автономное электричество в квартире как сделать
Как организовать автономное электроснабжение квартиры
Когда в доме или в квартире гаснет свет, то не только пропадает связь с цивилизацией, но и продукты в холодильнике начинают портиться, особенно летом, особенно в южных регионах. У кого-то не газовая, а электрическая плита, не говоря уже о компьютере, телевизоре, электрочайнике и т. д. Это в полной мере ощутили на себе те, кто жил в 90-е годы. На территории России и СНГ в тот непростой период, то тут, то там, регулярно случались перебои с электроэнергией, и не редко целые городские кварталы спасались по вечерам лишь восковыми свечами.
И хотя лихие 90-е позади, кое-где и сегодня случаются порой перебои с электроснабжением. Эта проблема, конечно, решается применением современных источников бесперебойного питания (ИБП) или генераторов на жидком топливе. Но далеко не каждый домохозяин может позволить себе качественное автономное электроснабжение квартиры, не говоря уже о большом частном доме.
Тем не менее, в рамках данной статьи давайте рассмотрим возможности для автономной электрификации жилища, оценим приблизительные затраты в отношении различных вариантов, и начнем с элементарной стабилизации.
Как уберечься от перепадов сетевого напряжения
В простейшем случае можно обезопасить себя от перепадов напряжения зимой, когда горожане массово прибегают к электрическим обогревателям и водонагревателям, так что напряжение в сети то падает, то вновь подскакивает, и некоторое ваше оборудование может от этих скачков пострадать. Здесь спасет простейший релейный или симисторный стабилизатор. Для небольшой квартиры хватит стабилизатора на 5 кВт, который обойдется в 100 — 200 долларов.
Такой стабилизатор представляет собой устройство, где трансформатор мощностью 5 кВт имеет вторичную обмотку с несколькими ступенями, и как только напряжение на входе падает, на выходе реле переключается на часть вторичной обмотки с напряжением повыше. Если такой стабилизатор установить на подаче в квартиру, то от скачков напряжения вы свое жилище убережете.
Как защитить домашнюю сеть от перебоев
Для квартиры лучше всего подойдет источник бесперебойного питания, который будет накапливать электроэнергию в аккумуляторах, а когда электричество в сети пропадет — автоматически переключится на питание от этих заряженных аккумуляторов через инвертор. Если исходить из расчета 5 кВт на 3 часа автономного электроснабжения, что эквивалентно 1 кВт в течение 15 часов, то потребуется ИБП с блоком 12 вольтовых батарей на общую емкость 1250 А-ч.
Все вместе с инвертором обойдется хозяину жилища примерно в 2000 — 4000 долларов. Лучшие образцы ИБП работают в режиме on-line, то есть постоянно работают в режиме стабилизатора, пока питание в сети есть, при этом поддерживают батареи заряженными, и мгновенно переключаются на питание от батарей, когда электричество в сети пропадает.
Мощный ИБП спокойно сможет питать электрический котел (особенно если речь о частном доме) и бытовую технику квартиры на протяжении нескольких часов. В простейшем случае можно приобрести аккумуляторы, зарядное устройство и инвертор по отдельности.
Применение генераторов на сжигаемом топливе
Среди электрических генераторов на сжигаемом топливе есть разные модели. Одни с воздушным охлаждением, другие — с жидкостным. Генераторы с воздушным охлаждением доступнее всего по цене, компактны, неприхотливы в обслуживании, однако долго работать они не могут — перегреваются, и требуется время чтобы остыть.
Дизельные генераторы с жидкостным охлаждением способны работать длительно без перерывов и не перегреваются при этом, однако более громоздки, требуют особого профессионального монтажа. Лучше всего, если генератор оснащен системой автозапуска по сигналу о перебое в сети централизованного электроснабжения.
Бензиновый генератор дешевле всех, за 450 долларов можно приобрести 5 кВт генератор с баком на 22 литра. Одной полной заправки хватит, чтобы подавать к нагрузке активную мощность в 4 кВт на протяжении 10 часов. Часто бензиновые генераторы поддерживают работу на пропан-бутане.
Оптимизация автономного электроснабжения жилища
Достоинства и недостатки того или иного решения очевидны. ИБП отличается малыми габаритами, не создает много шума, не производит выхлопных газов, однако на длительное время он не рассчитан, разве что придется установить очень много батарей, что экономически не всегда выгодно.
Генератор на сжигаемом топливе будет работать, пока в баке есть топливо, но периодически его придется отключать, чтобы дать остыть. К тому же выхлопные газы и шум — очевидные недостатки такого генератора, не говоря уже о необходимости регулярного техобслуживания и дозаправки. Газовый генератор работает тише и выхлопа создает меньше, однако для его установки требуется разрешение от соответствующих органов.
Лучше всего организовать совместную автономную систему из топливного генератора и ИБП. Тогда батареи источника бесперебойного питания смогут питать потребители небольшой мощности: освещение, телевизор, холодильник, а бензиновый генератор можно оставить для питания котла или применять для экстренной дозарядки батарей ИБП в период времени, когда ИБП не используется активно.
Альтернативные решения
Если у вас есть балкон на солнечной стороне дома, то можно прибегнуть к альтернативному решению. Установить на балконе солнечную панель на 250-300 ватт, и пусть она заряжает батареи вашего источника бесперебойного питания. Такое решение кажется на первый взгляд весьма экзотичным, однако как вариант — тоже может пригодиться на крайний случай.
Если хотите сэкономить на покупке солнечной батареи, то ее при определенном творческом подходе можно собрать самостоятельно, покупка солнечных элементов на такую мощность обойдется вам в 100 — 150 долларов. Останется собрать контроллер заряда и подключить его к батареям вашего ИБП.
Свое электричество
Пост опубликован: 21 июля, 2017
Электричество — неотъемлемая часть нашей жизни. Электрическая энергия прочно вошла в повседневную жизнь, и даже направляясь в путешествие или приобретя дом, участок, в самом глухом уголке нашей обширной страны, человек одной из первых задач, требующей решения, ставит – обеспечение себя электричеством.
Для дома
У обладателя загородного дома, даже в случае наличия традиционной системы электроснабжения, иногда появляется желание снизить расходы на оплату счетов за потребленную электрическую энергию.
Некоторые застройщики создают полностью автономную систему и становятся независимым от поставщиков электричества. Особенно актуальна такая система электроснабжения для удаленных мест, где отсутствую стационарные сети электроснабжения.
В настоящее время, благодаря развитию техники и технологий, широкое распространение получили установки, использующие в своей работе, альтернативные источники энергии, такие как: энергия солнца, ветра, воды и биотопливо.
При производстве своего электричества, используемого для электроснабжения дома, могут быть использованы все выше приведенные источники энергии.
Энергия солнца
При выборе установок, источником получения электрической энергии, в которых является солнечная энергия, необходимо знать особенности места расположения, которые определяют количество солнечных дней в году.
Современный двигатель Стирлинга — Также можно рассматривать как способ получить свое электричество — КПД системы до 34%!
Устройствами, служащими для преобразования энергии солнца в электрическую энергию, являются солнечные панели (батареи), которые, в зависимости от требуемой мощности, объединяются в группы.
Состоят панели из фотоэлементов, помещенных в общий корпус. Принцип действия основан на свойствах фотоэлементов создавать разность потенциалов между своими слоями, при воздействии солнечного света.
Солнечные панели – основной элемент солнечных электростанций, в состав которых, кроме них входят следующие элементы:
В качестве дополнительного оборудования, для повышения КПД солнечных электростанций, используются солнечные трекеры – устройства, позволяющие определять положение панелей в пространстве, в соответствии с месторасположением солнца.
Энергия ветра
При выборе источника альтернативной энергии, которым будет ветер, также необходимо знать, какие ветра и какой силы, дуют в месте установки оборудования.
Устройствами, преобразующими энергию ветра, в электрическую энергию, являются ветровые генераторы. Данные технические устройства различаются по мощности, производительности, условиям монтажа и конструкции, от которой зависят все перечисленные ранее показатели.
Ветровые генераторы бывают:
У всех перечисленных устройств есть свои достоинства и недостатки, поэтому выбор всегда за пользователем, который можно сделать на основании критериев выбора и индивидуальными потребностями.
Энергия воды
Живя за городом и имея рядом небольшую реку, ручей или иной водоем, можно воспользоваться энергией воды, для того, чтобы получить свое электричество.
В этом случае необходимо построить индивидуальную микро – ГЭС.
Оборудование для подобных установок выпускается различной мощности, и даже не большой ручей, способен обеспечить потребности дома в электрической энергии.
Микро – ГЭС разливаются по:
Каждый тип микро – ГЭС и принцип ее работы, имеют свои плюсы и минусы, которые
определяют выбор оборудования и возможность использования в том или ином
конкретном случае.
Биотопливо
Живя бок о бок с живой природой, всегда есть возможность изготовить установку по получению биотоплива. Биотопливо бывает: твердое, жидкое и газообразное.
Твердое топливо (обычные дрова) и жидкое, требующее специального оборудования для производства, в качестве источников электрической энергии, рассматривать не целесообразно, а вот газообразное – можно.
Газообразное биотопливо – это биогаз, получаемый в результате брожения веществ растительного или животного происхождения, которые всегда имеются в домашнем хозяйстве.
Процесс брожения происходит под воздействием бактерий, в герметично закрытой емкости. Полученный таким образом газ, направляется на сжигание. При сжигании газа, в парогенераторе образуется достаточное количество пара, чтобы вращать паровую турбину, соединенную с электрическим генератором, вырабатывающим электрический ток.
Энергия земли
На территории нашей страны, есть места, где продолжается активность в глубинных слоях нашей планеты (в поверхности земли). В таких регионах, в качестве альтернативного источника электрической энергии, можно использовать энергию земли.
В зависимости от источника, который отдает свое тепло, такую энергию подразделяют на:
Энергия земли, в виде пара, подается на паровую турбину, которая соединяется с электрическим генератором, вырабатывающим электрический ток.
В случае индивидуального использования, возможен лишь способ использования прямого действия, когда пар поступает непосредственно из поверхности земли.
Иные варианты, не прямой и смешанный методы, можно применять лишь при промышленных способах переработки энергии.
Все, рассмотренные выше, варианты использования альтернативных источников энергии для производства своего электричества, доступны для пользователей, при создании необходимых условий для их эксплуатации.
Для создания независимых систем электроснабжения, лучше использовать несколько альтернативных источников энергии одновременно, чтобы компенсировать возможные затруднения каждого способа получения электричества в отдельности.
Достаточно широко, при автономном электроснабжении домов, используется схема ветровой генератор + солнечная электростанция.
Для квартиры
В случае возникновения желания, создать систему независимого электроснабжения отдельно взятой квартиры, в многоквартирном доме, невозможно использовать такие источники как: биотопливо, энергия земли, энергия воды, да и энергию ветра, также использовать затруднительно.
Единственным источником энергии, который можно использовать для получения своего электричества, в условиях отдельной квартиры, без создания неудобств для соседей – является использование энергии солнца.
Промышленностью выпускаются комплекты солнечных электростанций не большой мощности, которые вполне можно разместить в условиях квартиры. Солнечные панели, в этом случае, размещаются на крыше многоквартирного дома или наружном фасаде, в случае его размещения с южной стороны дома.
Комплект солнечной электростанции, не большой мощности, состоит из тех же элементов, что и при электроснабжении дома, разница лишь в количестве солнечных панелей и аккумуляторных батарей.
Варианты для дачи
При необходимости создания независимого электроснабжения дачи, вариант использования солнечной электростанции, также наиболее приемлем. В этом случае, при сезонном характере использования оборудования, можно законсервировать устройства или вывести их из работы, на период отсутствия необходимости в эксплуатации.
Вариант строительства ветрового генератора, также вполне доступен и оправдан. Потому как понеся, некоторые разовые финансовые расходы, в дальнейшем можно, в зависимости от потребности, получать свое электричество.
Вариант применения схемы «ветровой генератор + солнечная электростанция», в этом случае, также актуален, и позволяет создать полностью автономную и надежную схему электроснабжения.
Как сделать своими руками
Комплекты оборудования, о котором было написано выше, стоят достаточно дорого, поэтому у людей творческих, с инженерной смекалкой, иногда появляются мысли о том, а как изготовить то или иное устройство своими руками.
Для того, чтобы сделать агрегат, способный производить электрическую энергию, с использованием альтернативных источников энергии, необходимо:
Если, в качестве источника энергии, выбрать солнечные лучи, то необходимо изготовить приемную панель – солнечную батарею. Для этого можно пойти несколькими путями, это:
Ветрогенератор из комнатного вентилятора
Простейший ветровой генератор можно изготовить из обычного бытового вентилятора.
Для этого потребуется небольшой генератор от автотехники или двигатель-генератор, которые необходимо закрепить на стойке комнатного вентилятора. Для этого можно использовать любую пластиковую емкость, внутрь которой и помещается преобразующее устройство. Кромке этого, в емкость помещается диодный мост, к которому присоединяются провода, которые выводятся на наружную поверхность емкости.
На вал генератора (двигателя-генератора) одеваются лопасти вентилятора, а к пластиковой емкости крепится хвостовик, который можно изготовить из подручных материалов (пластик, фанера, оргстекло и т.д.).
Вся собранная конструкция помещается на стойку вентилятора, для этого можно использовать обрезок пластиковой или иной легкой трубы, диаметром несколько меньшим, чем отверстие в стойке. Это позволит конструкции вращаться вокруг своей оси, в зависимости от направления ветра.
Крепление деталей и узлов проверяется, при необходимости выполняется их укрепление. К выведенным проводам подсоединяется нагрузка. Устройство готово к работе.
Свое электричество и своя вода
Живя за городом, и имея рядом со своим домом или дачей, небольшую речку или ручей, всегда можно обеспечить себя не только водой, но и своим электричеством.
Конечно можно приобрести комплект микро – ГЭС, которое достаточно широко представлены на отечественном рынке, но можно изготовить подобное устройство и своими руками.
Конструкция может быть простой или сложной, все зависит от потребности в электрической энергии, а также от вида водоема, т.е. способности воды создавать напор в заданном направлении.
Для изготовления простейшей конструкции потребуется автомобильный генератор, велосипедное или иное колесо, пара шкивов разного диаметра или звездочек, а также металлический профиль (уголок), какой есть в наличии.
Из металлического профиля изготавливается конструкция крепления колеса и генератора. Колесо можно расположить параллельно или перпендикулярно плоскости воды, это зависит от вида водоема. На колесе крепятся лопасти, изготавливаемые из металла, пластика, фанеры или иного материала. На ось колеса крепится шкив (звездочка) большего диаметра.
Монтируется генератор, на его вал крепится шкив (звездочка) меньшего диаметра. Шкивы соединяются посредством ременной передачи, звездочки – посредством цепи. К выводам генератора подсоединяются провода. Колесо помещается в воду. Установка готова к работе.
Особенности установки и эксплуатации автономных источников
Для того, чтобы установить на своем загородном участке, даче или в квартире, альтернативный источник получения электрической энергии, не требуется получение каких — либо разрешений и согласований. Это право каждого пользователя, определять для себя самостоятельно, каким способом обеспечивать себя и своих близких электричеством.
Тем не менее, при строительстве устройств, обладающих большой мощностью, необходимо учитывать факторы, влияющие на окружающую среду и проживающих рядом соседей.
Так при использовании:
Кроме того, что нет запретов на установку оборудования производящего электрическую энергию с использованием альтернативных источников, так существует еще и закон, в соответствии с которым, каждый гражданин, выполнивший монтаж оборудования мощностью до 30,0 кВт, и получающий избыточную электрическую энергию, которую сам не может использовать – имеет право ее продавать сторонним потребителям. Это право получило название «Зеленый тариф».
Автономные системы электроснабжения
Вопрос о самостоятельном обеспечении своего дома электроэнергией с каждым годом становится все острее. Поэтому мы предлагаем рассмотреть, как сделать резервное автономное электроснабжение своими руками и как быстро окупится его цена.
Какие бывают автономные системы электроснабжения
Электроэнергия, которая необходима для питания дома, должна вырабатываться бесконечно и при любых условиях, это ключ нормальной жизнедеятельности. Источник энергии должен быть предпочтительно возобновляемым и безвредным по отношению к окружающей среде или людям, работающим под ним. Среди базовых источников энергии числятся:
Автономное солнечное электроснабжение загородного дома, дачи, квартиры, коттеджа, гаража
Солнечная энергия часто используется для производства электричества. Два типичных метода преобразования солнечной энергии в электричество:
Недостаток, заключается в том, что они могут прерывать свою работу в течение дня, их достаточно сложно ремонтировать или очищать от грязи. Современные солнечные батареи работают около 40 лет, что делает их разумными инвестициями во многих областях производства. Это наиболее выгодный вариант автономизаци дома самостоятельно, про что мы подробно писали в статье о солнечных батареях.
Солнечные батареи
Часто для того, чтобы индивидуальное электроснабжение и теплоэлектроснабжение могло накапливать постоянный ток, используются аккумуляторы, сварочные инверторы AC / DC или когенератор. Чтобы получить максимальную отдачу из солнечной панели, угол падения Вт солнца должен быть между 20-50 градусов. Солнечная энергия, проходящая через фотоэлектрические ячейки – дорогой способ освоения возобновляемых источников энергии, но самый безопасный и бесперебойный.
Преимущества:
Использование мощных солнечных станций эффективно в условиях масштабного производства. Так окупаемость наступит уже в ближайшие несколько лет. В среднем для установки одной солнечной батареи необходимо затрать до 5 тыс. долларов, для установки станции – до 15.
Ветровая энергия
Там, где нет солнца, есть ветер. Энергия ветра взята через турбины, установленные на высоких башнях (обычно от 3 метров до 6 с диаметром до 3 см), благодаря чему автономные ветряки используют инвертора для переработки энергии и электроснабжения дома. Как правило, они требуют в среднем скорость ветра 14 км/ч, но обеспечивают себя энергией и близлежащие здание неограниченный отрезок времени.
Ветрогенератор
Ветровые турбины в городских районах, должны быть установлены не менее чем 10м в воздухе, чтобы получить достаточно ветра и оградиться от близлежащих препятствий (соседнего жилого дома, гаража и т.д.). Монтаж ветровой турбины также могут потребовать разрешение от властей. Ветровые турбины подвергнуты критике за шум, который они производят, их внешний вид, и тот аргумент, что они могут влиять на миграционные процессы птиц (их лезвия могут препятствовать прохождению пернатых в небе).
Ветровое автономное бесперебойное электроснабжение намного реальнее для частного загородного дома, нежели квартиры. Они являются одним из наиболее экономически эффективных форм возобновляемых источников энергии и занимают первое место среди подобных устройств по окупаемости.
Энергия воды
Если энергия ветра не подходит, но рядом протекает речка или просто есть озеро, то советуем использовать для автономного электроснабжения водяные источники энергии. В больших масштабах, гидроэлектроэнергия, в виде дамб, имеет неблагоприятные экологические и социальные последствия. Но при небольшом размахе проекта это является достаточно реальным и выгодным вариантом.
Энергия воды
Одна водяная турбина или даже группа отдельных турбин не являются экологически или социально разрушительными. На индивидуальной бытовой основе, одиночные турбины, единственный экономически доступный маршрут (но может иметь высокие сроки окупаемости и является одним из наиболее эффективных методов производства возобновляемых источников энергии). Она чаще встречается для эко-деревни, чтобы использовать этот метод, а не особой семьи. Электроснабжения на генераторе воды – это автономное обеспечение любого здания (коттеджа или квартиры) светом и теплом.
Микротурбины очень просты в эксплуатации, документы на установку обойдутся в 1000 долларов, сами механизмы – 2000-6000 у.е.
Геотермальные источники энергии
Производство геотермальной энергии включает контроль горячей воды или пара ниже земной поверхности, в водоемах, для производства энергии. Поскольку горячая жидкость или конденсат, который используется при обратной закачке в пласт, постоянен, этот источник считается самым устойчивым.
Геотермальные электростанции
Тем не менее, те, которые планируете получать электроэнергию из перепадов температур, нужно знать, что есть различия в сроках службы каждого геотермального резервуара. Некоторые ученые считают, что их продолжительность работы, естественно ограничена – они остывают в течение некоторого времени, что делает производство геотермальной энергии в конечном итоге невозможным. Этот метод часто используют крупномасштабные производства, предприятия, которым необходимо наличие бурового оборудования.
Видео: Автономное электроснабжение для дома
На этих бурах есть небольшие геотермальные механизмы, которые распознают глубину бурения и температуру коры Земли. Когда тепло получено и отправлено на геотермальные тепловые насосы W системы, расположенные внутри укрытия или объекта, запускается работа генератора и узлов преобразования энергии.
Геотермальной энергия доступна повсюду на Земле, особенно Филиппины, Гавайи, Аляска, Исландия, штат Калифорния и Невада используют для работы ТЭЦ эту энергию.
Биомасса и энергия
Мощность биомассы имеет любой биологический материал (жмых Вт, биогаз, навоз, солома Вт, растительное масло, дерево и т.д.), который сжигается в качестве топлива. Единственным недостатком метода является углеродный след после горения, а также выброс в атмосферу соединений серы и азота.
Работник на тепловой станции засыпает топливо в котел
Раньше многие электростанции и котельные работали именно от преобразования энергии тепла в ток, например, тепловозы, теплогенераторы больниц. Таким способом можно при правильном подборе топлива и оборудования можно эффективно обеспечить освещением несколько районов города, производственных объектов.
Тепло вырабатывается потому, что биологический материал сжигается, освобождает такое же количество углекислого газа, что, потребляется им в течение всего срока службы. Это не очень выгодный по экономическим соображениям способ автономного обеспечения дома электроэнергией. Топливо дорогое, газогенераторы тоже.
Автономное дизельное и газовое электроснабжение в таком случае, будет выгодным и окупаемым только в случае использования уже переработанных отходов и источников энергии, скажем, метана, пропана, перегноя и т.д. Это так называемое гибридное снабжение энергией. Главным его достоинством является то, что благодаря широкому диапазону топлива, возможен разлет между вырабатываемой энергией от 1 мВт до десятков кВт.
Купить устройства для создания системы автономного электроснабжения или же готовые приборы можно практически во всех крупных городах Украины, Казахстана и России: Москва, Киев, Харьков, Воронеж, Екатеринбург, Алмата, Тверь, Санкт-Петербург и прочих.
Выгодно или нет
Чтобы точно ответить на вопрос, насколько выгодна схема, по которой производится автономное электроснабжение дома, нужно произвести расчет. Готовые системы (даже производства Китай, к примеру фирмы xantrex) для обеспечения энергией, обойдутся дороже, чем самодельное устройство. Предположим, что мы затратили на все 1000 долларов, но за свет платим в месяц 30 у.е. Получится, что в среднем наша установка окупится в течение почти 3 лет.