Zasilanie autonomiczne: rodzaje i główne cechy
Mieszkanie na obrzeżach miasta lub w odległych, słabo zaludnionych obszarach to gwarancja ciszy, pełnego spokoju i sprzyjającej ekologii. Ale budowa na takich terytoriach często wiąże się z wieloma trudnościami z powodu problemów z infrastrukturą i różną komunikacją. Najbardziej dotkliwym z nich jest brak prądu, ważne jest, aby go najpierw rozwiązać. Jak wiadomo, długoterminowe układanie linii energetycznych ze scentralizowanej sieci jest zbyt drogie. Znacznie taniej będzie zorganizować nieprzerwane autonomiczne zasilanie w domu. Nie jest to takie trudne, jeśli uważnie przeczytasz możliwe opcje, wybierz najbardziej opłacalną dla siebie.
Wymagania dotyczące kompleksów niezależnych od domu
Przed zakupem sprzętu do zaopatrywania domu w prąd należy obliczyć jego wymaganą objętość, która pokryje potrzeby wszystkich urządzeń gospodarstwa domowego i innych domowych urządzeń elektrycznych. Aby to zrobić, obliczana jest całkowita moc wszystkich dostępnych odbiorców elektrycznych. Najczęstsze z nich to:
- lodówka, zamrażarka;
- System grzewczy;
- klimatyzator;
- Urządzenia;
- pompa (do dostarczania wody ze studni do budynku);
- elektronarzędzie.
Podstawową moc każdego urządzenia można znaleźć w dołączonej do niego przez producenta instrukcji. W przypadku różnych urządzeń ten wskaźnik jest indywidualny. Ale wszystkie urządzenia z pewnością wymagają stabilnego zasilania energią elektryczną, spadki napięcia są dla nich niedopuszczalne.
Uzyskane dane są podsumowane, w wyniku czego dowiadują się w przybliżeniu, ile kilowatogodzin dziennie powinien wytwarzać autonomiczny system elektryczny. Zaleca się zwiększenie tej liczby o 20-25% w celu uzyskania niewielkiego marginesu na zwiększenie zużycia energii.
Plusy i minusy wprowadzenia autonomicznego zasilania
Niezaprzeczalnymi zaletami instalacji indywidualnej sieci elektrycznej są:
- niezależność od głównego zasilania;
- minimalny koszt jednego kilowata prądu elektrycznego;
- stabilność zasilania elektrycznego;
Obecność autonomicznego źródła zasilania w domu pozwala nieprzerwanie odbierać energię elektryczną, nawet gdy inni są chwilowo pozbawieni takiej możliwości z powodu napraw linii energetycznych.
Wady:
- wysoka cena sprzętu;
- koszty utrzymania systemu pokrywają sami użytkownicy;
- wymagana jest przestrzeń, aby pomieścić niezależny kompleks.
Powyższe pozytywne i negatywne aspekty autonomicznego zasilania dotyczą wszystkich typów istniejących systemów. Co więcej, każdy z nich dodatkowo ma swoje indywidualne zalety i wady. Ta ostatnia w pewnym stopniu wpływa na generowaną moc elektryczną na jednostkę czasu, wysokość kosztów jej produkcji.
Rodzaje alternatywnych źródeł energii
Nowoczesne technologie umożliwiają odbiór energii elektrycznej z następujących autonomicznych systemów zasilania:
- generatory (diesel, gaz, benzyna);
- elektrownie słoneczne;
- generatory wiatrowe.
Powyższy sprzęt różni się ceną, opłacalnością. Ponadto przy instalacji każdej z wymienionych instalacji ważne jest przestrzeganie pewnych warunków, co czasami jest niemożliwe. Wszystko zależy od lokalizacji witryny, lokalnego klimatu i innych czynników.
Generatory elektryczne
Nowoczesne agregaty prądotwórcze są uważane za najbardziej niezawodne, mają najniższą cenę (w porównaniu z innymi niezależnymi systemami). Ale koszt jednego kilowata energii jest niezwykle wysoki. Takie urządzenia zawierają silnik spalinowy. Jest podłączony do cewki, która następnie rozwija się, aby generować energię elektryczną.
Wyposażone w zapasowy autonomiczny zasilacz, generatory są połączone równolegle z siecią elektryczną. Dodatkowo wbudowany jest w nie system automatycznego łączenia, który uruchamia urządzenie w przypadku utraty kontaktu ze scentralizowaną siecią energetyczną. Agregaty prądotwórcze można dostosować do wymaganych parametrów. Na przykład możliwe jest włączenie systemu autonomicznego zaledwie kilka minut po zaniku prądu. Dzięki temu nie ma potrzeby ręcznego uruchamiania urządzenia, a także zatrzymywania po przywróceniu zasilania centralnego.
Główne zalety nowoczesnych agregatów prądotwórczych:
- Mobilność;
- stosunkowo małe wymiary, na które wpływa wyłącznie moc urządzenia;
- nie ma potrzeby instalowania urządzeń pomocniczych zapewniających wytwarzanie energii elektrycznej;
- pracować niezależnie od pogody, pory roku, lokalizacji.
Wady:
- głośna praca, w zależności od dostępności wysokiej jakości paliwa;
- trudno jest uruchomić w zimnych porach roku (przede wszystkim dotyczy to instalacji diesla);
- wymagany jest stały monitoring;
- konieczność ręcznego tankowania zbiornika;
- wysoki koszt materiałów paliwowych.
Uwaga! Generatory elektryczne działające na benzynę lub olej napędowy nie są przyjazne dla środowiska. Podczas ich pracy do atmosfery uwalniane są szkodliwe substancje. Te ostatnie należy wziąć pod uwagę przy wyborze najbardziej odpowiedniego autonomicznego systemu zasilania.
Benzyna
Są to niezwykle kompaktowe urządzenia. Modele o małej wadze mają małą moc, dlatego są w stanie obsłużyć tylko kilka urządzeń o małej mocy (np. telewizor, lampy). Poważniejsze generatory wytwarzają wystarczającą ilość energii elektrycznej do pełnego wykorzystania wszystkich urządzeń domowych. Ich moc wystarcza do podłączenia piekarnika, mikrofalówki, podgrzewacza wody.
Diesel
Bardzo nieporęczne, ale bardziej opłacalne (w porównaniu do benzyny) finansowo, biorąc pod uwagę stosunek kosztów paliwa do zysków. Jednostki napędzane olejem napędowym są rzadko używane do zapewnienia pełnoprawnego autonomicznego zasilania. Wysoki koszt energii wymusza stosowanie takich generatorów jedynie jako źródła zapasowego w przypadku przerw w pracy centralnej sieci energetycznej.
Przydatne wideo
Panele słoneczne
Główną zaletą takich niezależnych elektrowni jest przystępny koszt jednego kilowata energii elektrycznej. Do prawidłowego funkcjonowania potrzebują jedynie darmowej energii słonecznej. Zasada działania takich instalacji polega na zamianie fotonów światła na ładunek elektryczny.
Aby panele słoneczne wytworzyły wymaganą moc do zasilania urządzeń gospodarstwa domowego, ich powierzchnia musi być duża. 1 m2 powierzchni takiej instalacji daje ok. 100 W, a napięcie ok. 25 V. To wystarcza jedynie na powolne ładowanie akumulatora zasilającego lampy.
Aby uzyskać prąd elektryczny o wymaganych parametrach, konieczne jest zainstalowanie urządzeń pomocniczych: falownika, akumulatorów, sterownika. Te pierwsze przekształcają napięcie stałe na napięcie przemienne, musi odpowiadać podobnym wskaźnikom energii elektrycznej o napięciu 220 V ze scentralizowanej sieci. Aby w pełni korzystać z zalet elektrowni, musisz przechowywać nadmiar energii do wykorzystania w przyszłości.
Panele słoneczne pozwalają generować energię elektryczną tylko w ciągu dnia przy jasnym naturalnym świetle. W nocy takie urządzenia są absolutnie bezużyteczne. Do rozwiązania tego problemu służy kontroler: ładuje akumulatory. Zgromadzony na nim nadmiar energii elektrycznej zostanie zużyty podczas ciemnej pory dnia, rano ładunek jest ponownie doładowywany z paneli, które wznowiły swoją pracę.
Zalety opisanej powyżej odmiany autonomicznego zasilania w domu to:
- automatyczny tryb pracy;
- brak dodatkowych kosztów;
- przyjazność dla środowiska;
- nie jest potrzebne paliwo.
Wady:
- wydajność instalacji zależy od aktywności słońca, obszaru, w którym znajduje się system, pory roku;
- znaczny koszt sprzętu;
- częstotliwość pracy, w zależności od obecności obfitego światła słonecznego;
- panele zajmują dużo miejsca, trzeba je montować na otwartej przestrzeni.
Ważny! Powierzchnie działających paneli słonecznych należy okresowo czyścić z nagromadzonego kurzu. W przeciwnym razie ich wydajność zostanie zmniejszona.
Przydatne wideo
Wiele niedociągnięć takich elektrowni można łatwo usunąć. Problemy z umieszczeniem tego sprzętu całkowicie znikają, jeśli instalacja jest umieszczona na dachu. Nie zajmuje powierzchni użytkowej, a pobliskie budynki niemieszkalne, drzewa ogrodowe nie tworzą cienia. Biorąc pod uwagę znaczny koszt systemu, należy zauważyć, że nowoczesne panele słoneczne mają ogromny zasób, więc udaje im się spłacić przed końcem okresu użytkowania.
Ponadto należy wziąć pod uwagę: takie źródło autonomicznego zasilania w domu oznacza dość częste ładowanie i rozładowywanie akumulatora. Z tego powodu jego zasoby są intensywnie redukowane. Aby mieć niezbędne zasilanie w nocy, bateria będzie musiała być często wymieniana.
Turbiny wiatrowe
Nowoczesne turbiny wiatrowe to wydajne autonomiczne źródła energii. Podobnie jak panele słoneczne są drogie, ale są bardziej kompaktowe. Wiatraki i generatory elektryczne na paliwo są nieco podobne, chociaż te pierwsze działają w wyniku obrotu łopatek przez wiatr, drugie w wyniku pracy silnika. Podobieństwo turbin wiatrowych do akumulatorów zasilanych energią słoneczną polega na konieczności zastosowania dokładnie tych samych elementów: akumulatorów, sterownika, falownika.
Utrzymanie turbiny wiatrowej jest znacznie tańsze niż utrzymanie generatorów pracujących na drogim paliwie. Wiatraki są pod wieloma względami gorsze od bardziej popularnych obecnie paneli słonecznych, ale w pewnych okolicznościach korzystniej jest ich używać.
Główne zalety turbin wiatrowych:
- przystępny koszt jednego kilowata energii elektrycznej;
- konserwowalność;
- instalacja nie wymaga dużej powierzchni.
Wady generatorów wiatrowych są znacznie większe. Do najważniejszych należą:
- niestabilność produkcji energii (nie zawsze jest silny wiatr);
- złożoność konserwacji (ze względu na umieszczenie na wzgórzu);
- hałas;
- tworzenie zakłóceń wpływających na funkcjonowanie komunikacji;
- konieczność lokalizacji z dala (ponad 20 m) od konstrukcji, wysokich drzew.
Niezwykle ważne jest okresowe serwisowanie wszystkich wiatraków, w przeciwnym razie będą one z biegiem czasu hałasować. Hałas tworzą zużyte łożyska, a także wiatr, który styka się z ostrzami.
Przydatne wideo
Autonomiczne zasilanie w domu: gotowe rozwiązania
Organizacje sprzedające niezależne zasilacze oferują gotowe kompletne zestawy urządzeń, które mogą działać od razu po instalacji. W większości są to wszelkiego rodzaju zestawy elektrowni słonecznych, generatorów wiatrowych i innych urządzeń, które mają zupełnie inne parametry techniczne.
zasilany energią słoneczną
Jedną z gotowych opcji autonomicznego systemu zasilania domu jest wysoce wydajny sprzęt, który wykorzystuje energię słoneczną i przetwarza ją na energię elektryczną za pomocą paneli słonecznych. Schematycznie proces ten pokazano na poniższym rysunku.
Na współczesnym rynku bardzo poszukiwane są elektrownie „Białe Noce 1500 W-100x2P”, produkowane przez rosyjską firmę „IKAR FIRM”. Zestaw zawiera:
- panele polikrystaliczne - 2 sztuki;
- falownik;
- kontroler ładowania;
- zestaw złącz przeznaczonych do łączenia paneli;
- kabel;
- osprzęt.
Specyfikacja techniczna:
- napięcie robocze - 12 V;
- moc znamionowa każdego akumulatora - 100 W;
- zalecana temperatura powietrza – 0-40°C;
- napięcie wyjściowe - 220 V, częstotliwość - 50 Hz;
- moc znamionowa - 1,5 kW.
Autonomiczne zasilanie, tworzone przy użyciu jedynego źródła alternatywnej energii, z reguły nie zawsze jest niezawodne. Wynika to z obecności niedociągnięć we wszystkich typach urządzeń. Dlatego, aby rozwiązać taki problem, często stosuje się kilka opcji jednocześnie. Na przykład:
- elektrownia słoneczna, generator diesla lub wiatrak;
- generator elektryczny na olej napędowy, turbina wiatrowa.
Zastosowanie różnych konfiguracji pozwala na bezproblemowe wyposażenie domu w autonomiczny system zasilania.
Przydatne wideo
Wniosek
Aby zasilać budynki oddalone od sieci energetycznej, aby zapobiec ewentualnym problemom spowodowanym przerwami w scentralizowanym dostawie energii elektrycznej, właściciele domów często instalują autonomiczne systemy zasilania. W praktyce stosuje się kilka ich odmian, każda z nich ma swoje zalety i wady. Wybór najlepszej opcji może zależeć od przyszłego miejsca instalacji, klimatu w danym regionie i innych ważnych czynników. Warto również zwrócić uwagę na koszt sprzętu, podzespołów, okresowej konserwacji. Po przeanalizowaniu zebranych informacji możesz zdecydować o celowości pozyskania takiej instalacji. W każdym razie autonomiczne zasilanie to szansa na uniknięcie zależności od sieci centralnej, oszczędzając na rachunkach za prąd.
