумулятора] умножить на его [номинальное напряжение]  и разделить на [количество световых часов].

Рассчитываем: (200Ач*24В)/12ч=400Вт

Итак, для того, чтобы зарядить аккумулятор на 200 Ач с номинальным напряжением 24 В, понадобятся панели общей мощностью 400 Вт и номинальным напряжением не меньше номинального напряжение аккумуляторов, то есть в нашем случае не меньше 24 вольт.

Далее рассчитываем мощность панелей, необходимых для обеспечения работы приборов в течении дня. Эту мощность достаточно тяжело рассчитать, т.к. всё сильно зависит от внешних факторов, погодных условий и от того, как используются электроприборы. Из практики можно вывести следующую формулу: 1,3*[мощность панелей, необходимых для заряда аккумуляторов] + [мощность панелей, необходимых для заряда аккумуляторов]. Для нашего случая это будет: 1,3*400+400=920Вт.

То есть минимальная мощность солнечных панелей в нашей системе электроснабжения должна быть 920 Вт 24 В. Это четыре солнечных панели мощностью 230 Вт каждая и номинальным напряжением 24 В.

5.     Выбор контроллера заряда.

Для того чтобы нормально зарядить аккумулятор до 100% от солнечной панели, при этом не испортить его, а наоборот продлить срок службы необходим контроллер заряда. Бывает, что контроллер заряда встроен в инвертор, специально предназначенный для использования совместно с солнечными панелями, но чаще всего контроллер заряда идет отдельно.

Сейчас существует два типа технологии контроллеров заряда аккумуляторов от солнечных панелей: это PWM-контроллер или по другому ШИМ-контроллер (pulse-width modulation — широтно-импульсная модуляция), и MPPT-контроллер (maximum power point tracking – слежение за точкой максимальной мощности). Более подробно о контроллерах заряда вы можете прочитать в статье «Контроллеры заряда аккумуляторов от солнечных панелей». Отмечу только то, что MPPT-контроллер за счёт более продвинутой технологии заряжает аккумулятор на 30% эффективнее, чем ШИМ-контроллер, но он, естественно, и дороже.

А так же MPPT-контроллер может преобразовывать более высокое напряжение от солнечных панелей в номинальное напряжение всей системы с пропорциональным увеличением тока. Это означает, что, MPPT-контроллер с подключенными четырьмя последовательно соединенными солнечными панелями мощностью 230Вт и напряжением 96 вольт, на выходе может дать ток равный четырем солнечным панелям 230Вт 24 В, соединенных последовательно. Закономерный вопрос: зачем это нужно? Ответ прост: чем выше напряжение солнечных панелей, тем меньше потерь в кабеле, идущем от солнечных панелей к контроллеру, соответственно, тем эффективнее работа солнечных панелей.

Немаловажный показатель, по которому выбирается контроллер – это пропускная способность по току. Чем выше эта пропускная способность контроллера, тем он дороже.

Необходимая пропускная способность по току рассчитывается очень просто: необходимо [суммарную мощность солнечных панелей] разделить на [номинальное напряжение системы].

В нашем случае пропускная способность контроллер должна быть не ниже чем: 38,3 ампер (920Вт/24В=38,3А).

Стоит отметить, что часто солнечные панели имеют положительный толеранс, то есть их мощность может быть выше заявленной на 1-6%, поэтому, при выборе контроллера следует учитывать эту тонкость.

Из всего вышеописанного относительно контроллеров, мы можем сделать выбор. И выбираем мы контроллер с технологией MPPT (чтобы соединить наши солнечные панели последовательно и получить на них напряжение 96В),  и пропускной способностью по току 40А.

6.     Выбор кабеля и коннекторов.

Для систем электроснабжения, где источник электроэнергии находятся на улице, необходим кабель со специальной изоляцией, для того, чтобы такие силы окружающей среды, как ультрафиолет,  влага и грызуны, по-минимому воздействовали на него.

Сечение кабеля рассчитывается таким образом, чтобы потери напряжение на кабеле не превышали 2%. И оно высчитывается по таблице, исходя из необходимого удельного сопротивления кабеля. Удельное сопротивление кабеля рассчитывается по формуле: [максимально возможное падение напряжения] разделить на ([проходящий по кабелю ток] умноженный на [общую длину кабеля]).

Для того, чтобы выбрать сечение кабеля, соединяющего солнечные панели с контроллером, необходимо знать три характеристики: напряжение солнечных панелей, суммарная мощность солнечных панелей и длину кабеля.

Первое что необходимо рассчитать – это ток, которые будет протекать по этому кабелю, для этого [мощность солнечных панелей] делим на их напряжение.

В нашем случае этот ток равен 920Вт/96В=9,58 А.

Максимальное возможное падение напряжение не должно превышать 96В*0,02=1,92В

Допустим, что от солнечных панелей до контроллер заряда необходимо проложить 30 м кабеля.

Исходя из этого удельное сопротивление кабеля должно быть не более, чем 1.92В/(9,58А*30м)=0,00668 Ом/м или 6,68 мОм/м

Теперь посмотрим в таблицу удельного сопротивления кабелей и подберем кабель необходимого сечения:

Сечение, мм медный
1,5 12,5
2,5 7,4
4 4,63
6 3,09
10 1,84

Для нашего случая вполне подойдет кабель с сечением 4 мм.

Для соединения солнечных панелей друг с другом используются специальные коннекторы, стандарта MC4 «мама» и «папа» для плюса и минуса солнечной панели соответственно. Также существуют специальные Y-коннекторы для параллельного соединения солнечных панелей.

В нашем случае потребуется четыре обыкновенных коннектора, чтобы последовательно соединить солнечные панели.

7.     ИТОГ.

В данной статье мы рассмотрели то, как рассчитываются системы автономного электроснабжение на солнечных панелях, и, как пример, рассчитали такую систему для периода с апреля по октябрь обеспечивающую электроэнергией основные бытовые приборы:

  • светодиодное освещение
  • LED телевизор
  • ноутбук
  • Пылесос
  • Чайник
  • Холодильник
  • Электронасос
  • Электроинструменты

 

Наша система получилась со следующими характеристиками:

  • Номинальное напряжение: 24 В
  • Суммарная мощность солнечных панелей: 920 Вт
  • Напряжение на солнечных панелях 96 В
  • Ёмкость аккумуляторов: 200 Ач
  • Напряжение на аккумуляторах: 24В
  • Суммарная мощность одновременно работающих приборов: 2 кВт
  • Время автономной работы при максимальной мощности: 1 час 45 минут
  • Время автономной работы при мощности 500 Вт: 8 часов 45 минут

 

А комплектация систем получилась такая:

  • Солнечные панели, мощностью 230 Вт: 4 штуки
  • Контроллер заряда с технологией MPPT с пропускной способностью по току 40А
  • Гелевые аккумуляторы, ёмкостью 200Ач: 2 штукм
  • Инвертор с чистым синусом, мощностью 2000 Вт
  • Набор коннекторов MC4: 4 шт.
  • Медный кабель с сечением 4 мм: 30 м

 

Если вы посмотрите готовые решения, представленные в нашем Интернет-магазине, то увидите именно этот комплект под названием «Солнечная у-дача». Кроме этого комплекта представлены и другие системы электроснабжения на солнечных панелях с наиболее оптимально подобранными комплектующими.

Если вы приобретаете комплект целиком, то, во-первых, он обойдется где-то на 10-15% дешевле, чем если бы вы приобретали бы комплектующие по-отдельности, во-вторых, вы получаете скидку 10% на установку и подключение комплекта, в-третьих, вы получаете гарантию на комплект 5 лет, в-четвертых, если вы в будущем будете делать покупки в нашем Интернет-магазине ещё, то вы получите скидку 10% на любой товар, в-пятых, при приобретении комплекта, вы получаете светодиодную лампочку отличного качества в подарок!

autonomy-energy.ru

Солнечные электростанции. Комплектация и монтаж. Цена солнечные батареи

Полноценное автономное ( или резервное ) энергоснабжение дома. Мощные системы на основе многофункциональных гибридных инверторов OutBack и XANTREX XW. Когда в системе установлен альтернативный источник энергии — солнечные панели и контроллер заряда, то генерируемая энергия может быть использована для заряда АКБ и/или прямого преобразования в переменный ток. В последнем случае в дневное время дом может обходиться без внешней сети, обеспечивая внутреннее потребление только за счет альтернативного источника. В местах без электросети или со слабой/недостаточной электросетью, использование гибридной инверторной системы с солнечными панелями значительно повышает качество электропитания в доме, а следовательно, и качество жизни. Предусмотрена функция автозапуска генератора

Электроснабжение дома солнечными батареями состоит из следующих специальных фотоэлектрических элементов:

Солнечные батареи, преобразующие энергию солнца в электроэнергию, различной мощности и номинального ( или фактического напряжения) от 100 до 300 Ватт

Контроллер напряжения и заряда АКБ для защиты от глубокого разряда батареи аккумуляторов и от перезаряда системы солнечных модулей на ток от 6 до 60 А

Накопитель энергии – банк аккумуляторных батарей , соединенных последовательно и ( или ) параллельно, глубокого разряда при циклическом режиме работы.

Инвертор DC-AC, который позволяет пользоваться обычными электроприборами. Инверторы, представленные на нашем сайте имеют все необходимые рабочие характеристики для комплектации систем энергоснабжения исходя из:

  • Формы выходного сигнала: чистый синус

  • Рабочего напряжение системы: 12, 24 и 48 Вольт

  • Выходной мощности инвертора от 0,3 до 18 кВт

А также

  • Необходимые предохранительные устройства по постоянному и переменному току

  • Коммутационные и аккумуляторные провода

  • Элементы крепления и монтажа панелей

Все эти элементы, содиненные определенным образом образуют автономную солнечную систему энергоснабжения, имеющую следующие основные характеристики:

  • Генерацию энергии от солнечных модулей, кВт – зависит от количества и мощности солнечных батарей

  • Время автономной работы без генерации, зависит от общей емкости банка аккумуляторов

  • Мощности подключаемой нагрузки. Зависит от предыдущих двух пунктов и от выходной мощности инвертора

  • Время автономной работы при генерации энергии солнечными батареями. Зависит от предыдущих трех пунктов плюс инсоляции

Таким образом, говоря о мощности системы, имеются ввиду три ее параметра

P ген.

Генерация мощности при прямом солнечном освещении

Р ном

Номинальная мощность системы

Р авт ( t)

Автономия при подключаемой нагрузке или среднесуточное потребление кВт*ч

ra-energo.ru

Электростанция будущего прямо у вас дома

В 2016 году Министерство энергетики предоставило Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии грант в размере 4,2 миллиона долларов на разработку программного обеспечения для автономного управления сетью в рамках программы Network Optimized Distributed Energy Systems или NODES. Идея, по словам руководителя проекта NODES Андрея Бернштейна, заключалась в создании алгоритмов, оптимизирующих распределение электроэнергии как на уровне отдельных домов, так и на уровне всей сети.

«Проблема в том, что нынешняя технология не может интегрировать очень большие объемы распределенных энергоресурсов», — говорит Бернстайн.«NODES производит платформу plug-and-play, которая позволяет интегрировать миллионы устройств, таких как солнечные панели, батареи и электромобили, которыми можно управлять на границе системы».

Алгоритмы, разработанные Бернштейном и его коллегами, превращают сетку в улицу с двусторонним движением. Вместо нисходящего подхода, при котором централизованное коммунальное предприятие распределяет электроэнергию конечным пользователям, программное обеспечение для автономного управления позволяет распределенным энергетическим системам отправлять излишки электроэнергии обратно в более крупную сеть наиболее эффективным способом.Если сегодня солнечный день и солнечные панели на крыше вырабатывают намного больше энергии, чем нужно их владельцам, у коммунальных предприятий нет причин сжигать столько угля или природного газа. Но без сети автономных контроллеров, следящих за распределенной генерацией, коммунальное предприятие имеет слепую зону и не может воспользоваться избытком чистой энергии.

Программное обеспечение для управления автономной сетью, разработанное в NREL, предназначено для управления десятками тысяч энергосистем. Но то, что работает в лаборатории, не обязательно сможет справиться с хаосом реальной жизни.Итак, после трех лет тестирования алгоритмов в лаборатории NREL «сетка в коробке» команда NODES была готова протестировать их в полевых условиях. Автономное программное обеспечение было сначала протестировано на микросети на небольшом винограднике в Калифорнии, а затем было установлено в небольших блоках управления в подвалах первых четырех домов, построенных в Basalt Vista.

Священный Крест внедряет программное обеспечение для управления автономными сетями, что показывает, что распространение распределенных систем возобновляемой энергии не обязательно является смертельной угрозой для электроэнергетических компаний.С точки зрения коммунального предприятия, рост количества солнечных панелей на крышах, аккумуляторов и других распределенных энергетических систем усложнил эффективное и надежное снабжение электроэнергией. Эксперимент с Basalt Vista может быть небольшим, но он доказывает, что можно автономно управлять распределенными системами возобновляемой энергии, чтобы повысить надежность сети.

«В большинстве случаев коммунальным предприятиям все еще сложно понять, как использовать распределенные ресурсы в нужном масштабе», — говорит Чаз Теплин, руководитель практики в области электроэнергетики в Rocky Mountain Institute, независимой исследовательской организации в области устойчивого развития.«Я думаю, что то, что делает Holy Cross, действительно велико, потому что они используют совместный подход, когда каждый может извлечь выгоду из того, что они приносят».

Эскобар говорит, что жизнь в энергетическом эксперименте имеет свои преимущества. В дополнение к экологическим преимуществам проживания в доме, который производит столько же энергии, сколько потребляет, она говорит, что это также удобно для банковского счета ее семьи. Летом Эскобар говорит, что ее счета за электричество составляли всего 12 долларов в месяц. Зимой счета были выше, потому что дому требуется больше электроэнергии для работы обогревателей, но Эскобар говорит, что она ожидает увидеть значительную экономию на счетах за электроэнергию в среднем в течение года.«Жизнь в доступном доме с нулевым потреблением энергии очень полезна для окружающей среды и наших финансов», — говорит Эскобар. «Я надеюсь, что эта модель может быть воспроизведена в других местах».

(PDF) Концепция автономной системы электроснабжения с использованием возобновляемых источников энергии

Журнал устойчивого развития энергетики, водных ресурсов

и экологических систем

Год 2017

Том 5, выпуск 4, стр. 579-589

588

2. Селлура, М., Ди Ганги, А.и Ориоли А., Оценка энергетической и экономической эффективности фотоэлектрических систем, работающих в плотном городском контексте,

, J. Sustain.

Дев. Energy Water Environ. Syst., Vol. 1, No. 2, pp 109-121, 2013,

http://dx.doi.org/10.13044/j.sdewes.2013.01.0008

3. Мэттес, Дж., Хубер, А. и Кёрсен, J., Энергетический переход в малых регионах —

Что мы можем узнать с точки зрения региональных инновационных систем, Энергетическая политика,

Vol.78, pp 255-264, 2015,

https://doi.org/10.1016/j.enpol.2014.12.011

4. Маркард, Дж., Рэйвен, Р. и Трюффер, Б., Переход к устойчивому развитию: Новая область исследований

и их перспективы, Политика исследований, Vol. 41, No. 6, pp 955-967, 2012,

https://doi.org/10.1016/j.respol.2012.02.013

5. Blechinger, P., Cader, C., Bertheau, P. , Хюискенс, Х., Сегин, Р. и Брейер, К., Global

Анализ технико-экономического потенциала гибридных систем возобновляемых источников энергии на малых островах

, Энергетическая политика, Vol.98, 2016,

http://dx.doi.org/10.1016/j.enpol.2016.03.043

6. Паска Дж., Распределенное производство электроэнергии с гибридными системами (на польском языке), Энергетика,

Том. . 6, pp 457-462, 2013.

7. Панг, К., Вяткин, В., Майер, Х., На пути к киберфизическому подходу к прототипированию

Системы автоматизации внутреннего освещения, системы, человек и кибернетика (SMC) , 2014

Международная конференция IEEE, IEEE, стр. 3643-3648, 2014.

8.Беккали, М., Бономоло, М., Галатиото, А., Ипполито, М.Г. и Зиццо, Г., Лаборатория

Установка

для оценки воздействия систем BACS и TBM на освещение,

Исследования и приложения в области возобновляемых источников энергии (ICRERA), Международная конференция

, 2015 г., IEEE, стр. 1388-1393, 2015 г.

9. Цзинь, М., Фэн, В., Лю, П., Марней, К. и Спанос, К., MOD- DR: Microgrid Optimal

Dispatch with Demand Response, Applied Energy, Vol.187, pp 758-776, 2017,

https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.11.093

10. Вакуи, Т., Кавайоши, Х., Ёкояма, Р. и Аки, Х. ., Управление эксплуатацией

жилых энергосетей на основе оптимизационных подходов, применяемых

Энергетика, Том. 183, pp. 340-357, 2016,

https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.08.171

11. Фабрицио, Э., Бранчифорти, В., Костантино, А., Филиппи, М. ., Барберо, С., Текко, Г.и

Молино, А., Мониторинг и управление интеллектуальной сетью для возобновляемых источников энергии

Эксплуатация на агропромышленной площадке, Устойчивые города и общество, Том. 28,

pp 88-100, 2017,

https://doi.org/10.1016/j.scs.2016.08.026

12. Croce, D., Giuliano, F., Tinnirello, I., Galatioto , А., Бономоло, М., Беккали, М. и

Зиццо, Г., Overgrid: полностью распределенная архитектура ответа на запросы, основанная на перекрывающихся сетях

, Транзакции IEEE в области автоматизации науки и техники, 2016,

https: // doi.org / 10.1109 / TASE.2016.2621890

13. Грела, Дж. и Ладович, А., Инструмент планирования и проектирования автоматизации зданий

, реализующий классы эффективности EN 15 232 BACS, новые технологии и

Factory Automation (ETFA), 2016 IEEE 21

st

International Conference, pp 1-4, 2016.

14. Вардах, М., Кубарски, К., Паплицки, П. и Черзневски, П., Autonomous Power

Концепция электроснабжения для отдельного дома ( на польском языке), Przegląd Elektrotechniczny, Vol.89,

No. 1a, pp 48-50, 2013.

15. Ольшовец П., Автономные системы малой мощности для микросетей (на польском языке), Энергия

Gigawat, Vol. 7-8, 2009.

16. Ситарз С. Проектирование гибридных электростанций на солнечных и ветряных турбинах (на польском языке), Механика,

Vol. 24, No. 3, pp. 211-219, 2005.

17. Стефаниак А., Гибридные системы с возобновляемыми источниками энергии (на польском языке), Czysta Energia,

Vol. 11, pp. 22-23, 2013.

18. Mohammadi, M., Хоссейниан, С. Х. и Гарахпетян, Г. Б., Оптимизация гибридных систем

источников солнечной энергии / ветряных турбин, интегрированных в коммунальные сети в виде микросетей

(MG) в рамках пула / двустороннего / гибридного рынка электроэнергии с использованием PSO, Solar Energy, Vol. 86,

No. 1, pp 112-125, 2012,

https://doi.org/10.1016/j.solener.2011.09.011

Autonomous Power — обзор

2 Theory

European state- Формирование было многомерным процессом, но большинство теорий государственного строительства все еще одномерны.Таким образом, многофакторная трехуровневая теория государственного строительства, которая объединяет (а) микроуровень индивидов и групп, (б) мезоуровень политической системы и (в) макроуровень общества, представляет собой более многообещающее предложение (Reinhard 1992).

Государственное строительство начинается на микроуровне с корыстной жажды власти отдельных людей, часто с конкурентного преимущества в виде королевского сана. До существования государства как абстрактного института необходимая надличностная преемственность обеспечивалась династией.Династическое государственное строительство заключалось в устранении или, по крайней мере, в контроле над соперничающими обладателями автономной власти, начиная с догосударственной фазы истории — дворянством, церковью, городскими и сельскими общинами — с целью установления монополии на власть. Чтобы добиться успеха, династиям требовалась помощь правящих элит, которые в своих интересах сделали рост государственной власти своим делом. В конечном итоге адвокаты буржуазного происхождения оказались более подходящими для этой роли, чем члены церкви или дворянства, потому что, в отличие от последних, адвокаты обязаны своим статусом и властью служению монархам.

Глубокие изменения на мезоуровне политической системы явились результатом успешного использования войны, религии и патриотизма с целью расширения династической власти. Существовавшее ранее соперничество европейских монархов неизбежно росло вместе с их властью, потому что стало необходимо опережать своих соседей, расти за их счет и, в свою очередь, защищать себя от тех же целей. Следовательно, им требовались постоянно растущие армии и деньги во все возрастающем количестве, чтобы заплатить им.В решающей фазе своего роста современное государство было военным государством, которое расширило свои налогообложение, администрирование и принуждение главным образом для ведения войны.

Это привело к циклическому процессу, циклу принуждения-извлечения (Finer 1997) и, наконец, к внутренней и внешней монополии насилия. В конце концов, войну ведут только государства. Частные войны, такие как вендетты или вражды, восстания знати или народа, больше не были законными при могущественном военном и полицейском государстве. «Необходимость» в служении общему благу служила ключевым аргументом, узаконившим этот рост государственной власти.Но когда конкурирующие «конфессиональные» церкви после протестантской Реформации потеряли большую часть своей автономии в пользу государства — цену, которую пришлось заплатить за политическую защиту, — религия стала инструментом эмоциональной идентификации подданных со своей страной. «Католик» и «баварский», «польский» или «испанский» стали почти синонимами, с одной стороны, так же как «протестантский» и «английский», «прусский» или «шведский» — с другой.

Существенный вклад был внесен социальной и культурной средой на макроуровне.Во-первых, геоисторическая множественность Европы была стимулом для роста государственной власти через цикл принуждения и изгнания. Результатом стал стабильный плюрализм внутренне строго унитарных государств — исключительный случай во всем мире. Универсальные империи никогда не имели шанса в Европе; Священная Римская империя немцев была в лучшем случае первой среди равных. Но внутреннее единство не было реализовано до конца восемнадцатого, девятнадцатого, а в некоторых случаях даже двадцатого века. Долгое время большинство монархий состояло из нескольких частей с неравным статусом, таких как Кастилия и Арагон или Полония и Литва.

Повсюду монархам приходилось сталкиваться с мощной системой автономного местного дворянского правления, с одной стороны, с общенациональной сетью частично автономных городских и сельских общин, с другой, опять же с европейской спецификой. Кроме того, до Реформации Церковь считала себя независимым сообществом, в некотором смысле даже государством перед государством. Этот исключительный европейский дуализм духовного и мирского в сочетании с столь же уникальным политическим плюрализмом оказался предпосылкой политической свободы, хотя ни церковь, ни государство, ни дворяне, ни городские олигархии не выступали за какую-либо свободу, кроме своей собственной.Наконец, сильное положение церкви объясняется ее ролью хранителя латинской культуры. Римское право, до некоторой степени преобразованное в каноническое право Церкви, прямо и косвенно доказало основополагающее значение не только для построения монархического государства, но и для свободы личности и собственности.

Автономный дом — обзор

ПРОГРАММА: ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ВЕРСИИ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ

Эта статья может представлять только очень краткий обзор. С 1974 года BMFT профинансировала более 500 проектов на сумму 2 500 миллионов немецких марок.Таблица 1 дает разбивку по основным темам и выделенному бюджету. Годовые фонды значительно увеличились за последние несколько лет. Установлены новые приоритеты. Многие технологии уже готовы к коммерциализации или уже успешно внедрены, например высокоэффективные горелки и низкотемпературные системы отопления, системы централизованного теплоснабжения, тепловые насосы и солнечные системы горячего водоснабжения.

Таблица 1. Возобновляемые источники энергии и энергосбережение Затраты BMFT в миллионах немецких марок

9018 3618 9018 9018 9018 9018 12
1974 — 89 87 88 89 90
9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018 70 97 95
Ветер 252 18 16 34 27
Технологии для развивающихся стран 551
Геотермальная энергия 173 5 3 12 15
Солнечная Тепловая активная / пассивная 238 11 12 130 14 5 7 10
Водород 113 8 10 21 18
Производство биологической энергии 20
Исследовательские центры 9018 9018 9018 9018 9018 9018 29
Всего 2507 181 198 255 309

Тем не менее, выходу на рынок возобновляемых источников энергии и энергосберегающих технологий по-прежнему препятствуют высокие инвестиционные затраты и длительный срок окупаемости. системы при нынешних ценах на энергию.Поэтому основная цель — повысить рентабельность, эффективность и долговечность этих технологий. Для достижения этой цели в программе проводятся как долгосрочные НИОКР по новым инновационным концепциям, так и демонстрационные программы по внедрению передовых технологий.

Фотоэлектрическим элементам уделяется наивысший приоритет (Таблица 1) в связи с высоким технологическим потенциалом и растущим рынком. Как разработка новых технологий производства солнечных элементов, так и новых концепций солнечных элементов, e.грамм. Ожидается, что тонкопленочные технологии снизят стоимость модулей с 15 до 5 DM / Вт в следующие 10 лет. Долгосрочные усилия включают НИОКР по солнечному водороду, а также базовые НИОКР в недавно начатой ​​программе по фотобиологическому производству водорода.

Другой важной темой программы является разработка возобновляемых источников энергии для применения в развивающихся странах (DC). Очевидно, что использование возобновляемых источников энергии может способствовать их быстро растущему спросу на энергию. Системы возобновляемых источников энергии часто очень хорошо вписываются в существующие децентрализованные энергетические системы постоянного тока.Несколько проектов двустороннего сотрудничества связаны с демонстрацией новых солнечных технологий в конкретных климатических и социальных условиях постоянного тока. Совместные проекты включают в себя фотоэлектрические системы, например телекоммуникации, водяные насосы и солнечные тепловые системы, такие как недорогие воздухонагреватели для сушки, опреснения морской воды, охлаждения и выработки электроэнергии.

Внедрение технологий возобновляемых источников энергии в Германии поддерживается расширенными демонстрационными программами.В 1989 году была инициирована ветровая программа мощностью 100 МВт, которая будет расширена до 200 МВт ввиду большого общественного резонанса и интереса в 1991 году. Недавно BMFT анонсировала программу создания 1000 солнечных крыш. В рамках этой программы на крышах домов будут установлены фотоэлектрические системы мощностью 1–5 кВт, подключенные к сети. Затраты на установку будут разделены между BMFT (50%), Штатами (20%) и владельцами домов. Излишки электроэнергии можно подавать в сеть по выгодной цене. Программа полевых испытаний и мониторинга предоставит обширный опыт и надежные результаты для оптимизации систем.

Solar Active Technologies

Солнечные системы горячего водоснабжения (ГВС) используются в коммерческих целях более десяти лет. На сегодняшний день в ФРГ установлено более 300 000 м 2 солнечных коллекторов. Усилия в программе были сосредоточены на следующих темах:

долгосрочные программы мониторинга на выбранных солнечных установках

тестовые программы на солнечных системах ГВС

разработка стандартизированной системы методы испытаний (DIN, ISO)

исследование новых инновационных компонентов и систем, e.грамм. новые напыленные поверхности селективных поглотителей, прозрачная изоляция для высокоэффективных коллекторов.

С 1979 по 1984 год в общественных зданиях было установлено около 140 крупных систем горячего водоснабжения и отопления с использованием солнечной энергии (Peuser, 1990). В рамках программы CEC по открытым плавательным бассейнам с солнечным подогревом в Германии было построено 8 заводов, последние два — в 1988 г., состоящие из недорогих пластиковых поглотителей. Под наблюдением находилось около 40 солнечных электростанций и 6 бассейнов с солнечным подогревом. Бассейны с солнечным подогревом оказались одним из самых экономичных применений солнечной энергии в Германии.Потенциал замены велик: существует более 6000 общественных открытых бассейнов и 300 000 частных бассейнов.

Программа мониторинга отдельных солнечных установок выявила множество недостатков и часто низкую эффективность системы. Это было результатом неправильного планирования и проектирования установок, неблагоприятного контроля, ошибок монтажа и неправильного подключения к традиционной системе резервного отопления. Между тем, все отслеживаемые системы были отремонтированы и показали довольно высокую эффективность.

Эти результаты подтверждают, что активные солнечные системы могут вносить значительный вклад в потребность в энергии даже в менее благоприятных условиях солнечной радиации в ФРГ, при условии надлежащего проектирования и правильной установки и обслуживания установок. Активные солнечные системы могут обеспечивать 250 кВтч / м 2 со стандартными плоскими коллекторами и до 450 кВтч / м 2 с высокоэффективными коллекторами или в низкотемпературных системах предварительного нагрева с использованием солнечной энергии.

Распространение результатов, особенно среди дизайнеров и архитекторов, считается ключевым вопросом программы.Информация о проектах предоставляется в специальном информационном центре BINE, а также на семинарах.

Недавно была завершена обширная программа испытаний 14 коммерческих солнечных систем ГВС (HÖß, A. 1987). Проект выполнила компания TÚV Bayern e.V. определить тепловые характеристики, надежность и экономичность солнечных систем ГВС. Данные программы испытаний использовались компаниями для оптимизации систем и были опубликованы для информирования общественности. Проект начался в 1985 году с долгосрочной программы наружного мониторинга.Солнечные системы должны были обеспечивать 200 литров горячей воды с температурой 45 ° C в день. Системы обычно состоят из 6-8 м 2 солнечных коллекторов (плоских пластин, высокоэффективных трубчатых коллекторов, насосных или термосифонных систем) и водогрейного котла на 200-500 литров. Компоненты прошли отдельные лабораторные испытания. Программа испытаний была расширена в 1987 году на 5 отобранных систем, которые были восстановлены. Усовершенствованные системы показывают хорошие тепловые характеристики, надежность и безопасность. Эффективность системы варьируется от 19% до 47%.Высокоэффективные солнечные коллекторы доставляют потребителю до 600 кВтч / м 2 полезной солнечной энергии. Срок окупаемости 15 и 30 лет был рассчитан при цене энергии 0,21 немецкой марки / кВт · ч.

Разработка стандартов контроля качества — очень важная предпосылка для внедрения на рынок. Разрабатывается стандартная процедура испытаний, позволяющая определить годовую производительность солнечной системы в течение нескольких недель. Исследования проводятся в сотрудничестве с DIN e.В., TÚV Bayern e.V. и университеты Мюнхена, Штутгарта и Аахена / Юлиха. Результаты показывают, что предложенный метод краткосрочного динамического испытания способен определять годовые показатели с точностью около 5%. Этот метод был проверен на нескольких различных небольших солнечных системах ГВС (насосные, термосифонные, плоские и откачанные коллекторы, интегрированные системы накопительных коллекторов). Этот метод предлагается в качестве национального стандарта Германии (DIN) и Международной организации по стандартизации (ISO).В будущей работе будет изучена применимость этого метода для измерений на месте и для установок больших размеров.

Солнечные пассивные технологии

Эта тема программы охватывает очень широкий спектр научно-исследовательских и демонстрационных проектов, связанных с различными энергосберегающими технологиями и солнечной архитектурой. Усилия сосредоточены на снижении потребности в отоплении помещений. Настоящие стандарты устанавливают верхний предел в 150 кВтч / м 2 a. Готовящееся новое постановление снижает этот верхний предел на 30%.Результаты программы показывают, что технически возможно даже гораздо меньшее потребление тепла. Это было показано, например, в проекте Landstuhl (Gruber et al., 1989) для одно- и двухквартирных домов. Краткое изложение результатов будет представлено ниже. В рамках совместного шведско-германского сотрудничества низкоэнергетические террасные дома были построены в Ингольштадте (ФРГ) и Хальмштадте (Швеция). Потребность в отоплении помещений в этих зданиях в Ингольштадте может быть снижена на 60% по сравнению с обычными зданиями.В новых домах сочетаются шведская строительная и немецкая отопительные технологии. Недавно был начат проект Хайденхайм, который продемонстрировал большой потенциал энергосбережения с использованием имеющихся в настоящее время технологий, интегрированных в хорошо спроектированные системы отопления.

В программе также исследуются новые инновационные концепции для строительства энергосберегающих или даже автономных домов. Часть этих усилий включается в сотрудничество МЭА: Солнечные усовершенствованные здания в рамках Программы МЭА: солнечное отопление и охлаждение (Hestnes, 1989).Основное внимание в программе Solar Passive Program направлено на исследования и разработки в области прозрачной изоляции и демонстрацию ее применимости в пилотных проектах. Дальнейшие темы программы — тепловое моделирование зданий и разработка упрощенных инструментов проектирования, которые могут использоваться архитекторами. Германия участвует в проекте CEC PASSYS и во многих других проектах МЭА. Ниже мы кратко рассмотрим только два проекта.

Проект Landstuhl

С 1984 по 1985 год в рамках этого проекта было построено 22 солнечных дома и 3 эталонных дома в Ландштуле и некоторых других местах ФРГ.Дома были хорошо утеплены. Между 1985 и 1987 годами была проведена обширная программа мониторинга для определения тепловых характеристик компонентов и систем. Дома были спроектированы как солнечные пассивные дома с большими окнами, ориентированными на юг, и зимними садами и временными затенениями. В домах установлены низкотемпературные системы теплого пола и воздушного отопления; в 13 домах установлены солнечные системы горячего водоснабжения, а в 6 домах — тепловые насосные системы отопления помещений.Подводя итог, результаты проекта показывают, что наивысший приоритет должен быть отдан исключительно хорошей изоляции здания. Поведение жителей (закрытие жалюзи, работа системы вентиляции) и необходимый комфорт (температура в помещении) существенно влияют на экономию энергии. Солнечная энергия окон в значительной степени компенсируется тепловыми потерями окон с обычным стандартом k = 2,8 Вт / м 2 K (двойное остекление).Оценка программы мониторинга показывает, что зимние сады лишь незначительно снижают потребность в отоплении, примерно на 10%, при условии, что зимой они не отапливаются традиционным способом. Сегодня зимние сады очень популярны в Германии, прежде всего из-за их высокого уровня комфорта.

Солнечные системы горячего водоснабжения обычно показывают КПД 40–55% для вакуумных коллекторных систем и 30–40% для стандартных плоских коллекторов. Солнечные системы ГВС позволили получить полезный прирост солнечной энергии до 2 МВтч / год.Однако это значение сильно зависит от потребления. Низкое потребление ведет к более высоким потерям.

Прозрачная изоляция

Тесное сотрудничество между несколькими исследовательскими институтами и компаниями началось в 1986 году (Götzberger, A., 1989). Тем временем достигнут значительный уровень развития, который уже позволяет применять материалы в пилотных и демонстрационных проектах. Основные исследования и разработки направлены на разработку новых материалов (например, аэрогелей) и оптимизацию термооптических свойств, а также интеграцию в системы (фасады, окна с автоматически управляемыми рольставнями для предотвращения перегрева летом).Недавнее исследование (Lohr et al., 1989) показало, что потребность в отоплении помещений может быть снижена на 50% в домах с традиционной изоляцией и до 80% с прозрачной изоляцией. Фасады с прозрачной изоляцией могут обеспечить потребность в обогреве помещения с 100–200 кВтч / м 2 a. Первые дома были оснащены прозрачной изоляцией. В настоящее время передовые системы установлены в доме на две семьи и многоквартирном доме Sonnenackerweg во Фрайбурге и в домах на одну семью с террасами Hellerhof в Дюссельдорфе.Разработаны интересные и архитектурно приемлемые концепции.

Системы автономного электроснабжения под ключ для частного дома. Автономное электроснабжение загородного дома

Автономное электроснабжение — актуальная тема для России. В большинстве небольших населенных пунктов существующие сети достигли высокой степени износа и не могут обеспечить электроэнергией всех потребителей. Есть и более неутешительные данные — 60% территории страны в принципе не могут быть подключены к сети.Первыми недостаток энергии ощущают владельцы частных домов и дач. Но это нужно не только им. С этой проблемой сталкиваются метеостанции, фермы, базовые станции сотовой связи, научные станции и т.д.

Раньше автономное электроснабжение дома предусматривалось бензогенераторами … Но такое решение не оптимально, так как генераторы требуют постоянной дозаправки, им нужно проводить регулярное обслуживание, а их ресурс не такой большой, как хотелось бы.Еще один ощутимый минус — некачественный выходной ток.

Инверторы как источник автономного электроснабжения частного дома

Подключение силовых инверторов к зарядным устройствам и емким аккумуляторным батареям, которые работают как источник автономного электроснабжения частного дома на высоком уровне.

В этом случае генератор работает не весь день, а только время, необходимое для зарядки аккумуляторов. Остальные часы все системы загородного дома работают от батареи, которая преобразуется инвертором в чистый синусоидальный переменный ток.

Как только батареи разряжаются, инвертор снова подключает генератор к работе, обеспечивая нагрузку переменного тока и в то же время пополняя заряд батареи. Автономное электроснабжение, организованное по этому принципу, обеспечивает надежную работу оборудования, поскольку переключение между питанием нагрузки от аккумуляторов и генератора происходит автоматически.

Инвертор регулирует работу всех устройств, которыми можно управлять с помощью специальных фирменных системных контроллеров.Систему можно запрограммировать, прописав несколько сценариев развития сценария:

  • генератор включается при падении уровня напряжения или степени заряда аккумуляторов;
  • Подключение
  • генератора тоже может быть связано с увеличением нагрузки;
  • Автономное питание
  • от генератора можно запрограммировать на определенные часы (например, разрешить работу днем ​​и запретить ночью).

Использование инверторов и аккумуляторов позволяет продлить срок службы генератора и снизить затраты на содержание объекта, значительно снизив затраты на покупку топлива и техническое обслуживание.В этом случае обслуживание компонентов инверторной системы не требуется.

Работа инверторов с альтернативными источниками резервного питания

Современные силовые инверторы вместе с батареями обеспечивают автономную работу всей бытовой техники за счет использования альтернативных источников питания. При этом в гибридную систему помимо генератора входят солнечные батареи и ветрогенератор. Также система резервного электроснабжения может работать только с возобновляемыми источниками энергии.

Энергия солнца или ветра может храниться в аккумуляторах с помощью специальных контроллеров заряда, когда это возможно. При достаточном заряде аккумуляторов инверторы преобразуют постоянный ток аккумуляторов в переменный ток с чистой синусоидой, который используется для поддержания работоспособности бытовой техники и оборудования.

Еще один вариант использования инверторов — это построение систем бесперебойного питания в ситуациях, когда подключение к сети есть, но не стабильно.Автономное электроснабжение на базе инверторов с аккумуляторными батареями и солнечных панелей в этой ситуации используется не только при отключении электроэнергии в стационарной сети, но и для приоритетного использования солнечной энергии с целью экономии сетевой электроэнергии.

Для работы с альтернативными источниками энергии: солнечными батареями и ветряными турбинами хорошо подходят инверторы серии Victron Phoenix Inverter от 1,2 кВА до 5 кВА.

Инвертор серии Victron Phoenix — это профессиональное техническое устройство для преобразования постоянного тока в переменный.Разработанный с использованием гибридной радиочастотной технологии, он создан для удовлетворения самых высоких требований. Его функция заключается в обеспечении питания любого источника питания автономной системы с необходимостью получения на выходе высококачественного тока со стабильным напряжением в виде чистой синусоидальной волны. В быту напряжение с чистым синусом требуется таким устройствам, как газовый котел, холодильник, микроволновая печь, телевизор, стиральная машина и т. Д.

Полностью автономное электроснабжение частного дома различными бытовыми электроприборами требует как качественного напряжения, так и способности инвертора справляться с пусковыми токами больших нагрузок (компрессор холодильника, электродвигатель насоса и т. Д.).). Функция SinusMax от Phoenix может удовлетворить эту потребность. Он обеспечивает вдвое большую кратковременную перегрузочную способность системы. Более простые и ранние технологии преобразования напряжения не могут этого сделать.

Потребляемая мощность инвертора:

  • на холостом ходу: от 8 до 25 Вт в зависимости от модели;
  • в режиме поиска нагрузки: от 2 до 6 Вт, этот режим сопровождается регулярным включением системы каждые две секунды на короткий промежуток времени.
  • при постоянной работе в режиме энергосбережения (AES): от 5 до 20 Вт.

Автономные системы электроснабжения позволяют осуществлять собственное управление и мониторинг путем подключения инвертора к компьютеру. Для своих инверторов Victron Energy разработала программное обеспечение VEConfigure. Подключение осуществляется через интерфейс MK2-USB.

Инверторы

Phoenix Inverter и Phoenix Inverter Compact могут работать в параллельных конфигурациях (до 6 инверторов на фазу) или в трехфазных конфигурациях. Оптимальные по соотношению цена / качество, они подходят не только для дома, но и для автономного питания транспортных средств, мобильных комплексов.

Автономная система электроснабжения частного дома

Автономная система электроснабжения дома может включать в себя не только инвертор и альтернативные источники энергии, но и генератор. Система инвертора включит генератор, если батареи необходимо перезарядить. Для запуска генератора можно использовать либо встроенное реле инвертора, либо реле контроля батареи BMV-700. При достижении необходимого уровня заряда генератор отключается. Кроме того, питание нагрузок снова обеспечивается батареями.Такая схема позволит полностью обеспечить электричеством удаленный дом даже при временном отсутствии солнца и ветра.

Аккумуляторы для автономного питания

Компания «Вега» предлагает свинцово-кислотные аккумуляторы для автономного питания хорошо зарекомендовавших себя марок:

Эти аккумуляторы изготовлены по гелевой технологии, устойчивы к глубоким разрядам, не требуют обслуживания и доливки воды и имеют большее количество циклов, чем аккумуляторы AGM.

При правильно подобранной системе и обеспечении разряда не более 50% время автономной работы может достигать около 1000 циклов.Установив такую ​​систему дома или на контролируемом объекте, вы убедитесь в ее безупречной долговременной эксплуатации.

  • Варианты базовых инверторных систем резервного питания PracticVolt на базе инверторов Victron Energy

Цена: 39 849 руб.

При строительстве загородного дома еще в процессе проектирования необходимо обращать внимание на его электроснабжение, что создаст комфортное проживание. Современную жизнь невозможно представить без освещения и электроприборов … Поэтому очень важно обеспечить будущее жилище бесперебойным электричеством.Для этого вам потребуется создать автономный источник питания, выбрав вариант источника энергии.

Подача электроэнергии в дом зависит от общей мощности его потребителей: холодильного оборудования, бытовой техники, систем отопления, насосного оборудования. Любой из типов потребителей имеет свою мощность , однако требования к электросети одинаковы для всех.

Самостоятельно выполненные работы обойдутся значительно дешевле услуги приглашенных специалистов.Но, в то же время, следует учитывать, что необходимо иметь определенные навыки работы со специальной техникой, а также иметь уровень технического образования домовладельца.

Разновидности источников электроэнергии

Чаще всего автономное электроснабжение частного дома обеспечивают:

  • источники бесперебойного питания (ИБП) в виде батарей;
  • солнечных панелей;
  • мини-электростанций с ветровыми, газовыми, дизельными и бензиновыми генераторами.

В нашей стране чаще всего используются генераторы , работающие на тепловой энергии — газе, бензине и дизельном топливе.

Мини-электростанции или генераторы

Такие ЭПС просты в использовании и относительно дешевы .

Преимущества генераторов:

К недостаткам такой установки можно отнести:

  1. Необходимость постоянного обслуживания … Необходимо будет регулярно проверять уровень масла и наличие топлива.
  2. Генераторы
  3. — довольно шумные устройства. Поэтому, если их невозможно установить вдали от дома, то даже при использовании глушителей шум, который они излучают, делает использование установок не очень комфортным.
  4. Не все автономные мини-электростанции на выходе способны выдавать стабильное напряжение и чистую синусоиду.
  5. Для генераторов
  6. требуется хорошая вентиляция и отдельное изолированное помещение.

Батареи или источники бесперебойного питания

Такие устройства заряжаются в то время, когда в сети есть электричество и при перебоях с ней они выделяют электричество.

К недостаткам аккумуляторов можно отнести ограниченное время работы и относительно высокую стоимость. Время автономной работы ИБП напрямую зависит от емкости его аккумуляторов.

Такая установка будет правильным решением для многоквартирного дома с автономным отоплением.

Генераторы солнечной энергии

Солнечные панели — это специальные безопасные фотоэлектрические модули с внешней защитой из закаленного текстурированного стекла, которое в несколько раз увеличивает поглощение солнечного света.

  • Такие генераторы можно признать наиболее перспективным видом оборудования для достижения автономной электрификации дома.
  • В комплект устройства входит комплект аккумуляторных батарей, обеспечивающих электричество и обслуживающих его в ночное время.
  • К солнечным панелям прикреплен специальный инвертор, способный преобразовывать ток из постоянного в переменный.
  • Устройства, оснащенные монокристаллами кремния, являются самыми прочными модулями. Они способны работать в течение тридцати лет без снижения количества производимой энергии и эффективности.
  • Одна правильно подобранная солнечная батарея, способная обеспечить весь дом электроэнергией, необходимой для работы всей бытовой техники.

Ветряные электростанции или ветряные турбины

Если местные погодные условия не позволяют использовать солнечные генераторы, можно использовать энергию ветра.

  • Такая энергия забирается через турбины, которые расположены на башнях с трехметровой высоты.
  • Энергия преобразуется с помощью инверторов, установленных в автономных ветряных турбинах.Главное условие — наличие ветра со скоростью не менее четырнадцати километров в час.
  • В комплект генераторов также входят инверторный блок и аккумуляторы, накапливающие электроэнергию.

Установка таких устройств невозможна в местах, где нет естественного движения воздуха. Это существенный недостаток ветряных турбин.

Переносные ГЭС для дома

Устройство для автономного электроснабжения с приводом от потока воды … Их можно использовать только в домах, которые расположены рядом с речками и ручьями. Поэтому гидроэлектростанции — наименее распространенные устройства.

Схема автономного электроснабжения частного дома (САЭ)

Установки должны быть оснащены всеми необходимыми элементами , которые нужно будет расположить последовательно.

  1. Источник электроэнергии в виде одного из генераторов, аккумулятора, солнечной батареи.
  2. Зарядное устройство, которое преобразует напряжение, поступающее от первичного источника, в значения, необходимые для батареи.
  3. Аккумулятор для накопления и возврата электроэнергии.
  4. Инвертор, вырабатывающий необходимое напряжение.

Перед приобретением источника автономного электроснабжения для своего дома необходимо определиться с возложенными на него задачами. Кроме того, вам необходимо использовать собственные финансовые возможности, поскольку не каждый может позволить себе ветряные турбины и солнечные батареи.

С точки зрения практичности лучше всего отдавать предпочтение генераторам, работающим на газе или дизельном топливе… Бензиновая установка не рассчитана на длительную длительную работу … Чаще всего ее используют как подстраховку на случай аварийных отключений электроэнергии.

Более выгодный вариант — использование сразу нескольких устройств. Например, можно установить аккумуляторы и генераторную установку … А чтобы выбор не разочаровал, перед покупкой следует проконсультироваться со специалистами.

Изучите эту статью Причины нестабильного электроснабжения в сельской местности; насколько опасны скачки напряжения; типы автономного питания — основное, резервное и дополнительное; для выбора мощности электрогенератора необходимо определить потребителей производимой им электроэнергии; генераторы на невозобновляемых энергоресурсах; возобновляемая энергия и генераторы, способные преобразовывать ее в электричество.

Если в черте города проблема с обеспечением своей жилплощади электричеством возникает лишь периодически, то с загородным домом все намного сложнее — против и с завидной регулярностью появляются коммунальные сети, поврежденные в результате природных явлений. и действия охотников за цветным металлом. Можно, конечно, вернуться к решениям начала прошлого века, а именно к керосиновым лампам и факелам, в конце концов, лечь спать на закате, но зачем это нужно — ведь мы привыкли к пользе цивилизация, неразрывно связанная с электричеством.Рассмотрим вопрос энергонезависимости загородного коттеджа от ненадежных центральных коммуникаций.

Способы энергоснабжения вашего дома

Владеть домом в сельской местности, на значительном удалении от промышленных центров, привлекательно с позиции тишины, чистого воздуха в окружении природы … Однако ситуация, когда бытовая техника в таком доме отказывается работать из-за более низкое или чрезмерно высокое напряжение в электросети, чем номинальное (220 В) — и падение напряжения может превышать 10%, установленное ГОСТ 13109-97 известно каждому владельцу загородной недвижимости.

Проблема с недостатком напряжения заключается в значительной протяженности проводных коммуникаций, по которым электрический ток течет в дома — чем дальше от ТП (трансформаторной подстанции) находится коттедж, тем больше падает напряжение из-за сопротивления алюминия в провода. В течение дня напряжение в сельской местности меняется по отношению к номинальному из-за недостаточной мощности ТП и электрических сетей — днем ​​оно ниже, так как в это время больше всего потребителей электроэнергии, но ночью оно растет. резко, так как в это время потребление электроэнергии минимальное.


Скачки напряжения могут стать причиной выхода из строя бытовой техники — другими словами, она сгорит. Современные бытовые приборы, особенно европейского производства, рассчитаны на 10% -ные перепады напряжения в сети, но не более, а в сельской местности вполне возможны скачки напряжения на 20-30% относительно номинального.

Компенсировать провалы в электросети можно с помощью стабилизаторов, но при критическом падении напряжения (более 45%) даже самые лучшие из них не помогут.Требуются приборы, которые могут обеспечивать электроэнергией бытовые приборы при отсутствии электричества в центральных сетях. Их выбор определяется целями, для которых будет использоваться оборудование — резервное питание, дополнительное или основное.

Оборудование для резервного электропитания активируется автоматически или вручную его владельцем при отключении питания от центральной сети или при падении в ней напряжения — способно поддерживать работу бытовой техники в течение ограниченного времени. , пока подача питания не будет возобновлена.

Дополнительное (смешанное) электроснабжение необходимо в случаях, когда имеющееся напряжение в сети недостаточное, а домохозяйства намерены использовать энергоемкую бытовую технику.

В случае невозможности подключения коттеджа к центральным сетям электроснабжения, а также при постоянно низком качестве центрального электроснабжения требуется оборудование для автономного электроснабжения, которое выступает основным поставщиком электроэнергии.

Для упрощения задачи, поставленной перед оборудованием резервного и дополнительного питания, бытовую технику в доме будет удобно разделить на три группы:

  • Первый будет содержать электроприборы, бесперебойная работа которых не требуется и без которых можно обойтись с основным источником электропитания.К ним относятся системы теплых полов или настенные инфракрасные панели, электрические сауны, группы светильников, рассчитанные на разные сценарии освещения и т. Д .;
  • ко второй группе относится бытовая техника, обеспечивающая комфортные условия проживания для домохозяйств — основное освещение, кондиционеры, кухонная техника, телевизоры, аудиоаппаратура. Бытовая техника из этой группы нуждается в резервном источнике питания;
  • электроприборов, входящих в третью группу, жизненно необходимы — аварийное освещение, системы безопасности и пожарной сигнализации, электронные замки, отопительные котлы, управляемые автоматикой, скважинные насосы и др.Полноценная работа оборудования третьей группы возможна только при бесперебойном питании, обеспечиваемом в обязательном порядке дополнительными или резервными источниками.

Группировка бытовых потребителей электроэнергии позволит правильно выбрать мощность оборудования, вырабатывающего электроэнергию, оценить реальные потребности и не переплачивать за излишне мощное, либо приобрести явно слабую модель.

Любое оборудование для автономного электроснабжения не способно производить электроэнергию из ничего — оно требует начальных ресурсов, которые подразделяются на возобновляемые и невозобновляемые.Давайте рассмотрим типы устройств, вырабатывающих электричество, в зависимости от необходимых им ресурсов.

Невозобновляемые источники энергии

Автономное электроснабжение дома с использованием оборудования, потребляющего нефтепродукты или природный газ и вырабатывающего электроэнергию, пользуется наибольшей популярностью у владельцев загородной недвижимости в связи с большой популярностью. Однако популярны только бензиновые или дизельные генераторы, про остальные известно меньше.


Бензиновые электрогенераторы. Небольшие по габаритам и весу, они дешевле дизельных. Но они не могут бесперебойно обеспечивать потребителей электроэнергией — продолжительность их работы не более 6 часов подряд (моторный ресурс около 4 месяцев), т.е. бензиновые генераторы рассчитаны на прерывистую работу и подходят в тех случаях, когда электричество поставка от основного поставщика прерывается примерно на 2-5 часов и только время от времени. Такие генераторы подходят только как резервный источник электроэнергии.

Дизель-генераторы. Они массивные, габаритные и недешевые, но их мощность и срок службы намного выше, чем у бензиновых моделей. Несмотря на значительную стоимость, дизельные генераторы более выгодны в эксплуатации, чем бензиновые генераторы — дешевое дизельное топливо и бесперебойная работа более 2-х лет, т.е. этот генератор способен работать день и месяц без перерыва при условии своевременной заправки топливом. Дизель-генераторы подходят в качестве резервного, дополнительного и основного поставщика электроэнергии.


Генераторы, работающие на газе. По весу, габаритам и стоимости близки к бензиновым установкам такой же мощности. Они работают на пропане, бутане и природном газе, но более эффективны на первых двух типах газообразного топлива. Несмотря на период непрерывной работы, аналогичный бензогенераторам — не более 6 часов, газовые генераторы электрической мощности имеют более длительный срок службы, в среднем около года. В качестве основного источника электроэнергии газогенераторы подходят с большой оговоркой, но в качестве резервного поставщика электроэнергии подходят.

Когенераторы или мини ТЭЦ. Если сравнить их с описанными выше электрогенераторами, у них есть два существенных преимущества: они способны вырабатывать не только электрическую, но и тепловую энергию; имеют длительный срок службы при непрерывном (ежедневном) использовании, в среднем 4 года. В зависимости от модели когенераторы работают на дизельном, газообразном и твердом топливе. Имея значительные габариты, вес и стоимость, мини-ТЭЦ не подходят для энергоснабжения одного дома за городом, так как их электрическая мощность начинается от 70 кВт — благодаря одной такой установке можно полностью решить вопрос года- Круглый подвод электричества и тепла в поселок на несколько домов.


Источники бесперебойного питания на аккумуляторах. По большому счету они не относятся к генераторным установкам, потому что они не могут самостоятельно вырабатывать электроэнергию, а только накапливать и отдавать ее потребителю при отсутствии электроснабжения от основного поставщика, чаще всего из центральной электросети. Энергоемкость ИБП определяется емкостью одной аккумуляторной батареи и количеством таких аккумуляторов в комплексе, в зависимости от этого и количества потребителей электроэнергии время автономной работы ИБП может составлять от нескольких часов до нескольких дней.Срок службы одного комплекта ИБП в среднем 6-8 лет.


В отношении генераторных установок необходимо уточнить один момент — данный срок службы не означает, что после изготовления электрогенератор придется утилизировать и покупать новый, необходимо только произвести капитальный ремонт генератора и, несмотря на некоторая потеря мощности, ее работоспособность будет восстановлена.

Возобновляемые источники энергии

В естественной среде нашей планеты постоянно присутствуют или периодически возникают источники энергии, производство которых не связано с деятельностью человека — ветер, течение воды в реках, излучение солнца и т. Д.

Ветровые турбины. Они способны преобразовывать энергию ветра в электроэнергию, однако при их довольно высокой стоимости — около 35 000 рублей. на модель 1 кВт — КПД ветрогенераторов не превышает 30%. Срок службы ветрогенераторов составляет около 20 лет, непрерывность выработки электроэнергии зависит от силы ветра. Считать данные установки полноценным источником электроснабжения можно только в том случае, если они оснащены ИБП, а также резервным электрогенератором (бензиновым, дизельным) на случай затишья.


Солнечные панели. Они поглощают солнечную энергию и преобразуют ее в электричество, поставляя энергию потребителям более стабильно, чем ветряные турбины — если ветер дует с нерегулярной скоростью, солнечные лучи освещают Землю каждый день. КПД солнечных батарей около 20%, срок службы — 20 лет. Как и в случае с ветряными турбинами, солнечные установки должны быть оснащены ИБП. Потребность в резервном генераторе зависит от интенсивности солнечного излучения в этой местности — в районах с достаточным количеством солнечных дней дополнительный генератор не понадобится, а несколько солнечных панелей с достаточной общей площадью можно использовать в качестве основного источника электричество.


Мини ГЭС. Энергия воды, по сравнению с ветровой и солнечной, намного стабильнее — если первые два источника нестабильны (ночь, штиль), то вода течет ручьями и реками в любое время года. Стоимость оборудования для мини-ГЭС выше, чем у ветряных турбин и солнечных батарей, из-за более сложной конструкции, так как водогенератор работает в агрессивных условиях. КПД мини-ГЭС порядка 40-50%, срок службы более 50 лет.Мини-ГЭС способна в течение всего года бесперебойно снабжать электроэнергией сразу несколько домов.

В конце

Ознакомившись с рекомендацией по разделению бытовой техники на группы по степени важности, остается только узнать, как именно подобрать мощность электрогенератора для оборудования из одной или нескольких групп. Самый простой способ — подвести паспортную мощность бытовой техники, например: СВЧ — 0.9 кВт; смеситель — 0,4 кВт; электрочайник — 2 кВт; стиральная машина — 2,2 кВт; Лампа Powersave — в среднем 0,02 кВт; Телевизор — 0,15 кВт; спутниковая антенна — 0,03 кВт и т. д. Если сложить мощность перечисленных бытовых приборов, мы получим часовое потребление энергии 5,7 кВт — означает ли это, что электрогенератор мощностью не менее 7,5 кВт (при 30% запас хода) требуется? Вовсе нет, потому что вышеперечисленная техника работает не постоянно, т.е. также следует учитывать примерное время ее работы, например: стиральная машина — 3 часа в неделю; Электрочайник — 10 минут на каждое кипячение воды; микроволновая печь — 10 минут на разогрев одной порции еды; миксер — 10 минут; энергосберегающая лампа — около 5 часов в день и т. д.Получается, что для обеспечения электроэнергией описанной в качестве примера бытовой техники достаточно генератора мощностью около 3 кВт, нужно только не включать оборудование одновременно, т.е. распределять возникающую нагрузку на генератор со временем.

Выбор того или иного типа электрогенератора, особенно работающего от возобновляемых источников энергии, в первую очередь зависит от наличия исходных топливных ресурсов. Например, газовый электрогенератор требует стабильной подачи сжиженного природного газа, т.е.е. баллоны с ней или бак газгольдера обязательны, а для эффективного энергоснабжения с помощью солнечных батарей достаточное количество солнечных дней в году.

Стоимость электроэнергии, поставляемой центральными сетями связи, увеличивается из года в год, а ее качество не улучшается. Этот материал открывает серию статей, посвященных автономному энергоснабжению загородного дома, в которых будут подробно рассмотрены существующие типы электрогенераторов, подробно исследованы вопросы их выбора и эксплуатации.

Абдюжанов Рустам, rmnt.ru

Рекомендуется для источника бесперебойного питания газового котла и циркуляционных насосов загородного дома, коттеджа или других объектов с нагрузочной способностью до 800 ВА. Система PracticVolt включает инвертор Victron и необслуживаемые батареи большой емкости.

Цена: от 106623 руб.

Рекомендуется для бесперебойного питания газового котла, циркуляционных насосов и бытовой техники загородного дома, коттеджа или других объектов с нагрузочной способностью до 1600 ВА. Система PracticVolt включает инвертор Victron и необслуживаемые батареи большой емкости.

Цена: от 168 945 руб.

Рекомендуется для бесперебойного питания электроприборов и бытовой техники загородного дома, коттеджа или других объектов с нагрузочной способностью до 5000 ВА.Система PracticVolt включает инвертор Victron и необслуживаемые батареи большой емкости.

Цена: от 434749 руб.

Первая в мире автономная электростанция станет выигрышем для энергосистемы

Джонни Вуд

Завод T-Point 2 компании Mitsubishi Power спроектирован с учетом сейсмического сдвига в производстве электроэнергии.

Модель Mitsubishi Power

Не каждый день сиквел превосходит оригинал. Но это похоже на правду для T-Point 2, электростанции нового поколения в Такасаго, Япония, в часе езды к западу от Кобе.

Первоначальный объект, известный как T-Point, изменил правила игры, когда он открылся еще в 1997 году. Демонстрационный завод позволил Mitsubishi Heavy Industries (MHI) Group испытать и проверить газовые турбины и другое оборудование в реальных условиях электростанции. , значительный отход от отраслевых норм тестирования магазинов и бета-сайтов.

Сегодня, однако, здесь находится T-Point 2 Mitsubishi Power, недавно построенный объект, оснащенный передовыми цифровыми технологиями, которые, как ожидается, сделают его первой в мире автономной электростанцией с комбинированным циклом.

В знак признания этого прорыва в области производства электроэнергии и самой сети журнал Power назвал ее «Электростанцией 2020 года».

T-Point 2 может стать строительным материалом для нового поколения более умных, устойчивых и более интегрированных электростанций.

Цифровой с самого начала

Работая на коммерческой основе с лета 2020 года, газовая электростанция поставляет 566 МВт электроэнергии в региональную сеть Японии.Но то, что делает этот объект таким особенным, — это то, как оно подает электроэнергию.

Еще до начала эксплуатации T-Point 2 был цифровым по своей сути: 3D-моделирование строительства в виртуальной реальности использовалось при строительстве физического завода. Это дает Mitsubishi Power возможность в будущем моделировать процедуры сборки и повысить производительность и контроль качества во время строительства.

Эта цифровая направленность продолжилась и в работе завода. В основе T-Point 2 лежит пакет решений для цифровых электростанций Tomoni от Mitsubishi Power, в котором используется передовая аналитика на базе искусственного интеллекта для автоматизации широкого спектра операционных процессов.Tomoni — японское слово, означающее «вместе», отражает важность сотрудничества с клиентами для решения их уникальных задач.

Многие процессы T-Point 2 автоматизированы, и многие другие процессы будут в будущем. Алгоритмы могут обрабатывать информацию о жизненном цикле различных компонентов и прогнозировать проблемы обслуживания до того, как они возникнут. Вызов тревоги локальному или удаленному оператору помогает обеспечить непрерывность обслуживания, избегая при этом дорогостоящих незапланированных отключений.

Анализируя данные о компонентах, ИИ делает установку проактивной, прогнозируя дорогостоящие проблемы обслуживания до их возникновения.

Модель Mitsubishi Power

Завод, который всегда учится

Переход на полностью автоматизированный энергетический объект является кульминацией изменений, происходящих в энергетической отрасли и за ее пределами. Хотя каски и инженеры останутся отличительной чертой, T-Point 2 в конечном итоге может стать первой силовой установкой, способной работать и поддерживать себя. Это будет достигнуто за счет использования искусственного интеллекта для обработки данных с датчиков, подключенных к Интернету вещей (IoT), по всей электростанции, чтобы постоянно оптимизировать операции и минимизировать время простоя.

«По мере того, как мы вступаем в цифровую эру, важно максимально использовать новые технологии для оптимизации операций при одновременном максимальном увеличении экономической выгоды», — сказал Дзюнъитиро Масада, старший вице-президент, со-главный технический директор и заместитель руководителя турбомашинного оборудования в Mitsubishi Power. , рассказал журнал Power .

«Mitsubishi Power внедряет решения Tomoni в T-Point с начала 2000-х годов, начиная с системы удаленного мониторинга», — продолжил Масада.«С тех пор наши технологии Tomoni продвинулись до такой степени, что мы можем работать удаленно с автоматизацией некоторых функций. Фактически, многие функции в T-Point 2 уже автоматизированы ».

Полностью автономная точка T-Point 2 будет включать в себя завод с поддержкой ИИ, автоматически оптимизирующий операции и техническое обслуживание на основе собственного мониторинга и обучения с течением времени.

Например, в настоящее время система анализирует планы технического обслуживания, изучая прогнозы срока службы компонентов, чтобы заранее предсказать возможные отказы.Затем сигнал тревоги, инициированный ИИ, предупреждает оператора-человека — на месте или удаленно, — который определяет причину сбоя и возможность продолжения операции. В противном случае сотрудник определяет оптимальное время простоя, расставляет запасные части и проверяет запасы. В полностью автоматизированном будущем эти задачи мог бы выполнять завод.

Кибербезопасность приобретает все большее значение, когда системы электростанций полностью интегрированы и работают автономно — и это не единственная проблема.Как только технология будет полностью разработана, она должна стать финансово жизнеспособной.

Ожидается, что

автономных электростанций позволят использовать больше возобновляемых источников энергии и помогут сбалансировать энергосистему.

Shutterstock

Выгода для всей цепочки энергоснабжения

Успех и финансовая жизнеспособность полностью автономной электростанции, вероятно, будут зависеть от ее улучшения, гораздо большего, чем эксплуатационная эффективность.

Более широкая цифровизация и интеграция помогают повысить эффективность всей цепочки поставок электроэнергии, от генерации до потребления.Для удовлетворения существующего спроса требуется меньше энергии. Это означает меньшее количество выбросов при сгорании.

Интеллектуальные системы также могут помочь обезуглерожить сектор производства электроэнергии, с которым трудно бороться, за счет более широкого использования возобновляемых источников энергии. Решения Tomoni могут помочь сбалансировать энергосистему, чтобы максимально использовать доступную ветровую или солнечную энергию, с поддержкой производства электроэнергии на газе, когда это необходимо.

И, наконец, пандемия коронавируса показала, насколько важно иметь возможность поддерживать работу электростанции с минимальным количеством персонала на месте, в чем T-Point 2 преуспевает.

Заглядывая в будущее, можно сказать, что T-Point 2 может стать строительным материалом для нового поколения более интеллектуальных, более устойчивых и более интегрированных электростанций — плана для будущего производства электроэнергии, управляемого алгоритмами и подпитываемого данными.

Об авторе

Джонни Вуд был журналистом более 15 лет, работая в разных частях света — в Азии, Европе и на Ближнем Востоке. Помимо того, что он был опытным писателем, он редактировал несколько престижных журналов о стиле жизни и корпоративных публикаций.

Smart Grids следующего поколения (IEEE Press): Чжун, Цин-Чанг: 9781118803523: Amazon.com: Книги

Цин-Чанг Чжун, сотрудник IEEE и сотрудник IET, занимает должность профессора кафедры энергетики и энергетики МакГроу. и менеджмент в Технологическом институте Иллинойса, Чикаго, США, и является основателем & amp; Генеральный директор Syndem LLC, Чикаго, США. Он получил образование в Имперском колледже Лондона (доктор философии, 2004 г., награжден премией за лучшую докторскую диссертацию), Шанхайском университете Цзяо Тонг (доктор философии, 2000 г.), Хунаньском университете (магистр наук, 1997 г.) и Хунаньском инженерном институте (диплом 1990 г.).

Он работал заслуженным лектором в IEEE Power Electronics Society, IEEE Control Systems Society и IEEE Power and Energy Society. Он (соавтор) является автором четырех исследовательских монографий: «Управление инверторами мощности в возобновляемых источниках энергии и интеграция интеллектуальных сетей» (Wiley-IEEE Press, 2013), «Управление интегральными процессами с мертвым временем» (Springer-Verlag, 2010), «Надежное управление временем». Системы задержки (Springer-Verlag, 2006) и Автономные энергетические системы на базе силовой электроники: интеллектуальные сети нового поколения (Wiley-IEEE Press, 2020).Он предложил сетевую архитектуру SYNDEM для интеллектуальных сетей следующего поколения, основанную на механизме синхронизации синхронных машин, который унифицирует и гармонизирует интерфейс и взаимодействие игроков энергосистемы с сетью для достижения автономной работы, не полагаясь на сети связи. Это направление исследований было представлено журналом IEEE Power Electronics Magazine в качестве обложки, Energy News Network — как средство изменения правил для сети, IEEE Spectrum — как видение гармоничной сети и Целевой группой IEEE PES по первичному контролю частоты — как Путь в будущее.

Он поистине глобализован. Перед переездом в Чикаго он провел около 14 лет в Великобритании в качестве научного сотрудника Имперского колледжа Лондона, старшего преподавателя в Университете Гламоргана и Ливерпульского университета, профессора кафедры инженерии управления в Университете Лафборо и профессора кафедры управления и системной инженерии. в Университете Шеффилда и один год в Израиле в Технионе — Израильском технологическом институте в качестве постдокторанта. Он провел более 200 приглашенных выступлений в 20+ странах, в том числе выступил с полупленарным докладом по интеллектуальным сетям SYNDEM на 20-м Всемирном конгрессе МФБ, который является крупнейшей в мире конференцией в области управления и системного проектирования.

Он работал в Руководящем комитете IEEE Smart Grid и является заместителем председателя Технического комитета МФБ по энергетическим и энергетическим системам. Он был старшим научным сотрудником Королевской инженерной академии / Leverhulme Trust, Великобритания (2009-2010) и представителем Великобритании в Европейской контрольной ассоциации (2013-2015). Он работал заместителем редактора IEEE Trans. по автоматическому управлению, IEEE Trans. по силовой электронике, IEEE Trans. по промышленной электронике, IEEE Trans. по технологии систем управления, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, IEEE Access и European Journal of Control.Он также выступал в качестве рецензентов грантов для финансирующих организаций из США, Великобритании, Китая, Сингапура, Финляндии, Кувейта, Италии, Нидерландов, Израиля и других стран.

Его текущие исследования сосредоточены на теории управления и систем, силовой электронике и их интеграции для решения фундаментальных проблем в энергетических и энергетических системах.

Видение доктора Чжунга состоит в комплексном решении трех глобальных проблем:

1) Изменение климата за счет широкомасштабного использования возобновляемых источников энергии;

2) Стабильность и безопасность энергосистемы благодаря его синхронизированной и демократизированной (SYNDEM) архитектуре и технологиям энергосистемы; и

3) Свобода энергии за счет предоставления миллиардам людей доступа к недорогой чистой электроэнергии.

Вот версия, написанная Китом Шнайдером, корреспондентом New York Times с 1982 года.

Чжун не продвинулся в высшие эшелоны глобальных энергетических инноваций благодаря привилегии рождения или счастливой случайности. Его семья выросла в сельской местности провинции Сычуань, Китай, в бедной семье. Его перспективы поступить в университет были невелики. По этой причине его семья отправила его в среднюю техническую школу в Сянтане вместо средней школы. Поскольку его траектория указывала для него в этом направлении, его шансы получить высшее образование были практически нулевыми.

Однако во время учебы в техническом училище Чжун преуспел и был продвинут на курсы уровня колледжа. После окончания учебы начал карьеру техника. Вскоре он начал свое первое предпринимательское начинание с подачи заявки на патент в 1991 году. Zhong успешно коммерциализировал его — быстро изготовил и продал 120 единиц. Изобретение вызвало такой интерес рынка, что радиостанция города Сянтань бесплатно продвигала продукт в течение одного месяца.

Чжун понял, что может достичь даже большего, чем думал, и разработал эти шесть слов в качестве своей мантры.Контролировать себя. Испытай себя. Превзойдите себя.

В 1994 году Чжун вернулся в университет, чтобы получить степень магистра. Одним из требований для поступления была сдача государственного экзамена, включающего знание английского языка. Его первым иностранным языком был японский, поэтому изучение английского было почти невыполнимой задачей. Он безуспешно пытался найти репетитора по английскому, но в конце концов научился сам. Он освоил языковую часть и был принят в Хунаньский университет, лучшее высшее учебное заведение провинции, с самым высоким общим баллом среди всех поступивших в университет в том году.

В 1997 году Чжун временно оставил свою жену Сью и годовалую дочь в Хунани и отправился в Шанхай, чтобы получить степень доктора философии. После получения докторской степени в 2000 году доктор Чжун уехал в Израиль на постдокторскую должность. На этот раз его сопровождала семья.

После завершения контракта в Израиле, Чжонги переехали в Англию, чтобы принять предложение Имперского колледжа Лондона о второй постдокторской должности. Доктор Чжун планировал стать профессором через 10 лет.Для достижения этой цели он учился по ночам, чтобы получить вторую степень доктора философии, а днем ​​работал постдокторантом. Девять лет спустя д-р Чжун был назначен на должность профессора кафедры инженерии управления в университете Лафборо.

Не менее важно то, что произошло два года назад. Он совершил прорыв в своих исследованиях и изобрел синхронизатор, виртуальную синхронную машину первого поколения. Он знал, что это революция. Продвигая исследования, включая строительство лаборатории за 5 миллионов долларов в Университете Шеффилда, он начал изучать различные способы коммерциализации.

Доктор Чжун в конце концов понял, что лучшие перспективы для этого лежат за океаном, и запустил инициативу Go Global. После почти 14 лет работы в Великобритании он решил переехать еще раз, на этот раз в США. Его наняли в Чикаго, глобальный центр, где он принял на себя должность профессора кафедры энергетики и энергетики и управления им. МакГроу в Иллинойсе. Технологический Институт.

Остановившись, доктор Чжун в 2017 году основал компанию Syndem LLC. Компания специализируется на разработке виртуальных синхронных машин, чтобы ускорить широкомасштабное внедрение распределенных энергоресурсов и сделать энергосистемы автономными, не полагаясь на сети связи.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *