Система автономного электроснабжения дома: готовые решения — схемы и фото автономного электроснабжения загородного дома

Содержание

готовые решения — схемы и фото автономного электроснабжения загородного дома

Автор: Кургузов А.В, инженер по электроснабжению

Постоянный рост тарифов на услуги поставщиков электроэнергии ведет к неоправданному увеличению расходов на содержание частного жилья. Автономное электроснабжение дома, организованное одним из многочисленных, существующих на данный момент способов, поможет эффективно решить эту проблему и обрести независимость от централизованных энергосетей

Требования к автономным системам электроснабжения

Чтобы автономное электроснабжение частного коттеджа оправдало вложенные в его организацию средства, надежно функционировало в течение длительного периода времени с обеспечением должного уровня безопасности, необходимо, чтобы оно соответствовало целому ряду требований:

  1. Неукоснительное соответствие эксплуатируемого оборудования нормам пожарной и электробезопасности
  2. Невысокий уровень шумов или наличие соответствующей звукоизоляции
  3. Возможность работы энергосистемы без вмешательства человека в течение длительного периода времени
  4. Экономичность за счет низкого потребления энергоносителей
  5. Ремонтопригодность и несложное эксплуатационное обслуживание
  6. Надежная работа независимо от времен года и погодных условий
  7. Экологическая безопасность устанавливаемого оборудования

Но главным требованием является бесперебойность и устойчивость электропитания всех энергопотребителей и электрооборудования, составляющего систему жизнеобеспечения вашего жилища.

Монтажу независимой системы должен предшествовать этап создания проекта электрики с предварительными расчетами всех необходимых параметров.

Более подробно о требуемых характеристиках можно прочесть в ПУЭ, а так же других действующих нормативах, регламентирующих данную область деятельности.

Плюсы и минусы автономного электроснабжения

Современные достижения науки и техники позволяют применять в автономных схемах электроснабжения самые разнообразные энергоресурсы и способы преобразования энергии. Все они имеют, как свои преимущества, так и недостатки.

Плюсы независимых энергосистем

  • Возможность организации полноценного энергоснабжения коттеджа в удаленных и малонаселенных пунктах с отсутствием доступа к централизованной подаче электроэнергии
  • Отсутствие необходимости платить за услуги поставки электричества и соблюдать социальные нормы потребления энергии
  • Независимость качества и бесперебойности электрики от внешних факторов и энергопоставляющих компаний
  • Отсутствие риска выхода из строя бытового электрооборудования из-за внезапных скачков напряжения (при правильных предварительных расчетах и соблюдении эксплуатационных норм для используемых систем)
  • Возможность получения дополнительного дохода от продажи излишков электроэнергии государственным структурам в рамках одной из действующих экспериментальных программ

Минусы:

  • Оборудование независимых систем электропитания является дорогостоящим
  • Независимое энергоснабжение имеет длительный срок самоокупаемости
  • Все расходы на ремонт и обслуживание ложатся на плечи домовладельца
  • Необходимость самостоятельного регулярного ухода и обслуживания установленного оборудования

Виды и выбор источников энергии

Проблема выбора того или иного вида независимого электроснабжения для загородного коттеджа сводится к поиску доступного и недорогого источника энергии. К таковым относятся топливные электрогенераторы, работающие на бензине, солярке, других нефтепроизводных и природном газе.

Наиболее дешевым топливом считается природный газ. Но, чтобы такая энергосистема работала бесперебойно, необходимо наличие газификации.

Генераторы, использующие дизельное топливо, бензин и пр., потребуют наличия специальной емкости для хранения горючих жидкостей с необходимостью регулярного пополнения их запасов.

Среди автономных систем, преобразующих общедоступные природные виды бесплатной энергии, наибольшее распространение сегодня получили:

  • Полупроводниковые панели, преобразующие солнечную энергию в электрическую – солнечные батареи
  • Ветровые генераторы, вращаемые энергией ветра
  • Небольшие гидроэлектростанции

Выбирая тот или иной вид электроснабжения для своего коттеджа, необходимо учесть все его технические характеристики, плюсы и минусы, имеющиеся потребности в электроэнергии, а также экономическую составляющую вопроса.

Далее рассмотрим более подробно каждую из перечисленных независимых энергетических систем в плане использования их на практике.

Готовые решения – какие бывают?

В настоящее время промышленность предлагает множество вариантов по организации независимого электроснабжения частных домов. В зависимости от поставленных целей, а так же имеющегося бюджета, Вы можете выбрать для себя одно из них. А предоставленная ниже информация поможет сориентироваться в достоинствах и недостатках каждого из вариантов и определиться с выбором.

Генераторы, работающие на жидком горючем

Это наиболее распространенные виды электрогенерирующих установок. Они позволяют быстро организовать независимое снабжение электричества Вашего коттеджа и участка, обладают для этого достаточной мощностью и надежностью.

Главным преимуществом жидкотопливных генераторов является их независимость от внешних погодных и других условий. Однако, из-за дороговизны дизельного топлива, бензина и других нефтепроизводных, данные системы получили распространение только в качестве резервных, используемых при отключении централизованной подачи электроэнергии. Мало кто может себе позволить сжигать от 0,25 до 1 литра топлива в час круглосуточно и ежедневно. Да и требующееся регулярное техническое обслуживание подобных агрегатов обходится недешево.

Еще один недостаток жидкотопливных энергетических установок – это высокий уровень шумов и повышенные требования безопасности. По этим причинам под дизельный или бензиновый генератор приходится оборудовать отдельное помещение, включая установку отдельной емкости для хранения запасов топлива.

Газовые электрогенераторы

Еще один вариант, с помощью которого можно реализовать автономное электроснабжение загородного дома – готовые решения с использованием оборудования, работающего на природном газе. Данные установки считаются экономически более выгодными в сравнении с жидкотопливными генераторами.

Однако их монтаж требует большого количества разрешительной документации, а так же профессиональных монтажных работ, выполняемых специалистами газовой компании. Также, при выборе данного варианта необходимо заказать проекта установки и последующего его согласование со всеми заинтересованными инстанциями.

Солнечные батареи

Солнечные батареи состоят из множества полупроводниковых элементов, в которых происходит преобразование световой энергии солнца в электричество.

Солнечная домашняя электростанция не требует никакого дополнительного топлива. А расходной частью при ее обустройстве является лишь стоимость закупаемого оборудования (солнечные панели, аккумуляторные батареи, инверторы, контроллеры, прочая аппаратура и материалы).

Эксплуатационное обслуживание солнечных батарей заключается в их правильной ориентации относительно солнца, а так же в регулярном протирании панелей от пыли, грязи, посторонних предметов, включая уборку снега в зимний период. Впрочем, установка панелей под определенным углом (около 70° относительно поверхности), препятствует скоплению на них снежных масс.

Возможность круглосуточного использования солнечной энергии обеспечивают накапливающие ее в течение дня аккумуляторы. При этом солнечная электростанция абсолютно бесшумна и экологически безвредна.

Заявленная производителем мощность солнечных батарей сохраняется в течение первых 20-25 лет эксплуатации. Затем уровень вырабатываемой электроэнергии снижается примерно на 20% и сохраняется в течение следующих 20 лет.

Облачность и другие погодные условия незначительно снижают производительность такого энергогенерирующего комплекса. Серьезно повлиять на эффективность солнечных панелей может только искусственная затененность и неправильное расположение их относительно солнца. Как правило, батареи должны «смотреть» на юг своей лицевой частью, где и расположены полупроводниковые элементы.

При размещении солнечных батарей на крыше коттеджа стоит позаботиться о дополнительном креплении кровли. Панели имеют немалый вес, что может пагубно сказаться на прочности не усиленных несущих конструкций.

Мощность солнечной электростанции можно наращивать в широких пределах, добавляя дополнительные панели и аккумуляторные банки, в зависимости от имеющихся энергетических потребностей.

Ветровые генераторы

Еще один источник альтернативной энергии – ветрогенератор. Он позволяет организовать экологически чистое автономное электроснабжение частного коттеджа за счет бесплатной энергии ветра.

Технически устройство представляет собой турбину, вращаемую атмосферными воздушными потоками. Ветряки располагают обычно на крышах зданий, а так же на стойках, мачтах и башнях высотой более 3 м.

В подобных генераторах происходит преобразование кинетической энергии вихревых воздушных потоков в механическую энергию вращающегося ротора, который и вырабатывает электричество для бытовых целей.

Чтобы определить целесообразность монтажа ветровой установки и ее будущую эффективность, необходимо тщательно изучить статистические данные метеослужб о силе и направлении ветров в районе проживания. Это надо сделать хотя бы за последние пару десятков лет. Подобную информацию можно почерпнуть в интернете, на сайтах погодной тематики.

Оптимальным условием для полноценной работы ветрового электрогенератора считается наличие постоянных ветров со скоростью 14 км/ч и более. Иначе, дорогостоящий агрегат просто не будет справляться со своими функциями, и вырабатывать достаточно электроэнергии для нужд вашего жилища.

К дополнительным достоинствам ветровых электрогенераторов можно отнести высокую надежность, отсутствие вредных выбросов и отходов, загрязняющих атмосферу и окружающую среду.

Бытовые гидроэлектростанции

Использование бесплатной энергии воды в целях вырабатывания электрической энергии требует наличия вблизи коттеджа естественного водоема. Системы переработки гидроэнергии в электрическую обладают высоким КПД, отличными показателями безопасности и экологичности.

Современные гидравлические турбогенераторы имеют высокую степень автоматизации и обеспечивают надлежащее качество вырабатываемой электроэнергии – стабильные показатели по частоте и напряжению.

Установка подобного агрегата в личных целях требует наличия проекта, согласованного с ведомством, управляющим водными ресурсами данной местности, а также иной разрешительной документации.

Как сделать автономную электростанцию своими руками

Полноценную систему независимого электроснабжения коттеджа можно сегодня собрать самостоятельно. Для этого необходимо обладать определенным опытом, техническими навыками, а так же знаниями о составе и принципе действия независимых энергетических комплексов.

В состав любой альтернативной схемы снабжения коттеджа электроэнергией входят следующие компоненты:

  1. Исходный источник электрической энергии – топливный генератор или один из альтернативных источников, описанных выше (солнечные батареи, ветровая или гидравлическая турбина)
  2. Блок заряда аккумуляторов, преобразующий параметры электроэнергии от первичного источника для передачи и накопления ее в аккумуляторных батареях
  3. Накапливающие электроэнергию аккумуляторные батареи
  4. Инверторное устройство, преобразующее напряжение аккумуляторов до необходимых параметров бытовой электросети (220 В, 50 Гц)
  5. Кабели и провода электропроводки, выключатели, автоматы, розетки, распределительные щитки и т.д.

Подобрать и приобрести необходимые составляющие не составит труда. Все упирается лишь в финансовые возможности и существующие потребности в электроэнергии.

Эффективность будущей энергосистемы будет зависеть от правильности первоначальных расчетов, качества подобранного электрооборудования и ваших умелых действия как монтажника.

Поскольку стоимость большей части необходимых устройств довольно велика, если Вы не уверены в своих навыках и умениях, лучше обратиться за советом и помощью в монтаже к профессионалам. Только так Вы получите гарантию эффективности и окупаемости своей независимой системы энергоснабжения.

Читайте другие статьи по данной тематике
Услуги по данной тематике

Система резервного автономного электроснабжения загородного дома

Электроснабжение в доме играет очень большую роль. От него напрямую зависит работа практически всех коммуникаций. Особенно это важно, если в доме имеется насосная система подачи воды или нет газового обеспечения. Всё основывается на электричестве, и большинство людей для загородных домов выбирают центральную подачу электричества, но некоторые делают ставки на автономное электроснабжение дома.

Вернуться к оглавлению

Содержание материала

Центральное электроснабжение

Для обеспечения электричеством загородного дома может служить несколько источников:

  • центральная электрическая сеть;
  • топливные электростанции;
  • возобновляемые источники.

Центральное обеспечение электричеством довольно дорогое удовольствие и не всегда применяется в загородных домах.

Совет. Перед тем, как заключать договор с центральной станцией электрообеспечения, предварительно стоит оценить свои затраты электроэнергии. Возможно, выгоднее осуществлять автономное обеспечение электрической энергией.

Топливные электростанции

Топливные электростанции считаются автономным обеспечением электричества, так как работают на основе топлива. Они имеют один большой недостаток, который основывается на том, что топливные генераторы не могут обеспечивать круглосуточное бесперебойное обеспечение электричеством всего дома. Также генератор во время своей работы издаёт довольно неприятные звуки. Покупка такого источника электричества обойдётся в копеечку – станет постоянной необходимость приобретать топливо. Но если всё-таки есть возможность приобрести его, то лучше всего остановить свой выбор на более известных фирмах производителей.

Совет. Топливный генератор можно использовать в доме, предназначенном для временного проживания, и подача электричества производится выборочным путём.

Схема работы топливной электростанции для частного дома

Генераторы могут подавать электрический ток, независимо от погодных условий и состояния центральных электрических сетей. Такой метод обеспечения электричеством дачного домика считается экономически выгодным, так как на генератор работает не постоянно. Но есть такой тип генераторов, которые способны вырабатывать электроэнергию постоянно, они требуют значительных финансовых затрат.

Вернуться к оглавлению

Возобновляемые источники подачи электричества

Такими источниками вырабатывания электрического тока могут быть ветер или солнце. Природные источники энергии считаются экологически чистыми и с каждым годом набирают всё большую популярность. Практически каждый фермер стремится отказаться от центрального электроснабжения и обезопасить себя от ненужных расходов на оплату электричества, и сделать это можно с помощью солнечных батарей на крыше дома.

Возобновляемые источники электрической энергии не требуют топлива и лишних затрат, так как их стоимость зависит от ценовой политики такой системы электрообеспечения, экологически чистые источники энергии считаются экономически выгодными.

Солнечные батареи, расположенные на крыше дома

Выбор электрообеспечения

При постройке дома собственнику приходится решать большое количество вопросов, связанных с коммуникациями. Первым делом встаёт вопрос об обеспечении дома или дачи электричеством.

Очень часто с помощью электричества работает система водоснабжения и даже канализации. Именно по этой причине загородный дом требует постоянной подачи электричества. Чему именно отдать предпочтение решать может каждый самостоятельно. Но в большинстве случаев предпочтение отдают автономному электроснабжению.

Вернуться к оглавлению

Система автономного электроснабжения дома

Такие системы представляют собой совокупность источников преобразования электроэнергии, которые могут существовать отдельно от центрального электрообеспечения. Они в состояние обеспечивать электричеством не слишком большой объект. Для них как раз подойдёт маленький дачный домик.

Совет. Если площадь дачного или загородного дома довольно большая, то будет уместно использовать не один, а несколько таких систем для обеспечения электричеством дома.

Система автономного электрического тока включает в себя:

  • непосредственный источник электрической энергии;
  • систему преобразования энергии;
  • автоматический пуск;
  • аккумуляторные батареи;
  • блок коммутации;
  • стабилизатор напряжения;
  • подвод внешней электрической энергии.
Схема подключения такого электроснабжения небольшого дачного дома

Как правило, на сегодняшний день отключение электрической энергии происходит только в аварийных ситуациях. К сожалению, на дачных участках бесперебойной подачи электричества нет, и очень часто энергия поступает до определённого времени. Решением такой проблемы стали системы автономного электрического обеспечения. Современные системы продуманы до мелочей. Они могут обеспечивать электричеством огромные здания и даже стадионы, и дают возможность бесперебойно работать любому жилому помещению.

Топливные генераторы

топливные генераторы имеют два вида обеспечения: бензин и дизель.

Для маленького дачного домика, который будет обеспечиваться электричеством непостоянно, будет рационально использовать электрический генератор, который работает на бензине. Его мощность относительно небольшая. Он имеет свои преимущества:

  • низкий уровень шума при работе;
  • доступная цена;
  • компактность;
  • практичность.
Как правило, такие модели генераторов оснащены автозапуском и электростартером. Они могут автоматически запускаться при отключении основного питания и помогают предотвратить некоторые нежелательные последствия, которые связаны с потерей электричества.

Если перебои в подаче электрической энергии очень частые, то в таком случае будет лучше использовать генератор, который работает на дизеле. Он поможет обеспечить электричеством жилой дом на довольно длительный промежуток времени. Зачастую он способен достигать и нескольких дней. Такой генератор остаётся выбором большинства людей.

Схема устройства топливного генератора

Дизельные генераторы стоят в разы дороже генераторов, которые работают на бензине. Но, не смотря на это, такой вид автономного электроснабжения считается экономичным. Всё это происходит по причине низкой стоимости самого топлива и экономичном расходе его при работе генератора.

Совет. Если площадь дома велика, то лучше всего использовать дизельные генераторы, которые вырабатывают электрическую энергию в несколько раз дольше и больше, чем бензиновые.

Не стоит забывать и о безопасности дизельных генераторов. Дизель в обычных условиях не имеет тенденцию к возгоранию и горению. Но здесь необходимо учесть качество самого топлива, которое должно соответствовать всем ГОСТам и европейским стандартам. Перед применением топлива нужно провести ряд работ. Надо очистить дизель при помощи специальных фильтров — влагоотделителей.

Выбор генератора

Осуществлять выбор такого автономного электрического обеспечения, нужно исходя из требуемой мощности. Для этого необходимо определится с приборами, которые будут использоваться в доме и определить их характеристики. Большое значение имеет применение в доме насосов, разнообразных моек, сварочных аппаратов и много другого. Расчёт необходимой мощности немного усложняется.

Совет. Если в доме будет использоваться большое количество электрических приборов, то лучше остановить свой выбор на мощном генераторе, который обеспечит бесперебойную работу всех приборов.

Для того чтобы обеспечить правильное обеспечение электрической энергией загородного дома, изначально стоит сделать правильную разводку электропроводов и рационально распределить напряжение в сети.

Дизель-генератор высокой мощности

Такие генераторы способны удовлетворять потребности довольно большого жилого дома. Иногда их используют для обеспечения электрической энергии целого посёлка или промышленного предприятия. Такой вид генератора считается очень серьёзным аппаратом, который в полной степени может заменить центральное электроснабжение. Самым главным в любом генераторе будет его двигатель, который может быть бензиновый или дизельный.

Пример дизель-генератора высокой мощности

Фазы генератора

При выборе генератора стоит обращать внимание не только на вид топлива, от которого он будет работать, но и на количество допустимых фаз. Генератор может быть однофазным и трёхфазным.

Трёхфазные модели рассчитаны на большие площади. Генераторы с одной фазой очень часто применяют для маленьких дачных домиков, где требуется обеспечить бесперебойную работу только бытового оборудования. Если же в дальнейшем будет нужда применять и другое оборудование, которое требует большой подачи электрической энергии, то можно и приобрести трёхфазный генератор. Есть возможность также выбрать вид топлива, на котором будет работать такой агрегат. Такую установку можно приобрести на шасси, что в значительной степени обеспечит лёгкость при транспортировке аппарата.

Совет. Помещение для генератора также должно соответствовать всем стандартам. В нём не может быть повышенной влажности, постоянно должен поддерживаться один и тот же температурный режим.

Шумоизоляция и охлаждение генератора

В любом генераторе уже имеется система собственного охлаждения. Она может быть двух видов: жидкостной и воздушной.

Воздушное охлаждение очень часто применяется только в генераторах с небольшой мощностью. Жидкостное охлаждение приемлемо для более мощных аппаратов, между такими видами охлаждения практически нет разницы.

Работа генератора создает много шума, для того чтобы в доме обеспечить комфортное пребывание, стоит изначально задуматься над системой звукоизоляции помещения, в котором будет работать генератор.

Чертёж устройства системы охлаждения генератора

На сегодняшний день очень большое количество производителей генераторов выпускают модели таких агрегатов с низким уровнем шума. Генератор имеет дополнительный шумоизоляционный кожух. Также сам двигатель стоит в линейке низкошумных аппаратов. Всё это не может обойти стороной и ценовую политику. Такой генератор будет стоить в несколько десятков раз дороже, чем стандартные модели.

Совет. Можно специально для генератора изготовить контейнер, в который он будет помещаться вместе с блоком автоматического управления.

Как правило, резервное электроснабжение дома осуществляется при помощи генераторов.

Газопоршневые электростанции

Такие системы электроснабжения работают на основе природного газа. Они привлекают покупателей своей стоимостью. Мощность мини-станции довольно небольшая. Система подключается непосредственно к газопроводу. Газопоршневые электростанции можно использовать только в том случае, если на дачном участке есть газовое обеспечение. В противном случае, применение таких аппаратов просто невозможно.

Газопоршневая электростанция

Солнечные батареи

На сегодняшний день способ обеспечения электрической энергией при помощи солнечных батарей очень популярен. Деньги на установку такой системы могут быть потрачены значительные, но в скором времени они окупятся и станут даже приносить прибыль.

Схема устройства электроснабжения дома с помощью солнечных батарей

Выработка электричества в таких системах зависит от количества поступающей солнечной энергии на специальный фотоэлектрический модуль. А солнечная энергия в каждом регионе может быть разной. Именно по этой причине стоит предварительно перед вложением в солнечные батареи оценить количество поступающей солнечной энергии в определённом месте и составить чертёж расположения панелей. Это можно сделать на основе исследований разнообразных метеостанций или гидрометеослужб.


При строительстве загородного дома всегда желательно предварительно продумать автономное электроснабжение дома. Оно может понадобиться в любой момент в случае аварийного отключения централизованного электропитания.

Автономное электроснабжение дома: выбор системы автономного электроснабжения

 

Говорить о значении и значимости электричества в частном доме, нет нужды. Весь современный быт и комфорт основан на электричестве и его наличии в доме.

Две тенденции автономного электроснабжения дома

По определению, автономное электроснабжение дома предполагает независимость от внешних источников электроснабжения, а точнее от централизованного электроснабжения дома. Всё развитие автономного электроснабжения направлено на создание дома полностью независимого от внешних электрических сетей. Яркий пример на сайте 220-on.ru. При этом нужно получить непросто независимый дом, а дом, где стоимость электроэнергии от автономного источника должна быть сравнима, а лучше меньше, чем от центрального электроснабжения.

Если создавать автономную систему электроснабжения реально, то получить дешевое и удобное электричество от неё пока затруднительно. Именно, поэтому, системы автономного электроснабжения используются, как дополнительные или резервные источники электропитания.

Как выбрать автономное электроснабжение дома

Выбор системы автономного электроснабжения дома зависит от доступности альтернативных источников. Доступность газа, жидкого топлива, солнечной энергии, и т.п., заставляют выбирать из  следующих типов автономных электросистем:

  • Автономные электростанции с двигателями;
  • Генераторы электроэнергии на природном топливе;
  • Аккумуляторные батареи большой ёмкости.

Автономная электростанция с генераторами вращения

Автономные электростанции используют двигатели внутреннего сгорания для выработки электроэнергии. По типу двигателя разделяют следующие автономные электростанции.

  • Бензиновая станция;
  • Дизельная станция;
  • Газовая станция.

Из-за шума, выхлопов и постоянной потребности в топливе, данные электростанции вряд ли можно использовать для постоянного электроснабжения дома.

Генераторы

Более эффективны генераторы, работающие от «природного топлива», а именно, ветра, солнца, движения воды. Данное топливо бесплатно и стоимость электроэнергии определяется лишь стоимостью самих генераторов и их установки.

Инверторные системы и автономное электроснабжение дома

Простая инверторная система состоит из аккумуляторных батарей большой ёмкости, которые подключаются к сети при отсутствии внешнего электропитания. 

Для рационального использования генераторов электроэнергии, используется сложная инверторная система автономного электроснабжения.

Сложная инверторная система, включает генератор или нескольких разнотипных генераторов электроэнергии и системы аккумуляторных батарей. Принцип работы данной системы прост. При необходимости, подключаются аккумуляторные батареи, которые, при необходимости подзаряжаются от автономных генераторов электроэнергии или топливных электростанций. В случае, повышенного электропотребления работают и генераторы (электростанции) и аккумуляторные батареи.

При постоянном наличии солнечной, ветровой или наличии энергии падения воды, можно использовать сложную инверторную систему, как полностью ввтономное электроснабжение дома.

Популярные статьи

 

Автономное электроснабжение дачи и коттеджа на основе инвертора

Для организации автономного электроснабжения дачи с домиком сезонного проживания, частного дома или коттеджа часто применяют солнечные электростанции с аккумуляторными батареями высокой емкости. Такая система обеспечивает бесперебойное электропитание потребителей независимо от того, имеется ли основной источник электроснабжения или нет. Рассмотрим особенности автономного электроснабжения на основе солнечных электростанций, и какую роль в оборудовании играют инверторы.

Особенности и принцип работы солнечной электростанции для дачи и коттеджа

Все солнечные электростанции делятся на 3 типа:

  • Сетевые. Вырабатывающаяся электроэнергия поступает во внутреннюю сеть, а при её нехватке для потребителей происходит отбор из промышленной сети.
  • Автономные. Подключение к промышленной сети отсутствует. Вырабатываемое электричество питает потребителей, а избытки энергии накапливаются в аккумуляторных батареях. Питание в темное время суток осуществляется от АКБ.
  • Гибридные. Днем питание осуществляется от электроэнергии, полученной от солнечных панелей, способствуя снижению электропотребления из промышленной сети. В случае отключения основного источника питания электричество поступает уже от АКБ.

Автономные или гибридные системы состоят из PV модулей (фотоэлектрические панели), контроллера, блока аккумуляторных батарей, инвертора. Преобразованная в электричество энергия солнечного света через контроллер направляется на АКБ, после чего с инвертора переменным током на все потребители (например, дверной замок). Для автономных или гибридных систем используются необслуживаемые GEL аккумуляторы.

Для эффективной работы автономных солнечных электростанций требуется строгое соответствие нескольким условиям:

  • Установка PV панелей на крыше или стене дома, коттеджа или на отдельно стоящем каркасном сооружении. Солнечные панели должны быть установлены под определенным углом и направлены на юг, во избежание больших потерь энергии.
  • Быстрый доступ к панелям для очистки от загрязнений, снега в зимнее время.
  • Достаточное количество панелей и аккумуляторных батарей для бесперебойного снабжения основных потребителей электроэнергии (освещение, телевизор, холодильник и пр.).

Частые отключения электроэнергии на даче или в доме

Если используется гибридная солнечная электростанция, есть возможность питания от промышленной сети или имеется только промышленная сеть, а установка PV панелей нецелесообразна, но при этом часто встречаются отключения электричества на несколько часов, то решить проблему поможет система резервирования на основе инвертора.

Принцип работы инверторного ИБП следующий:

  1. При наличии основного источника питания ток не поступает на АКБ (нет буферного режима, срок службы аккумулятора увеличивается).
  2. Если происходит отключение электричества, то цепь питания автоматически переключается на резерв – постоянный ток из АКБ через инвертор преобразуется в переменный, и поступает на потребителей.
  3. При возобновлении основного электроснабжения происходит обратное переключение цепи.
  4. В солнечную погоду PV модули преобразуют энергию света в электричество, которое через контроллер поступает на блок АКБ для их подзарядки.
  5. После заряда аккумуляторов ток на них не поступает, электроэнергия, получаемая от солнечных батарей, поступает к потребителям вместе с электричеством из промышленной сети (гибридная система).

Инверторный источник бесперебойного питания позволяет решить проблему с частыми отключениями электроэнергии в дачных или коттеджных поселках. При выборе подходящего варианта для работы совместно с солнечной электростанцией учитывают пиковую потребляемую мощность, частоту и продолжительность отключений электричества (влияет на время резервирования, количество аккумуляторных батарей в блоке).

Системы резервирования могут успешно применяться не только с солнечными электростанциями, но и с ветрогенераторами. Можно подобрать решение для резерва на время вплоть до 24-48 часов. Среди готовых источников бесперебойного питания на основе инвертора есть варианты на 1-3 кВт, а также на 5-10 кВт и выше, что позволит обеспечить электричеством дачу или коттедж с большим количеством одновременно работающих потребителей тока.

Обратите внимание, долговечность системы зависит от условий эксплуатации.

Необслуживаемые AGM аккумуляторы, используемые в в источниках бесперебойного питания, прослужат до 8-10 лет при хранении в нормальных условиях.

В циклическом режиме (то есть при частых циклах заряда-разряда и глубокого разряда) может наблюдаться выход АКБ из строя уже через 3-5 лет.

Автономное электроснабжение дома: как выбрать источник

Оглавление:
Автономное электроснабжение дома: выбор альтернативного источника
Топливные генераторы: как работают системы с их участием
Бестопливные генераторы: принцип работы системы

Нет электричества – нет тепла в доме и многих других удобств. Вопросы, как, а главное, с помощью чего сделать автономное электроснабжение дома, являются насущными для многих людей, проживающих вдали от больших городов. В таких местах перебои с подачей электроэнергии – дело привычное, хотя и неприятное. Да и в черте города они еще пока не являются из рук вон выходящим событием. В этой статье вместе с сайтом stroisovety.org мы подробно рассмотрим вопрос автономного или резервного электроснабжения. Мы разберем два наиболее приемлемых варианта, а вы уже делайте выводы, какой из них больше подойдет для ваших условий проживания.

Какие существуют источники электроснабжения

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.

    Как обеспечить дом электроэнергией: генераторы

  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.

    Автономное электроснабжение дома: солнечные батареи

  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.

    Бесперебойное электроснабжение: аккумуляторные батареи

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

Топливные генераторы: как работают системы с их участием

Основная задача дизельного, бензинового или газового генератора в работе системы бесперебойного электроснабжения – вовремя включаться в работу и обеспечивать оборудование дома электроэнергией. Также не менее важной задачей этого источника электроэнергии является своевременное его отключение. Как, по-вашему, что произойдет, если столкнутся два встречных потока заряженных электронов? Как минимум выход из строя некоторых приборов, а как максимум пожар со всеми вытекающими последствиями.

Исходя из этого разработана схема и алгоритм включения топливных генераторов в работу. Когда в электрической сети присутствует напряжение, они спят тихим и спокойным сном, но как только оно пропадает, специальное реле замыкает цепь между аккумулятором и генератором, в результате чего он просыпается и начинает вырабатывать электроэнергию. Практически то же самое, только с точностью до наоборот, происходит и при подаче электричества из центральной сети – контактор размыкает цепь генератора, в результате чего он глохнет и снова засыпает.

Автономное электроснабжение: топливный генератор

По такому принципу работает резервное электроснабжение с участием топливных генераторов. Если же речь идет о постоянном электроснабжении, то здесь все еще проще – вместо одного генератора используется два. Второй является резервным и включается в работу только в том случае, когда первый ломается. Также существуют схемы поочередного включения генераторов – такой подход к делу позволяет не перегружать один агрегат. В результате увеличивается его срок службы.

Бестопливные генераторы: принцип работы системы

Автономная система электроснабжения с участием бестопливных генераторов энергии на сегодняшний день является самой сложной. На это оказывает влияние не только технологичность устройств, способных из «ничего» вырабатывать электричество, но и огромный комплекс вспомогательного оборудования, назначение которого заключается в накоплении и переработке электрической энергии в пригодный для наших бытовых приборов ток.

Схема подобных систем работает по достаточно простому принципу, несмотря на сложность используемого оборудования. Ее условно можно разделить на три основные части:

  • сам источник электроэнергии, в качестве которого могут выступать и солнечные батареи, и ветрогенератор, и прочие другие маломощные источники тока;
  • накопительная часть, состоящая из блока аккумуляторов;
  • преобразующая система, в ее основу положен принцип работы инвертора, который и является той частью системы, которая преобразует низкое напряжение в высокое.

Все эти части являются неотъемлемыми составляющими системы автономного энергоснабжения и существовать друг без друга не могут.

Каким должно быть резервное электроснабжение

В заключение несколько слов о том, как сделать источник бесперебойного электропитания своими руками. Здесь все просто. Понадобятся три составляющие: несколько штук аккумуляторов, которые для увеличения емкости соединяются по параллельной схеме, зарядное устройство к ним и инвертор. Пока имеется в сети напряжение, аккумуляторы заряжаются от зарядного устройства, включенного в сеть, а как только энергия исчезает, они начинают выдавать электроэнергию в квартирную проводку посредством инвертора.

О последних устройствах скажу больше – в магазинах их много, и рассчитаны они на потребителей с определенной мощностью. Можно купить инвертер с выходной мощностью на 300Вт, а можно и на 4кВт. От этой мощности зависит количество электроприборов, которые смогут питаться от такого источника. Следует понимать, что чем больше приборов вы хотите питать таким бесперебойником, то тем больше понадобится суммарная емкость аккумуляторов. Неправильно подобранная емкость приведет к быстрой разрядке батарей.

Источник бесперебойного электропитания фото

Вот, в принципе, и все способы, с помощью которых можно сделать автономное электроснабжение дома. Как видите, выбор невелик, но, тем не менее, он есть. Что же касается стоимости таких систем, то некоторым людям она может показаться запредельной, особенно если учитывать расходы на топливо. В этом отношении намного привлекательнее выглядят такие неиссякаемые и абсолютно бесплатные источники электрической энергии, как солнце или ветер – стоят такие системы намного дороже, но они с лихвой окупаются отсутствием затрат на топливо для генератора.

Автор статьи Александр Куликов

Автономные системы электроснабжения частного дома

Раньше автономное электроснабжение дома обеспечивалось бензиновыми генераторами. Но такое решение не является оптимальным, поскольку генераторы требуют постоянной дозаправки топливом, им необходимо проводить регулярное ТО, и ресурс их не такой длительный, как хотелось бы. Еще один ощутимый минус — плохое качество тока на выходе.

Инверторы как источник автономного электропитания для частного дома

Значительно повысить работоспособность системы способно подключение к генератору силовых инверторов с зарядными устройствами и емких аккумуляторных батарей, которые работают как источник автономного электроснабжения частного дома на высоком уровне.

В таком случае генератор функционирует не весь день, а только то время, которое необходимо для пополнения заряда батарей. Остальные часы все системы загородного дома работают от энергии аккумуляторов, которая преобразуется инвертором в переменный ток с чистым синусом.

Как только аккумуляторы разряжаются, инвертор вновь подключает к работе генератор, обеспечивая переменным током нагрузку и одновременно пополняя заряд батареи. Автономное электропитание, организованное по такому принципу, обеспечивает надежную работу техники, так как переключение между питанием нагрузки от аккумуляторов и генератора происходит автоматически.

Регулирует работу всех устройств инвертор, управление которым возможно при наличии специальных фирменных системных контроллеров. Можно запрограммировать систему, прописав несколько вариантов развития сценария:

  • генератор включается при падении уровня напряжения или степени заряда аккумуляторов;
  • подключение генератора также может быть связано с увеличением нагрузки;
  • автономное энергоснабжение от генератора можно запрограммировать на определенные часы (например, разрешить его работу в дневное время и запретить в ночное).

Использование инверторов и аккумуляторов позволяет продлить срок службы генератора и уменьшить цену содержания объекта, существенно уменьшив расходы на покупку топлива и техническое обслуживание. При этом обслуживание компонентов инверторной системы не требуется.

Работа инверторов с альтернативными источниками резервного питания

Современные силовые инверторы вместе с аккумуляторами позволяют обеспечить автономную работу всех домашних бытовых приборов за счет использования альтернативных источников электроснабжения.

В этом случае в гибридную систему включаются, помимо генератора, солнечные панели и ветрогенератор.

Также система резервного электроснабжения может функционировать только с возобновляемыми источниками энергии.

Энергию солнца или ветра аккумуляторные батареи могут накапливать при помощи специальных контроллеров заряда в те моменты, когда она доступна. При достаточном уровне заряда АКБ инверторы преобразуют постоянный ток аккумуляторов в переменный с чистой синусоидой, который используется для поддержания работоспособности бытовых приборов и техники.

Еще один вариант применения инверторов — построение систем бесперебойного питания в ситуациях, когда подключение к сети есть, но не отличается стабильностью.

Автономный источник питания на базе инверторов с аккумуляторными батареями и солнечными панелями в этой ситуации используется не только при исчезновении напряжения в стационарной сети, но и для приоритетного использования энергии солнца в целях экономии сетевой электроэнергии.

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

Инвертор Victron серии Phoenix представляет собой профессиональное техническое устройство для преобразования постоянного тока в переменный. Разработанный с применением гибридной технологии ВЧ, он рассчитан на соответствие самым высоким требованиям.

Его функция заключается в обеспечении питанием любой автономной системы электроснабжения с необходимостью получения высокого качества тока на выходе со стабильным напряжением в виде чистой синусоиды.

В быту напряжение с чистым синусом требуют такие приборы, как газовый котел, холодильник, микроволновка, телевизор, стиральная машина и прочее.

Полностью автономное электроснабжение частного дома с различными бытовыми электроприборами требует как высокого качества напряжения, так и возможности инвертора справляться с пусковыми токами трудных нагрузок (компрессор холодильника, электродвигатель насоса и т.п.). Удовлетворить эту потребность может функция SinusMax инвертора Phoenix. Она обеспечивает двукратную кратковременную перегрузочную способность системы. Более простым и ранним технологиям преобразования напряжения это не под силу.

Энергопотребление 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 в течение короткого периода времени.
  • при постоянной работе в энергосберегающем режиме (AES): от 5 до 20 Вт.

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

Инверторы Phoenix Inverter и Phoenix Inverter Compact могут работать как в параллельных конфигурациях (до 6 инверторов на фазе), так и в 3-х фазных. Оптимальные в соотношении «цена/качество» они подходят не только для дома, но и для автономного электроснабжения транспорта, мобильных комплексов.

Система автономного электроснабжения частного дома

Система автономного электроснабжения дома может включать в себя не только инвертор и альтернативные источники энергии, но и генератор. Инверторная система включит генератор в случае необходимости подзарядки аккумуляторов.

Для запуска генератора можно использовать или встроенное реле инвертора или реле аккумуляторного монитора BMV-700. По достижении необходимого уровня заряда, генератор отключается. Далее питание нагрузок опять начинают обеспечивать аккумуляторы.

Такая схема позволит полноценно обеспечивать электричеством удаленный дом даже при временном отсутствии солнца или ветра.

Аккумуляторы для автономного энергоснабжения

Компания «Вега» предлагает свинцово-кислотные аккумуляторы для автономного энергоснабжения хорошо себя зарекомендовавших брендов:

Эти аккумуляторы выполнены по технологии GEL, устойчивы к глубоким разрядам, не требуют технического обслуживания и долива воды, имеют большее количество циклов, чем AGM-аккумуляторы.

При правильно подобранной системе и обеспечении разряда не более чем на 50%, ресурс аккумуляторов может достигать около 1000 циклов. Установив такую систему у себя дома или на подконтрольном объекте, вы убедитесь в ее безупречной многолетней службе.

Victron PracticVolt-0212-1/100 Инверторная система PracticVolt-0212-1/100 рекомендуется для бесперебойного питания газового котла и циркуляционного насоса системы отопления загородного дома с мощностью нагрузки до 150 Вт. В состав системы входит инвертор Victron Phoenix 12/350 Shuko outlet, зарядное устройство Victron Blue Power Charger IP65 12/15 и необслуживаемый гелевый аккумулятор емкостью 100 Ач. В системе осуществляется on-line преобразование напряжения, благодаря чему обеспечивается стабилизированное электроснабжение автоматики котла и насоса, а переключение сеть/инвертор происходит за 0 сек. Время резервного питания в случае отключения электроэнергии составляет до 7 часов.
Victron PracticVolt-0812-1/100 Рекомендуются для бесперебойного питания газового котла и циркуляционных насосов загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 800 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.
Victron PracticVolt-1212-1 Рекомендуются для бесперебойного питания газового котла, циркуляционных насосов и бытовой техники загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 1200 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.
Victron PracticVolt-1624-2 Рекомендуются для бесперебойного питания газового котла, циркуляционных насосов и бытовой техники загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 1600 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.
Рекомендуются для бесперебойного питания электроприборов и бытовой техники загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 2000 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.
Рекомендуются для бесперебойного питания электроприборов и бытовой техники загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 5000 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.
Рекомендуются для бесперебойного питания загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 8000 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.
Victron PracticVolt-10048 Рекомендуются для бесперебойного питания загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 10000 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.

Инверторы для бесперебойного питания дома и дачи:

Victron PracticVolt-1212-1 Рекомендуются для бесперебойного питания газового котла, циркуляционных насосов и бытовой техники загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 1200 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.
Victron PracticVolt-1624-2 Рекомендуются для бесперебойного питания газового котла, циркуляционных насосов и бытовой техники загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 1600 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.
Victron PracticVolt-3024-4 Рекомендуются для бесперебойного питания электроприборов и бытовой техники загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 3000 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.

Обратная связь

Рубрика: Автономное электроснабжение

Резервное электроснабжение Автономное электроснабжение Системы с солнечными батареями Библиотека См. также полную карту нашего сайта со списком всех статей. Купить готовые системы электроснабжения вы можете у нас, мы бесплатно подберем …

Автономное электроснабжение

Автономные системы электроснабжения У Вас есть загородный дом, но нет возможности протянуть к нему линию электропередач (ЛЭП)? Или подключение к централизованным сетям электроснабжения непомерно дорого? А может быть, лучше сравнить …

Автономное электроснабжение

7 причин иметь систему автономного электроснабжения Обострившиеся в последнее время проблемы с подключением загородных домов и удаленных объектов к сетям централизованного электроснабжения вынуждают к поиску альтернативных способов электроснабжения. Большой интерес …

Автономное электроснабжение / Резервное электроснабжение / Сетевые

Автономные и резервные системы электроснабжения с соединением на стороне переменного тока Каргиев В.М. Компания «Ваш Солнечный Дом» Использование сетевых инверторов совместно с батарейными инверторами в автономных системах В последнее время …

Автономное электроснабжение / Солнечная энергетика

Собственная солнечная электростанция — за и против Рассмотрим следующие варианты фотоэлектрических систем не соединенные с сетью работающие параллельно с сетью с аккумуляторными батареями работающие параллельно с сетью без аккумуляторных батарей …

Автономное электроснабжение

Методы построения гибридных автономных и резервных систем электроснабжения Каргиев В.М., кандидат технических наук, Компания «Ваш Солнечный Дом» Доказано, что гибридные системы электроснабжения с использованием возобновляемых источников энергии являются экономически обоснованным …

Автономное электроснабжение / Освещение

Энергоэффективность — важный элемент автономной энергосистемы Дешевле (и лучше для окружающей среды) улучшить эффективность использования энергии в вашем доме, чем производить больше энергии для того, чтобы покрыть недостаток энергии. Перед …

Автономное электроснабжение

Гибридные системы с возобновляемым источником энергии Что делать, если вашему дому нужна электроэнергия, а линия электропередач находится далеко от Вас, и ее подключение невозможно или нереальнро дорого? С учетом постоянного …

Автономное электроснабжение / Аккумулирование энергии

Замечания по работе аккумуляторов в генераторно-аккумуляторной системе Каргиев В.М., «Ваш Солнечный Дом» Статья является частью «Руководства покупателя АКБ« При использовании информации ссылка на источник обязательна. См. Копирайт Аккумуляторы для …

Автономное электроснабжение / Резервное электроснабжение / Инверторы

Гибридные системы с использованием оборудования Rich Electric На базе оборудования Rich Electric можно строить гибкие продвинутые и высокоэффективные системы автономного и резервного электроснабжения. При этом возможно применение как солнечных и …

Выбор сечения кабеля По кабелям, соединяющим инвертор и аккумуляторные батареи, протекает очень большой ток. Поэтому необходимо правильно выбрать сечение кабеля исходя из максимальных токов, которые может потреблять инвертор. Очень важно, …

Автономное электроснабжение

Дизель-аккумуляторная система автономного электроснабжения В настоящее время подавляющее большинство домовладельцев и малых предпринимателей решает вопрос автономного электроснабжения своего дома или коммерческого объекта путем установки бензиновой или дизельной электростанции. Выбор таких …

Автономное электроснабжение

Ветро-солнечная электростанция В большинстве районов приход солнечной радиации и наличие ветра находятся в противофазе (т.е. когда светит яркое солнце, обычно нет ветра, а если дует сильный ветер, то солнца нет). …

Автономное электроснабжение

Гибридные системы электроснабжения для удаленных поселков Гибридные энергосистемы для удаленных поселков являются экономически обоснованной альтернативой прокладке электрических сетей для электрификации удаленных объектов. В России насчитываются тысячи населенных пунктов, которые не …

Автономное электроснабжение / Резервное электроснабжение

Типичная Мощность бытовых приборов Данные из таблицы могут понадобиться вам для расчетов энергопотребления в доме. Нагрузка Мощность, Вт Нагрузка Мощность, Вт Кофемолка 200 Бритва 15 Кофеварка 800 Ноутбук 20-50 Тостер …

Автономное электроснабжение / Библиотека

Как выбрать блок бесперебойного или резервного питания Яновский М.Г. «Источники бесперебойного питания» Все блоки по типу использования можно разделить на два основных класса По схемотехническим решениям блоки можно разделить на …

Автономное электроснабжение частного дома

В наш век прогрессивных коммуникационных технологий не каждый населенный пункт отдаленных областей может похвастаться наличием централизованного электроснабжения, более того в некоторых местах допустимы частые колебания напряжения, что пагубно сказывается на сроке службы бытовой техники. Для того чтобы создать бесперебойное и надежное энергоснабжение в частном доме прибегают к использованию автономных электростанций, работающих на разных источниках топлива генераторной системы.

Газовым, бензиновым и дизельным генераторам характерно различное конструкторское исполнение и мощность, при этом самые последние модели укомплектованы определенным набором функций, что позволяет их использовать с минимальным участием человека: периодическое проведение планового ТО, контроль работы параметров и пополнение запасов топлива. Для подключения и ввода в эксплуатацию автономной электростанции потребуется минимум времени. Например, для монтажа блок-контейнера с вмонтированным газовым или дизельным генератором уйдет всего лишь пара часов, однако прежде чем устанавливать, необходимо создать благоприятную инфраструктуру:

  1. Подготовка ровной площадки для монтажа контейнерной электростанции, а для рамного аналога данный этап исключен.
  2. Подводка кабелей сети.
  3. Создание аварийного запаса горючего.

Виды установок

Вы можете выбрать любой источник энергии, самый подходящий в финансовом плане и плане эффективности работы:

  • Установка генераторная. Представляет собой систему, объединяющую генератор и двигатель внутреннего сгорания (дизельный или бензиновый). Такая установка при помощи вмонтированной автоматики срабатывает сразу в течение нескольких минут после пропадания ведущей электросети. В данном случае для компьютеризированной системы контроля и управления этот вариант не подходит, поскольку каждая доля секунды играет свою роль, поэтому следует использовать бесперебойный источник энергии.
  • Электростанция дизельная. Согласно типу генератора принято различать трех- и однофазные дизельные электростанции, при этом, если вы решили брать трехфазный вариант, не забывайте о равномерном перераспределении нагрузки по фазам (цифра перекоса фазы составляет максимум 25% по отношению друг к другу). Вариация дизельных электростанций также зависит от метода охлаждения: жидкостный для стационарной станции (тосол) и воздушный для переносной и портативной (поток воздуха).
  • Электростанция бензиновая. Согласно типу генератора, как и в дизельном варианте, принято различать трех- и однофазные дизельные электростанции. Бензиновый аналог принято использовать, как переносной или портативный, реже в качестве резервного источника питания. В отличие от дизельного двигателя, бензиновый обладает меньшим ресурсом, соответственно и срок службы будет недолгим.

Категория альтернативных источников питания

Для владельцев загородных вилл и дач существует комфортный способ абстрагирования от централизованных источников энергопитания – это так называемое альтернативное энергоснабжение, представленное тремя современными вариантами: ветряными мельницами, солнечными батареями и аккумуляторами тепла. 

  1. Ветровая энергия. В качестве топлива выступает общедоступный природный ресурс – ветер. Такой механизм укомплектован специализированной системой ориентации за ветром, проворачивающей винт при дуновении. Для максимальной эффективности специалисты рекомендуют добавить роторный элемент (парус), который вращается даже при легком дуновении ветерка.
  2. Солнечные батареи, установленные на скате крыши. Эта своеобразная конструкция производится из спектра пластин, в состав которых входит легированный кремний, чем-то напоминающий затемненное стекло. Данному материалу свойственно воспроизводить ток на базе световых лучей. Так, к примеру, для дома средней кубатуры достаточно будет установить десять батарей, а если у вас коттедж большей площадью, добавьте ветрогенератор и электричество будет в каждом уголке комнаты.
  3. Солнечный тепловой коллектор. На крышах дома монтируются целые проекции из шлангов, баков и труб, окрашенные в черный цвет, поглощающих тепло. Главное иметь большой объем накопителей, чтобы получить долгий аккумулирующий эффект.

Теперь вы можете больше не терпеть низкое качество электричества, вызванное перебоями в сети и взять в качестве автономного электроснабжения любой из вышеописанных вариантов, который на ваш взгляд и рассудительность специалиста станет идеальным способом образования и поддержания электричества в доме. Главное, всегда слушать рекомендации опытных мастеров, чтобы не выкинуть средства на ветер.

Обшивка брусового дома >>

Отопление в деревянном доме >>

Насекомые в деревянном доме >>

Вернуться назад

Автономные системы электроснабжения

Довольно часто возникает ситуация, когда место для строительства частного дома во всех отношениях просто идеальное, но в то же время отсутствует возможность подключения к централизованным инженерным сетям.

Особенную остроту приобретает вопрос обеспечения электричеством, без которого невозможно нормальное функционирование современных объектов.

Поэтому наилучшим выходом из такого положения будут автономные системы электроснабжения, обеспечивающие полную независимость от центральных электрических сетей, без какого-либо ущерба для экологии.

Автономные системы электроснабжения частного дома

Использование автономных систем обойдется значительно дешевле, чем прокладка новой линии электропередачи, требующая значительных материальных затрат. Автономный источник питания находится в полной собственности хозяина дома. При регулярном техническом обслуживании он сможет эксплуатироваться в течение длительного времени.

Все автономные источники электроснабжения по большому счету похожи друг на друга своим общим устройством и принципом действия. В состав каждой из них входят три основные узла:

  • Преобразователь энергии. Представлен солнечными панелями или ветровым генератором, где энергия солнца и ветра преобразуется в электрический ток. Их эффективность во многом зависит от природных условий и погоды в данной местности – от солнечной активности, силы и направления ветра.
  • Аккумуляторы. Представляют собой электрические емкости, накапливающие электричество, активно вырабатываемое при оптимальной погоде. Чем больше имеется аккумуляторов, тем дольше сможет расходоваться запасенная энергия. Для расчетов используется среднесуточное потребление электричества.
  • Контроллер. Выполняет управляющую функцию по распределению потоков выработанной энергии. В основном эти устройства контролируют состояние аккумуляторных батарей. Когда они полностью заряжены, вся энергия уходит напрямую потребителям. Если же контроллер обнаруживает разрядку батареи, то энергия перераспределяется: она частично уходит потребителю, а другая часть затрачивается на зарядку батареи.
  • Инвертор. Устройство для преобразования постоянного тока 12 или 24 вольта в стандартное напряжение 220 В. Инверторы имеют различную мощность, для расчета которой берется суммарная мощность одновременно работающих потребителей. При расчетах необходимо давать определенный запас, поскольку работа оборудования на пределе возможностей приводит к его быстрому выходу из строя.

Бензиновая электростанция

Существует различное автономное электроснабжение загородного дома, готовые решения которого дополняются различными элементами в виде соединительных кабелей, балластов для сброса лишнего электричества и прочими составными частями. Для правильного выбора агрегата следует более подробно ознакомиться с каждым типом альтернативных источников питания.

Генераторы и мини-электростанции

Генераторные установки и мини-электростанции широко используются и обеспечивают автономное электроснабжение дома, особенно там, где совсем нет централизованных электрических сетей.

При условии правильного выбора агрегата, на выходе получается напряжение, способное полностью обеспечить объект электроэнергией.

Основным фактором нормальной работы оборудования, является его соответствие электрическим параметрам подключаемых потребителей.

Как правило автономные электростанции выполняют две основные функции. Они служат источником резервного питания на период отключения электроэнергии или снабжают объект электричеством на постоянной основе.

Во многих случаях эти устройства обеспечивают подачу напряжения более высокого качества, чем в центральной сети.

Это очень важно при использовании высокочувствительной техники, например, газовых отопительных котлов, медицинского оборудования и другой аппаратуры.

Большое значение имеет мощность генераторов, их производительность и возможность продолжительной работы без отключения. Техника с малой мощностью относится к категории электрогенераторов, а более сложные и мощные конструкции считаются уже мини-электростанциями. К устройствам малой мощности относятся генераторы способные выдерживать нагрузку, не превышающую 10 кВт.

Существуют различные типы генераторов, в зависимости от применяемого топлива.

  1. Бензиновые. Чаще всего используются в качестве резервного источника питания в связи с высокой стоимостью топлива и сравнительно дорогим техническим обслуживанием. Стоимость бензиновых агрегатов значительно ниже других аналогов, что делает их экономически выгодными именно в качестве резервного источника на период отключения основной электроэнергии.
  2. Дизельные. Обладают значительным моторесурсом, гораздо выше, чем у бензиновых аналогов. Такое оборудование может работать дольше, даже при больших нагрузках. Несмотря на их высокую стоимость, дизельные генераторы пользуются повышенным спросом из-за дешевого топлива и недорогого технического обслуживания.
  3. Газовые. Надежность и эффективность этих агрегатов вполне может сравниться с бензиновыми и дизельными генераторами. Основным достоинством является их низкая цена и экологическая чистота в процессе эксплуатации.

Каждый агрегат состоит из двигателя и самого генератора. Для более удобной работы все устройства оборудуются замком зажигания, стартером и аккумулятором, розетками для подключения потребителей, измерительными приборами, топливным баком, воздушным фильтром и другими элементами.

Аккумуляторы и источники бесперебойного питания

Одним из вариантов на период отключения электричества в загородном доме являются источники бесперебойного питания. Их применение позволяет решить множество проблем, особенно при кратковременных отключениях электроэнергии.

Регулировка питания осуществляется с помощью инвертора и стабилизатора. Использование бесперебойников позволяет сохранить важную информацию на компьютере, которая может быть уничтожена при неожиданном отключении электроэнергии.

Солнечные батареи: альтернативная энергия

В состав ИБП входит схема управления и инвертор, являющийся по сути, зарядным устройством. От его мощности зависит время переключения и обеспечение бесперебойного поступления электроэнергии к потребителю. За счет этого обеспечивается автономное электроснабжение загородного дома.

Особая роль отводится стабилизатору, основная функция которого заключается в увеличении или снижении подачи тока, поступающего из основной сети. Поэтому при выборе источника бесперебойного питания следует обязательно учитывать технические характеристики инвертора и стабилизатора. Стандартные устройства оборудуются стабилизатором, способным лишь понижать напряжение.

К положительным качествам ИБП можно отнести их сравнительно невысокую стоимость. Они работают бесшумно и не подвержены нагреву за счет высокого КПД, составляющего 99%.

Основным недостатком считается продолжительное переключение на собственное питание. Отсутствует возможность ручной настройки величины напряжения и частоты подачи энергии.

Во время работы аккумулятора выход напряжения будет иметь несинусоидальную форму.

Источники бесперебойного питания хорошо зарекомендовали себя совместно с компьютерами и локальными сетями, эффективно поддерживая их работоспособность. Они оказались наиболее оптимальным вариантом для использования именно в этой области.

Электроснабжение частного дома солнечными батареями

В частных и загородных домах все более широкое распространение получают солнечные батареи, используемые в качестве основных или резервных источников питания. Основной функцией этих устройств является преобразование солнечной энергии в электрическую.

Существуют различные способы применения постоянного тока, вырабатываемого солнечными батареями.

Он может использоваться напрямую, сразу же после выработки или накапливаться в аккумуляторных батареях и расходоваться по мере необходимости в темное время суток.

Кроме того, постоянный ток с помощью инвертора может быть преобразован в переменный ток, напряжением 110, 220 и 380 вольт и применяться для различных групп и типов потребителей.

Вся автономная система электроснабжения на солнечных батареях функционирует по определенной схеме. На протяжении светового дня они производят электроэнергию, которая затем подается к контроллеру заряда. Основной функцией контроллера является управление зарядом аккумуляторов.

Если их емкость заполнена на 100%, то подача заряда от солнечных батарей прекращается. Инвертор преобразует постоянный ток в переменный с заданными параметрами.

При включении потребителей, этот прибор забирает энергию из аккумуляторов, преобразует ее и направляет в сеть к потребителям.

Солнечная энергия, в зависимости от времен года, не бывает постоянной и не всегда рассматривается в качестве основного источника. Кроме того, объем электроэнергии, потребляемой ежесуточно, тоже изменяется в разные стороны.

Поэтому при наступлении полного разряда аккумуляторов, происходит автоматическое переключение системы домашнего электроснабжения с солнечных батарей на другие резервные источники питания или на центральную электрическую сеть.

Уличные светильники на солнечных батареях

Солнечные батареи делают хозяев дома абсолютно независимыми от центрального электроснабжения. В этом случае не требуется подводка электрических сетей, исключаются дополнительные траты на оформление разрешительных документов и оплату электроэнергии. Данная система не зависит от перебоев централизованной подачи электричества, на нее не влияет рост тарифов, отсутствуют ограничения в подключении дополнительных мощностей.

Солнечные батареи могут эксплуатироваться в течение длительного периода времени, составляющего 20-50 лет. Серьезные финансовые вложения делаются только один раз, после чего система будет работать и постепенно окупать себя.

Вся работа батарей осуществляется на полном автомате. Существенным плюсом является полная безопасность солнечной энергии для человека и окружающей среды.

Для получения нужного экономического результата следует правильно выбирать оборудование, монтировать и вводить его в эксплуатацию.

Ветрогенераторные установки

Энергия ветра используется с давних пор. Наглядным примером являются парусные корабли и ветряные мельницы, оставшиеся далеко в прошлом. В настоящее время ветровая энергия стала вновь использоваться для совершения полезной работы.

Типичным представителем этих устройств считается ветрогенератор. Принцип работы агрегата основа на вращении воздушным потоком лопастей ротора, закрепленного на валу генератора.

В результате вращения в обмотках генератора создается переменный ток. Он может расходоваться напрямую или накапливаться в аккумуляторах и использоваться в дальнейшем по мере необходимости.

Таким образом, обеспечивается автономное электроснабжение объекта.

Кроме генератора, в рабочей цепи имеется контроллер, выполняющий функцию преобразования трехфазного переменного тока в постоянный. Преобразованный ток направляется на зарядку аккумуляторов.

Бытовые приборы не могут работать от постоянного тока, поэтому для его дальнейшего преобразования используется инвертор. С его помощью происходит обратное превращение постоянного тока в переменный бытовой ток на 220 вольт.

В результате всех преобразований расходуется примерно 15-20% от первоначально выработанной электроэнергии.

Совместно с ветровыми установками могут использоваться солнечные батареи, а также бензиновые или дизельные генераторы. В этих случаях в схему дополнительно включается автоматический ввод резерва (АВР), который производит активацию резервного источника тока, если основной отключается.

Для того чтобы получить максимальную мощность, расположение ветряного генератора должно быть вдоль по направлению ветрового потока.

Наиболее простые системы оборудуются специальными флюгерами, закрепляемыми на противоположном конце генератора. Флюгер представляет собой вертикальную лопасть, которая разворачивает все устройство навстречу ветру.

В более сложных и мощных установках эта функция выполняется поворотным электромотором, под управлением датчика направления.

Автономное электроснабжение в интернет-магазине «Светон»

Фильтр. Подбор параметров.

Автономное электроснабжение в России используется достаточно широко. Особенно актуально оно для территорий, которые не подключены к общей электросети. Часто с проблемой отсутствия или нехватки электроэнергии сталкиваются владельцы загородных домов и дач. Чтобы не лишать себя всех благ цивилизации, стоит подобрать подходящий автономный источник электроснабжения для своего дома.

Виды автономного электроснабжения для дома

Самыми распространёнными на сегодняшний день автономными резервными источниками электроснабжения являются:

  • Топливные генераторные установки Автономка для дома в виде генераторов на жидком топливе больше подходит для временного обеспечения дома электричеством. Бензиновые и дизель-генераторы шумные и требуют постоянного внимания и затрат. Этот вид автономного электроснабжения загородного дома весьма распространён за счёт сравнительно небольшой стоимости оборудования.
  • Автономные солнечные электростанции на базе АКБ Автономная система электроснабжения на солнечных батареях является более перспективным решением, так как она может обеспечивать дом электроэнергией на протяжении долгого времени и позволяет сократить расходы на топливо и техобслуживание генератора. Такая автономка для коттеджа изначально дороже генератора, но быстрее окупается, более надёжна и удобна в эксплуатации. Идеально подходит для дачи в летний период.

Состав системы автономного электроснабжения частного дома

Автономка для дачи включает:

  • Источник электроэнергии (солнечные батареи).
  • Топливный генератор (для затяжных пасмурных дней).
  • Аккумуляторные батареи, которые накапливают и сохраняют электричество.
  • Инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный.
  • Контроллер заряда, предохраняющий батареи от переизбытка поступающей энергии. Электрические приборы, которые используют выработанную энергию.

Выгода автономного электропитания дома

Преимущества автономного электропитания дачи на базе АКБ перед бензиновыми генераторами:

  • Бесшумная и комфортная работа.
  • Отсутствие вредных выбросов.
  • Не требует расходов на топливо и техническое обслуживание.
  • Надёжность.
  • Компактность.
  • Безопасная эксплуатация.

Конечно, цена автономного электроснабжения для дома не низкая, но окупить затраты вы сможете в течение нескольких лет, а служить такая система будет долгие годы.

Задать свои вопросы и заказать установку автономного электроснабжения загородного дома или коттеджа вы можете по бесплатному номеру 8-800-500-20-74.

Система автономного электроснабжения – СпецПроект

В последнее время подсоединение дачных участков, домов, деревенских построек, да и просто отдаленных строений к городским электрическим сетям стало проблематичным. Это довольно дорого, да и бюрократические процессы заставляют потрепать нервы. Поэтому многие граждане ищут другие способы подключения своих домов к электрической энергии. Есть множество альтернативных источников электричества, и один из таких – энергия воздуха (устанавливаются специальные ветряные генераторы).

Но на территории нашей страны порывы ветра намного слабее и реже, по сравнению, например, с Соединенными Штатами. Другой источник – энергия Солнца. Это неплохой вариант, который может обслужить средний дом электроэнергией в период с весны по осень. В зимнее время в нашей стране солнечные лучи очень слабы, и поэтому обеспечить дом электричеством не получится, значит, этот вариант нам не подходит.

Другой способ получения электрической энергии – двигатели внутреннего сгорания, которые подключены к генератору. Такой способ имеет много положительных сторон: двигатель занимает небольшое пространство и его можно разместить в любом подвале жилого дома; он бесперебойно подает электрическую энергию; работает на топливе, которое можно купить на любой АЗС. Существенным минусом можно назвать то, что хозяевам дома придется потратиться на бензин.

Еще один вариант – генераторно-аккумуляторные системы. Но они имеют огромный минус – аккумуляторы недолговечны, и их приходиться постоянно менять, теряя на этом большие суммы денег.

Итак, альтернативные источники энергии пользуются бешеной популярностью в Европе и США – солнечные, ветровые, малых рек. Но в России использовать альтернативную энергию довольно проблематично, так как ветра у нас очень редкие и слабые, а солнечные лучи покрывают территорию нашей Родины только половину календарного года. При таком раскладе целесообразно применять гибридные системы электроснабжения на базе электрического генератора, работающего на топливе, а также солнечных батарей и/или ветряных электрических «мельниц». При такой системе электрический генератор, работающий на топливе, будет обеспечивать основные потребности жителей дома в электроэнергии, а ветряные и солнечные приборы будут вспомогательными, и станут обеспечивать только часть электроэнергии в определенное время года.

Таким образом, гибридная система будет состоять из:

  • электрогенератора, работающего на жидком топливе, мощность (Р) которого будет составлять от трех и больше киловатт. Он будет обеспечивать основную часть поставки электроэнергии для жилья независимо от погодных условий и времени года;
  • специального устройства, обеспечивающего постоянную подачу электричества;
  • приборов самостоятельного включения и остановки генератора;
  • аккумуляторов, емкость которых сможет держать суточные нагрузки;
  • альтернативных установок для дополнительной поставки электроэнергии (ветряные «мельницы» и батареи, работающие на солнце).


Как работает система

Автоматическая система питания электричеством на базе аккумуляторов, генератора и ДВС. В Двигатель внутреннего сгорания заливают топливо и запускают. В камерах сгорания топливо превращается в газ, который толкает вал. К этому валу прикреплена обмотка генератора, которая приводится в движение. Обмотка находится между электромагнитами, и в ней образуется электрический ток. Электрическая энергия по проводам поступает на аккумуляторные батареи, которые пропускают ее через себя, и тем самым подзаряжаются. Далее ток по проводам поступает на электрическую цепь дома/дачи. Также установлен специальный чип ББП, который управляет электрическим током и не дает перегружать генератор.

Чтобы запустить двигатель внутреннего сгорания, ничего предпринимать не нужно. Он автоматически запускается, если в аккумуляторной батарее возникает недостаточное напряжение. За своевременным запуском двигателя внутреннего сгорания «следит» микропроцессор, который подключен и к двигателю и к аккумуляторным батареям. При недостаточном напряжении на аккумуляторных батареях, микропроцессор подает команду на включение двигателя внутреннего сгорания, а при достаточной подзарядке аккумуляторов система останавливает двигатель. Это и есть основной принцип работы системы.

Рассмотренная система довольно сложная и требует к себе постоянного внимания и ухода. За двигателем всегда нужно следить: за состоянием свечей, уровнем и качеством топлива, работой поршней, открытием и закрытием клапанов и так далее. За аккумуляторами также нужен уход. Стоит время от времени проверять изоляцию проводов. Все это требует ухода и внимания, но всему этому нетрудно научиться, если есть желание.

Это может заинтересовать Вас

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

Журнал устойчивого развития энергетики, водоснабжения

и экологических систем

Год 2017

Том 5, выпуск 4, стр. 579-589

588

2. Селлура, М., Ди Ганги, А. и Ориоли, А., Оценка энергетики и экономики

Эффективность 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 с использованием 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 возобновляемой энергии (ICRERA), 2015 Международная конференция

, IEEE, стр. 1388-1393, 2015.

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

Диспетчеризация с ответом на спрос, прикладная энергия, Vol. 187, pp 758-776, 2017,

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

10. Вакуи, Т., Кавайоши, Х., Йокояма, 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 микро-умной сетью для возобновляемых источников

Эксплуатация на агропромышленной площадке, Устойчивые города и общество, Vol. 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 г.,

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

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

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

Factory Automation (ETFA), 2016 IEEE 21

st

Международная конференция, стр. 1-4, 2016.

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

Концепция электроснабжения частного 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. Мохаммади, М., Хоссейниан, С.Х. и Гарахпетиан, ГБ, Оптимизация гибридных источников

Солнечной энергии / систем ветряных турбин, интегрированных в инженерные сети как Microgrid

(MG) под Пул / двусторонний / гибридный рынок электроэнергии с использованием PSO, Solar Energy, Vol. 86,

No. 1, pp 112-125, 2012,

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

Электростанция будущего прямо у вас дома

До того, как стать у руля Святого Креста в 2018 году, Ханнеган был директором-основателем Фонда интеграции энергетических систем в Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии за пределами Денвера. Объект был задуман как «сетка в коробке», где исследователи могли изучать, как солнечные панели, электромобили, аккумуляторные системы хранения и другие так называемые «распределенные энергоресурсы» влияют на то, как электричество перемещается по сети.

По мере того, как все больше домов и предприятий устанавливают свои собственные системы генерации и хранения энергии из возобновляемых источников, централизованным коммунальным предприятиям становится все труднее управлять спросом и предложением электроэнергии. Обеспечить доставку электроэнергии потребителям, которые в ней нуждаются, и тогда, когда они в ней нуждаются, проще, когда у вас есть небольшое количество крупных электростанций, работающих на предсказуемых видах топлива, таких как уголь, природный газ или атомная энергия. Но энергия, производимая распределенными энергетическими системами, имеет тенденцию быть возобновляемой и, следовательно, очень изменчивой – иногда солнце светит, иногда нет.Причем распределенных систем , много . Вместо того, чтобы управлять несколькими крупными электростанциями, коммунальным предприятиям пришлось бы управлять миллионами маленьких.

«Коммунальные предприятия переходят от простой продажи электроэнергии конечным пользователям к управлению сетями и потоками электроэнергии», – говорит Хареш Камат, старший менеджер программы по распределенным энергетическим ресурсам в некоммерческом научно-исследовательском институте электроэнергетики. «Расположение этих энергетических систем рядом с конечными пользователями дает много преимуществ, особенно если у коммунальных предприятий есть способ их организовать и координировать.”

Производство и хранение возобновляемой энергии ближе к месту ее использования может повысить отказоустойчивость сети, гарантируя, что электричество продолжает поступать к пользователям, даже если остальная часть сети повреждена лесными пожарами или другими бедствиями. Но цена устойчивости – эффективность. Распространение распределенных переменных энергетических ресурсов создает неопределенность в отношении спроса на электроэнергию; коммунальные службы будут производить либо слишком много, либо недостаточно. Для Ханнегана и его коллег из NREL Energy Systems Integration Facility было ясно, что для создания экологически чистого, устойчивого, эффективного по и электроснабжения энергосистеме будущего придется в значительной степени управлять собой.

В 2016 году Министерство энергетики предоставило Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии грант в размере 4,2 миллиона долларов на разработку программного обеспечения для управления автономными энергосистемами 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 Бернштейн.«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 коммунального предприятия 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 испытать их в полевых условиях. Автономное программное обеспечение сначала было протестировано в микросети на небольшом винограднике в Калифорнии, а затем было установлено в небольших блоках управления в подвалах первых четырех домов, построенных в Basalt Vista.

Автономные энергетические системы | Модернизация сети

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

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

Автономные энергетические системы могут масштабироваться от сотен до миллионов устройств.

Автономные энергетические системы: переосмысление оптимизации и управления будущими энергетическими системами

Посмотрите наш видеообзор автономных энергетических систем.

Текстовая версия

Ключи к распределенной энергии

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

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

Преимущества автономного управления

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

Нет ограничений для крупномасштабного контроля

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

Моделируемые городские районы с более чем 10 миллионами различных энергетических устройств

Экспериментальные ветряные и фотоэлектрические экспериментальные платформы NREL

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

Чистый жилой район с нулевым потреблением энергии

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

Мастер-классы и презентации

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

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

Семинар по автономным энергетическим системам (2020)

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

Семинар по автономным энергетическим сетям (2017)

Публикации

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

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

Хорошие сети – хорошие соседи, IEEE Spectrum (2020)

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

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

Первично-двойные онлайн-методы с обратной связью по измерениям для изменяющейся во времени выпуклой оптимизации, IEEE Transactions по обработке сигналов (2019)

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

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

Работай с нами

Мы стремимся развивать автономные энергетические системы еще дальше – чтобы применить концепцию к более широкому разнообразию и большему масштабу энергосистем, а также к постоянному развитию новых принципы надежного и эффективного управления сетью.Партнеры, которые заинтересованы в работая с NREL для развития их энергетических систем, рекомендуется подключаться и учиться более.

Контакт

[email protected]
303-275-3912

Устройство и принцип работы системы.

От электричества зависит множество удобств в жилых и бытовых домах. Однако отключения электроэнергии в городах и пригородах – не редкость. Для удаленных от цивилизации населенных пунктов проблема тем более актуальна – иногда просто невозможно провести электросеть . В таких случаях остро стоит проблема автономной генерации тока.

Автономное электроснабжение способно обеспечить здания энергией в нужном количестве.При этом коротких замыканий нет, наблюдается стабильность напряжения, аварийных ситуаций практически не возникает. Подключение такого оборудования не так сложно, поскольку оно зависит от общих сетей и часто окупается в более короткие сроки.

Выбор личного источника электроэнергии – ответственное занятие, требующее изучения нюансов . Особенно это актуально, когда система изготавливается вручную.

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

Какие бывают системы автономного электроснабжения?

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

Они работают на дизельном топливе, бензине, угле, газе или других веществах.

Используйте энергию ветра для преобразования в электричество. Это включает гидроэнергетику на основе водозабора и геотермальные источники.

Они действуют за счет поглощения и накопления тепла солнечных лучей.

Аккумуляторы

Сами заряжаются электричеством и в случае их отсутствия возвращают накопленный запас.

Как выбрать квартиру, дом, дачу?

Выбрать в домашних условиях подходящий автономный блок питания не так уж и сложно, если учесть некоторые параметры.

Первое, на что нужно положиться – количество и характер систем, потребляющих энергию . Обычно в перечень таких систем входит кондиционер, отопление, откачка воды из колодца. Также необходимо учитывать количество часто используемых бытовых электроприборов и холодильного оборудования.Все это требует бесперебойного питания, которое может обеспечить любой независимый источник.

Вторым этапом выбора будет вычисление общей мощности. Показатели потребления каждого устройства суммируются. Сумма автономного электроснабжения загородного дома, дачи или квартиры должна превышать полученную сумму на 20-30%.

Назначенный ему тип также влияет на тип планируемой системы: полное резервирование или резервное питание. Не все источники могут длительное время потреблять переработанную электроэнергию вне зависимости от внешних факторов.

Выделенный бюджет определит дороговизну системы, ее производителя или натолкнет на идею изготовления своими руками.

С бестопливными генераторами придется обращать внимание на окружающий ландшафт, климат.

Идеальный вариант – выбрать два альтернативных корма разных типов. Тогда будет подстраховка на все случаи жизни. Специалисты советуют держать генератор на горючем топливе (с запасом самого топлива) и на одном из инверторов, поглощающих естественные силы ветра, солнца, воды или пара.Раздельное применение аккумуляторов практикуется редко из-за быстро потребляемого ресурса и невозможности подзарядки без прямого электричества. Однако в качестве альтернативы он вполне подойдет для квартиры или частного дома с централизованной сетью.

Подробный рассказ о готовом наборе

Плюсы и минусы источников AE


Такие генераторы требуют много топлива, которое необходимо постоянно пополнять за собственные деньги.Чаще всего этот тип используется для получения смешанной бесперебойной энергии, когда генератор срабатывает, когда основная сеть «засыпает». В случаях, когда используется только генератор, необходимо иметь как минимум 2 единицы оборудования, чтобы избежать перегрузок при попеременном переключении.

Хороший вариант для объединения с другими источниками, если вы не стесняетесь громоздких размеров. В микромодификациях только гидротурбины. Все виды считаются безопасными для окружающей среды, но требуют подключения дополнительного оборудования.Ветряки зависят от скорости воздушного потока (не менее 14 км / ч).

Самый экологически чистый способ достать. Действующие батареи могут не только обеспечить питанием любое типичное здание, но и выработать излишки. На практике они имеют большую площадь, часто покрывают целые крыши или стены для качественной вместимости и требуют дополнительного оборудования. Вся система может занимать даже отдельное помещение площадью около 5-6 квадратных метров (не считая солнечных батарей). Зависит от ландшафта, климатических условий, соотношения количества пасмурных и солнечных дней.

Солнечные элементы показаны на видео

Аккумуляторы

Подходит только для аварийного питания. Долго работать без заправки не может. Большинство моделей могут заряжаться только при наличии инвертора для повышения напряжения (например, с 12 до 220В).

Виды энергии и их решения

Основные источники автономного электроснабжения – возобновляемые. Они безопасны для окружающих и окружающей среды. У каждого вида энергии свой принцип действия, для этого требуется оборудование уникальной конструкции.

Подходит даже для мест с небольшим количеством солнца. Пропускают воздух через турбины, установленные на 3-6 метровых башнях диаметром около 3 см. Для городских территорий высота башни увеличивается и становится не менее 10 м. Такой длинный свободный отрезок необходим для преодоления препятствий со стороны соседних построек. Для частного дома процесс монтажа менее сложен. Для использования ветряной турбины может потребоваться письменное разрешение руководящих органов. Причины этого – производимый шум, громоздкая форма и способность препятствовать миграции птиц.


Концепция реализована для домов с близлежащими реками или озерами. Ограждение состоит из одной турбины или группы из них (часто большой длины). Масштабный вариант выгоден при коллективном использовании (например, целым поселком или несколькими соседними частными домами). Микроформа подходит для отдельной семьи, живущей прямо на пляже. Масштаб более мелких плотин не считается разрушающим экологию, поэтому для них не требуется разрешение (исключение охраняемых территорий и местные правила).

Солнце

Солнечную энергию можно получить двумя способами. Первый метод использует фотоэлементы. Принцип заключается в поглощении лучей зеркалами. Свет преломляется под определенным наклоном и нагревает жидкость в системе. Второй вариант предполагает принцип преобразования тепла в переменный ток через фотоэлементы. Они могут быть переносными или размещаться на крышах.

Солнечная энергия больше всего подходит для засушливых регионов с жарким климатом, но может использоваться везде. Максимальная производительность достигается при установке панелей под углом падения солнечных лучей 20-50 градусов.Разрешения на эксплуатацию не требует.

Решение на солнечных батареях продемонстрировано на видео


Геотермальная энергия получается после обработки пара и горячей воды на уровне ниже земли. При повторной закачке используется конденсат, что делает источник наиболее стойким. Для частного дома геотермальные водоемы применить сложно. Их работа ограничена временем полного остывания. Для больших масштабов принцип проще реализовать – система дрели, насосов и генератора будет более продуктивно перерабатывать электроэнергию.Может потребоваться разрешение на бурение.

Биомасса

Энергия биомассы производится путем сжигания биологического материала – жмыха, соломы, природного газа, навоза, масел, древесины и т. Д. Для частных домов и коттеджей этот метод приемлем, но не очень рентабелен. Топливо дорогое, его нужно постоянно пополнять. Газогенераторы тоже недешевы. Кроме того, способ отличается высоким уровнем выбросов серы, азота, углеродного следа в атмосферу при горении.

Раствор с биомассой будет выгоден только при использовании отходов или вторичных источников: пропана, гумуса, метана. Гибридная система дизель и газ – еще лучший вариант с экономической точки зрения.

Выгодно или нет?

Преимущество автономных энергоресурсов для личного пользования проявляется при установке только качественного оборудования.

Дешевые и непрочные комплекты ломаются быстрее, чем окупается половина их стоимости. Если проектирование, расчеты, сборка и установка производятся по правилам, система покажет свои плюсы :

  1. отсутствие социальных нормативов потребления электроэнергии;
  2. безопасность систем и устройств при отсутствии скачков напряжения;
  3. уверенность в качестве и количестве запланированной энергии;
  4. длительный срок эксплуатации;
  5. независимость от повышения тарифов;
  6. наличие ресурсов даже при локальных авариях на подстанциях.

Отталкивающим фактором при всех преимуществах может быть необходимость регулярной очистки комплекса, иногда замены элементов.

Пример готового решения

Изготовление системы своими руками

Для использования внутри квартиры или на даче в экстренных случаях можно самостоятельно собрать аккумулятор. Параллельно совмещены несколько бытовых аккумуляторов, подключены к зарядному устройству, установлен инвертор. Пока работает централизованное электроснабжение, электричество накапливается в батареях, включенных в розетку.Когда ток пропадает, инвертор подает его на проводку. Может использоваться как переносное устройство.

Для создания мощности всего дома на постоянной или долгосрочной основе потребуется более серьезный подход. Здесь предпочтительнее оборудовать помещение на роль котельной, где будет основа оборудования. Вам понадобится генератор, мощные аккумуляторы (можно несколько автомобилей), котлы, инверторы, несколько солнечных батарей под выбранную систему. При определенных знаниях такая работа стоит свеч и будет дешевле многих готовых инсталляций.

Однако риск ошибиться и подключение тоже не мало.

Заключение

Проблема автономного электроснабжения актуальна для многих жилых массивов без развитой инфраструктуры. В большинстве случаев такой подход помогает окружающей среде и в конечном итоге может сэкономить много денег. Выбор конкретной системы зависит от потребностей дома, имеющихся природных ресурсов и планируемых расходов.

Целесообразность использования определяется личным мнением, но увеличивается с резервной ролью АЕ.

Повсеместная доступность электрических сетей, простота и дешевизна подключения к ним, отсутствие «естественной» монополии … это норма в цивилизованных странах, где понимают, что доступная электроэнергия – залог устойчивого экономического развития страны. В таких странах вопросы автономного электроснабжения дома актуальны, пожалуй, только для горных и лесных домиков для отдыха вдали от электрических сетей. Но есть страны, где недоступность и «неофициальная» высокая стоимость подключения к централизованному электроснабжению даже при наличии электрических сетей в непосредственной близости от дома делает вопрос автономного электроснабжения очень актуальным для более широкого круга людей – владельцы домов и дач натыкаются на всевозможные «суверенные административные преграды».«

Как сделать дома автономное электроснабжение? Рассмотрим пример автономного дома для отдыха в горах Норвегии. Солнечная энергия используется в качестве источника электроэнергии в норвежском автономном доме. В дополнение к ним можно установить ветрогенератор. Норвежская компания SunWind продает готовые комплекты солнечных батарей для автономного дома. Электроэнергия, полученная с помощью солнечных батарей и ветроэлектрического генератора, сохраняется в аккумуляторах.Для резервного питания и подзарядки аккумуляторов в автономном доме установлен бензиновый или дизель-электрогенератор. Инвертор 12-230В позволяет подключать к сети маломощные электронные устройства, например зарядные устройства, ноутбук и телевизор. Используя для освещения маломощные светодиодные лампы (2Вт), с помощью такой системы автономного электроснабжения можно полностью осветить дом, использовать электронные устройства, держать холодильник включенным постоянно и подавать воду в водопровод. Воду такого автономного дома целесообразнее подогревать газовым водонагревателем.Если вы собираетесь использовать только солнечные батареи, то примерную стоимость комплектов оборудования в Норвегии для автономного дома на основе электроэнергии вы можете увидеть в таблице:

Для сравнения: в США цена комплекта мощностью 1600Вт, включая ветрогенератор и солнечные батареи, составляет 190 000 рублей. Видимо, в американских блоках питания автономного дома используются более дешевые азиатские комплектующие. Комплект автономных солнечных батарей для домашнего освещения светодиодными лампами 12В (до 100Вт) стоит около 30 000 рублей.

Примерная планировка элементов автономного дома представлена ​​на схеме:

Использование системы автономного дома позволяет получить комфорт, необходимый для проживания в самых отдаленных уголках планеты. Солнечные батареи размещены на южной стене здания. На солнечные панели не должна падать тень от деревьев, а зимой они не должны скрывать снег. Солнечные панели не требуют ухода, за исключением периодической очистки поверхности и мытья ее средствами для чистки стекол.

Солнечные батареи BP являются одними из лучших в мире. Порог для начала производства электроэнергии для панелей BP на 5% ниже, чем для большинства солнечных панелей на рынке. Поэтому солнечные элементы БП можно использовать в северных широтах. В течение первых 10 лет солнечная панель вырабатывает не менее 90% заявленной мощности, а в течение следующих 25 лет – не менее 80% мощности. Срок эксплуатации – около 40 лет, гарантия на солнечные батареи – 25 лет.Панели соединяются кабелем сечением 2,5 мм2. Количество ячеек во всех солнечных панелях, объединенных в батарею, должно быть одинаковым.

Солнечный контроллер SunWind предотвращает обратный ток от батарей ночью, когда солнечные панели неактивны. Также контроллер солнечной батареи постоянно контролирует напряжение (заряд) аккумуляторов и не позволяет им перезаряжаться.При практически полной зарядке контроллер автоматически переходит в импульсный режим зарядки вместо постоянного. Контроллер также регулирует заряд аккумуляторов в зависимости от температуры в помещении (чем ниже температура, тем выше зарядный ток). Контроллер также выполняет функции защиты сети от перегрузки и позволяет заряжать аккумуляторы при полном отключении нагрузки, когда вы выходите из дома. Слева контроллер для двух солнечных батарей, справа – для трех солнечных батарей (16 000 руб.).

Необслуживаемые аккумуляторы Rolls от 126 до 503 Ач с контроллером никогда не разряжаются ниже 50%. Не используйте аккумуляторы с разрядом более 15%. Отсутствие глубокого разряда позволяет продлить срок службы аккумуляторов для солнечных батарей: 10 лет гарантийного срока и 15 лет – срок службы таких аккумуляторов.

Стоимость одного такого аккумулятора емкостью 503 Ач – 88000 руб.

Для подключения аккумуляторов используется кабель сечением 6 мм 2.Контроллер устанавливается в помещении с батареями для контроля температуры воздуха в помещении и регулирования заряда от солнечных батарей.

Victron – это блок питания автономной системы электроснабжения дома: комбинированное зарядное устройство, контроллер запуска генератора и инвертор 12В-230В. Устройство осуществляет бесперебойное переключение между источниками питания автоматически. К инвертору Victron может подключаться 3 трехфазных потребителя или 6 однофазных.

Стоимость силового агрегата Виктрон – 66000 руб.

Пусковое реле Контроллер Schrack позволяет запускать и останавливать генератор при заданных текущих параметрах.

Для экономии электроэнергии и небольшой мощности солнечных батарей в системе водоснабжения автономного дома могут использоваться маломощные, но эффективные компоненты, работающие от 12 В. Такие компоненты обычно используются в передвижных домах и караванах.

Самая простая система автономного горячего водоснабжения на привозной воде из канистр или накопительной емкости с водой (можно использовать систему сбора дождевой воды). Насос питается от обычных автомобильных аккумуляторов, подключаемых через контроллер, или от автономной солнечной системы электроснабжения.
В условиях энергосбережения нагрев воды целесообразно доверить проточной газовой колонке.

Газовый баллон с пропаном соединяется с редуктором и хладостойким газовым шлангом. О том, какие газовые редукторы лучше всего использовать, можно прочитать

При необходимости несколько газовых баллонов можно подключить через газовую рампу.

Если у вас в доме хранится газовый баллон (что мягко говоря не рекомендуется), установите газоанализатор, который уведомит вас в случае неконтролируемой утечки газа.

В системе водоснабжения автономного дома используется американский водяной насос 12V SHURflo – от ведущего производителя комплектующих для мобильных домов и домов на колесах. Этот небольшой насос способен создавать давление в 3,1 атомосферы, перекачивать от 5,6 до 11 литров в минуту, потребляя ток от 2,5 до 6,5 А. Насос имеет реле давления, встроенный обратный клапан и защиту от сухого хода.Максимальная высота подъема воды насосом 3,5 метра.

Обязательный компонент системы автономного водоснабжения – гидроаккумулятор (мембранный бак). ШУРфло. Снижает скачки давления при запуске насоса и поддерживает постоянное давление в системе водоснабжения. Также за счет использования гидроаккумулятора снижается шум в системе водоснабжения и снижается энергия за счет более редких запусков насоса.

Гидроаккумулятор системы автономного водоснабжения может подключаться как к водопроводу, так и через тройник.

Насос 12В питается от аккумуляторов через энергоэффективный контроллер (блок питания / зарядное устройство) для мобильных домов CTEK (Швеция). В России зарядное устройство CTEK multi 25000 продается примерно за 14000 рублей. Цена в Европе около 10 000 руб. (есть модели от 4000 руб.)

Ну и напоследок про такой элемент автономного дома, как автономный туалет.Основным видом автономных экологически чистых туалетов в Скандинавии является компостный туалет. Стоимость компостного туалета в Норвегии – 22000 рублей.

Компостный туалет устанавливается в доме или в здании гостиницы. Его засыпают торфом или травой, листьями – любым естественным субстратом, который вместе с содержимым унитаза создаст ценное удобрение – компост. Этот цикл абсолютно экологичен. Компостный туалет вентилируется и при правильном использовании практически не имеет запаха.

Компостный туалет с баком большого объема можно установить в отдельном доме.

Емкости с компостом хватит на все лето для большой семьи, а к весне будет готово прекрасное удобрение для сада или огорода.

В компост можно складывать любые растительные органические отходы и нельзя выбрасывать неразложимый мусор.

Схема установки и использования автономного компостного туалета.

Вашему вниманию предлагается рассмотреть четыре типовых решения по созданию солнечной электростанции своими руками для электроснабжения вашего загородного дома или дачи.

Ваши дизайнерские и дизайнерские принципы, использованные при строительстве дома, для эффективной работы собираемой электростанции должны удовлетворять только одному объективному требованию – наличие свободной поверхности, на которой можно расположить солнечные элементы с рабочей поверхностью, обращенной к Юг.Остальные производственные точки просты и понятны и сводятся только к сбалансированному снижению ваших потребностей в электроэнергии до установленной мощности.

Использование системы ESE-Micro Вы можете держать свет на даче, наслаждаться работой телевизора, использовать погружной насос «Малютка» малой мощности 400 Вт для водоснабжения. Приезжая за город, вы всегда можете оставаться на связи, ведь у вас будет где зарядить свои мобильные устройства. А находясь в загородном доме с ноутбуком и модемом, вы не сможете прерывать общение с друзьями в социальных сетях, так как ноутбук также будет работать на электричестве, которое вы выработали самостоятельно с помощью Free Energy ESE – Micro Power Station.

Если вы решили, что в вашем загородном доме будут использоваться даже электроприборы с большей потребляемой мощностью (холодильник, электрочайник, фен, насосы, микроволновая печь, утюг, стиральная машина, оборудование для полива и газонокосилки), то «ESE – «Микро» системы может вам не хватить. По мере увеличения нашей потребительской мощности рекомендуем обратить внимание на другие наши электростанции большей мощности: ESE-1 , ESE-2 , ESE-3 . Эти станции выглядят одинаково, как показано на схеме, только используют большее количество солнечных элементов и имеют большую мощность и мощность оборудования.

Готовые комплекты солнечных электростанций

Автономная солнечная электростанция для небольшого загородного дома
на солнечных батареях Квант КСМ-200 с управляющей электроникой
Модель ESE-Micro ESE-1 ESE-2 ESE-3
Суммарная потребляемая мощность, Вт 1000 2000 3000 5000
Напряжение переключения для постоянного тока, AT 24 24 48 48
Запасная электрическая энергия аккумуляторной станции, кВт * ч 1,2 1,8 7,2 9,6
Номинальная выработка электроэнергии, Вт 400 800 2400 3200
Электрические параметры на выходе переменный ток частотой 50 Гц, напряжение 220 В, форма сигнала чистый синус
Б / у техника
27 000 р. 1 шт. по
32 500 р.
1 шт. по
46 900 р.
1 шт. по
71900 р.
Стоимость системы, руб. 96 500 154 000 440 800 590 300

Рассматривая для вашего загородного дома или решая проблему электроснабжения в целом, или решая частные задачи по повышению качества и стабильности в электрификации вашего объекта, имейте в виду, что с помощью солнечных батарей мы готовы предоставить максимум разнообразны для ваших потребностей в электроэнергии.Мы можем предложить вам индивидуальный подход к вашему проекту в расчете, сборке и установке солнечных панелей для вашего дома с учетом ваших пожеланий для улучшения вашей жизни и проживания на вашем участке.

29/16 мая

В погоне за чистым воздухом и тишиной первозданной природы люди все дальше удаляются от городской черты, обустраивая там дачные участки. И не всегда в такой местности есть блага цивилизации – в частности, энергия, необходимая для обеспечения жизни человека.Электричество в этих домах нужно развивать самостоятельно – проще говоря, чтобы сделать автономное электроснабжение.

Систем, решающих вопрос электрификации дома, довольно много, и все они вполне сносно справляются со своими задачами. Они устроены по одному принципу, но отличаются исходным источником энергии, на котором следует сосредоточиться при выборе таких систем. Опять же, говоря простым языком, некоторые автономные системы электроснабжения требуют постоянных вложений в покупку топлива, а некоторые, называемые «вечными двигателями», в нем не нуждаются.Так называемые бесплатные источники энергии, к которым можно отнести солнце и ветер, – лучший вариант для любого дома. О них, а точнее о том, как организовать на их основе автономное электроснабжение дома, и поговорим в этой статье – вместе с сайтом Dream House мы разберемся с устройством и принципом работы таких систем электроснабжения и узнаем основы их самостоятельного изготовления.

Автономное электроснабжение частного дома фото

Автономное электроснабжение: устройство и принцип работы системы

По большому счету, системы автономного электроснабжения частного дома устроены достаточно просто – как правило, они состоят из трех основных узлов.

Автономное питание: лучше, солнце или ветер

Вопрос, какую автономную силовую установку выбрать, очень важен, и многие серьезно задумываются над этим – каждая из систем имеет свои достоинства и недостатки. Обратите внимание на стоимость, эффективность и другие показатели рентабельности, которые, по сути, незначительны. А все потому, что есть один фактор, сводящий все эти моменты к «нет» и отводящий их второстепенным, – это периодичность погоды.Сегодня ветрено, а завтра солнечно, а послезавтра может не быть ни того, ни другого. Даже река, если говорить о ГЭС, зимой замерзает, хотя это дело поправимое.


Система автономного электроснабжения дома фото

В принципе, ответ на вопрос, какую систему автономного питания сделать, однозначен – комбинированный. Именно она способна бесперебойно снабжать дом электричеством вне зависимости от погодных условий.Обычно правильно спроектированное автономное электроснабжение частного дома предусматривает использование и энергии солнца, и энергии ветра. Ко всему этому перестраховщики могут добавить небольшой дизель-электрогенератор или водяную мельницу, если рядом есть река.

Автономное солнечное электроснабжение: принцип сборки системы

Несмотря на все тонкости и нюансы, без которых не обходится установка любой более-менее сложной системы, в целом сборка автономной электростанции не так уж и сложна.Условно весь процесс можно разделить на несколько этапов.

От инвертора электричество подается в штатный распределительный щит, которым оборудован любой современный дом или квартира. Прямо от щита электричество распределяется потребителям. Если система предполагает одновременное подключение нескольких источников энергии, они подключаются друг к другу параллельно через один и тот же контроллер. Здесь есть один нюанс – ток не идет от одного источника к другому и не заставляет один из них работать как электродвигатель при подключении к паре диодов Шоттки.Они пропускают ток только в одном направлении и не позволяют ему течь к источникам энергии, когда они не производят электричество.

В заключение темы автономного питания скажу несколько слов о том моменте, когда появилась технология сборки. При создании таких систем лучше всего использовать предназначенные для них комплектующие – даже провода нужно прокладывать специальные. Все эти детали разработаны с учетом особенностей систем и рассчитаны на максимальную эффективность.Вам никто не запретит использовать стандартное электрооборудование, но в таком случае вы должны быть готовы пожертвовать той долей энергии, которая зря улетит в трубу.

В этом разделе представлена ​​информация о и (не обо всех!) Разработанных нашей компанией системах автономного или резервного электроснабжения с использованием возобновляемых источников энергии. Все объекты монтируются нами или нашими партнерами в регионах.

Тип системы:

Дата установки: 2014
Общая оценка: отлично
Потребители: Загородный дом

Система состоит из трех солнечных модулей по 300 Вт с контроллером заряда VarioTrack-65, четырех аккумуляторов 12 В 200 Ач Prosolar, источника бесперебойного питания Studer Xtender XTM-4000-48 максимальной мощностью 4000 ВА и дополнительных аксессуаров.Это оборудование обеспечивает резерв одной фазы трехфазной системы электроснабжения, а также позволяет добавлять энергию от солнечных модулей в централизованную сеть. В будущем заказчик планирует расширить систему за счет добавления солнечных модулей на крышу.

Тип системы:
Расположение: Сочи
Дата установки: 2013 г.
Общая оценка: отлично
Потребители: загородный дом.

Система состоит из солнечной батареи мощностью около 10 кВт, аккумуляторной батареи, источников бесперебойного питания Studer Xtender XTH-6000, сетевого фотоэлектрического инвертора Solar River 5000-TL-D, контроллера заряда Studer VT-80.

Потребители в доме. 2 фазы зарезервированы. Сетевой инвертор подключается к выходу одного из ИБП, что позволяет повысить эффективность работы системы в дневное время. Часть SAT работает через солнечный контроллер и напрямую заряжает аккумулятор. При полностью заряженных аккумуляторах и избытке солнечной энергии система отключается от электросети и питает дом в автономном режиме.

Особенностью данной системы является одновременное использование как сетевого фотоэлектрического инвертора, так и контроллера заряда.Это позволяет максимально использовать солнечную энергию. Также такая схема позволяет частично перераспределить нагрузку между фазами и уменьшить перекос фаз. Например, если в фазе, к которой подключен сетевой фотоэлектрический инвертор, есть избыток энергии от, то избыток идет на заряд аккумулятора. Поскольку инвертор другой фазы подключен к тем же батареям, то при включении нагрузки в этой фазе он частично питается излишками солнечной электроэнергии от другой фазы.В гибридных инверторах приоритет использования энергии от.

Система монтируется дилером в г. Сочи компанией «Автономные энергетические системы».

Система резервного питания с солнечными батареями


Местоположение: Московская область
Дата установки: 2013 год
Общая оценка: отлично.
Потребители: загородный дом.

Система состоит из солнечной батареи с контроллером заряда Prosolar SunStar SS-50C, аккумулятора Studer XTM-4000 BBP максимальной мощностью 4000 ВА.

Резервная система электроснабжения озера. Селигер

Тип системы: Система резервного питания с насыщением
Местоположение: Тверская область, озеро Селигер
Дата установки: 2013 год
Общая оценка: отлично.
Потребители: «Дом Путина».

Система установлена ​​на новом доме, который студенты Всероссийского молодежного форума-2013 назвали «домом Путина» (вероятно, потому, что сами студенты жили в палатках в лесу). Система состоит из солнечной батареи из 6 модулей по 240 Вт каждый с контроллером заряда Prosolar SunStar SS-50C, аккумуляторной батареи и гибридного блока BBP с максимальной мощностью 4500 ВА.Солнечные модули устанавливаются на стену с возможностью регулировки угла наклона от 30 до 60 градусов.

Система обеспечивает резервное питание одной из фаз, а также автономное питание при частых отключениях электроэнергии из сети. При наличии сети питание нагрузки осуществляется с приоритетом по энергии от.

Солнечная фотоэлектрическая система резервного питания

Тип системы:
Местоположение: Московская область, г. Королев
Дата установки: 2013 г.
Общая оценка: отлично
Потребители: загородный дом.

Система состоит из солнечной батареи мощностью около 5 кВт, аккумуляторной батареи, источников бесперебойного питания Studer Xtender XTH-6000, сетевого фотоэлектрического инвертора SMA Sunny Boy 5000-TL.

Система работает совместно с сетью и обеспечивает бесперебойное электроснабжение потребителей в доме. 1 фаза зарезервирована. К выходу блока питания Xtender подключаются сетевые инверторы, что позволяет повысить эффективность системы в течение дня. В системе предусмотрен самозапускающийся резервный генератор, есть подсистема контроля состояния аккумуляторных батарей (24 * 2В, 1000А * ч) Studer BSP-1200.

Система резервного электроснабжения с солнечными батареями и дистанционным запуском генератора

Тип системы: Система резервного питания с генератором
Местоположение: Московская область, Ногинский район
Дата установки: 2013 год
Общая оценка: отлично.
Потребители: загородный дом.

Система состоит из солнечной батареи с контроллером заряда Prosolar SunStar SS-50C, аккумулятора, Studer Xtender XTM-4000 максимальной мощностью 4000 ВА, оснащенного системой автоматического запуска дизельного генератора.В качестве дополнительного резервного источника энергии используется дизельный генератор. Дизель-генератор был доработан и снабжен системой автоматического пуска и останова в зависимости от напряжения на аккумуляторах. Оборудование установлено в подсобном помещении возле дома, модули на крыше дома.

Тип системы: Недорогая автономная энергосистема на солнечных батареях
Местоположение: Московская область
Дата установки: 2013 год
Общая оценка: отлично.
Потребители: дача.

Система состоит из солнечных батарей с контроллером заряда, аккумулятора, инвертора ПНП7-24-2000. Оборудование установлено в электрошкафу. Позже дисплейную панель перенесли на переднюю дверцу бокса.

Тип системы: Система резервного питания с солнечными батареями
Местоположение: Московская область
Дата установки: 2012 г.
Общая оценка: отлично
Потребители: Загородный дом

Система состоит из солнечных батарей с контроллером заряда, двух аккумуляторов, блока бесперебойного питания МАП-Энергия.

Солнечная фотоэлектрическая система резервного питания

Тип системы:
Местоположение: Пермь
Дата установки: 2012 г.
Общая оценка: отлично.
Потребители: жилой дом.

Система состоит из солнечной батареи мощностью почти 8 кВт, аккумуляторной батареи, источников бесперебойного питания Studer Xtender XTM-4000 и сетевых фотоэлектрических инверторов.

Система 3-х фазная, работает вместе с сетью и обеспечивает бесперебойное электроснабжение потребителей в доме.Все 3 фазы зарезервированы. Сетевые инверторы подключаются к выходу БП Xtender, при наличии достаточной энергии от солнца система отключается от сети и переходит в полностью автономный режим. Это экономит затраты на электроэнергию и максимально увеличивает использование солнечных панелей. Солнечные батареи установлены на отдельно стоящем гараже. Система также оснащена автоматическим запуском резервного генератора. Монтаж производил дилер в Перми компанией «ТЭЦ-Пермь».

Солнечная фотоэлектрическая система резервного питания

Тип системы:
Местоположение: Московская область
Дата установки: 2012 г.
Общая оценка: хорошо.
Потребители: загородный дом.

Система состоит из солнечной батареи мощностью около 7,5 кВт, батареи на 1000 Ач, источников бесперебойного питания Xtender XTH-5000, контроллеров солнечных панелей Shneider Electric XW-MPPT80-600, монитора аккумуляторных батарей Studer BSP- 500.

Система работает совместно с сетью и обеспечивает бесперебойное электроснабжение потребителей в доме. 1 фаза зарезервирована для Xantrex MPPT. Существует ограничение на потребляемую мощность от сети, поэтому инверторы могут добавлять мощность от батарей до 10 кВА.Если энергии солнца достаточно, система отключается от сети и переходит в полностью автономный режим. Это экономит затраты на электроэнергию и максимально увеличивает использование солнечных панелей. Солнечные батареи установлены на отдельно стоящем гараже. Система также оснащена автоматическим запуском резервного генератора.

Тип системы:
Местоположение: Апрелевка, Московская область
Дата установки: 2011
Общая оценка: отлично
Потребители: Загородный дом

Система состоит из солнечных модулей общей мощностью 6 кВт, 12 аккумуляторов по 12 В, 3-х источников бесперебойного питания Xtender XTM-4000-48, 3-х сетевых инверторов Steca Grid-2000.

Система работает совместно с сетью и обеспечивает бесперебойное электроснабжение потребителей в доме. Все 3 фазы зарезервированы. Если энергии солнца достаточно, система отключается от сети и переходит в полностью автономный режим. Это экономит затраты на электроэнергию и максимально увеличивает использование солнечных панелей. На крыше монтируются солнечные модули, которые отлично вписываются в интерьер здания.

Солнечная система резервного питания с увеличивающейся мощностью

Тип системы: Система резервного питания с солнечными батареями
Расположение отеля: Курган
Дата установки: 2011 г.
Общая оценка: отлично
Потребители: жилой дом

Система устанавливается нашим заказчиком самостоятельно.В его состав входят модули 220 Вт, 2 контроллера Outback Flexmax 60, аккумуляторы и Xtender XTH-6000. Солнечные модули обеспечивают большую часть энергии для дома с весны до осени. Эта система также используется как резервная и обеспечивает длительную работу потребителей в случае сбоев сети.

Солнечная система резервного питания с добавленной мощностью

Тип системы:
Местоположение: г. Большаково, МО
Дата установки: 2010 г.
Общая оценка: отлично.
Потребители: жилой дом.

Система состоит из солнечной батареи мощностью около 1 кВт, аккумуляторной батареи, источника бесперебойного питания Xtender 8000. В качестве контроллера заряда используется контроллер MPPT Outback FlexMax 80

Система работает совместно с сетью и обеспечивает бесперебойное электроснабжение потребителей в доме. Схема электроснабжения и настойки обеспечивает приоритетное использование возобновляемых источников энергии. Если солнечные панели вырабатывают энергию для питания нагрузки в доме, потребление от централизованной сети электроснабжения снижается.Также Xtender предусматривает увеличение мощности на 8 кВт. на входе из сетей есть ограничение в несколько кВт. Таким образом решается проблема с пиковыми нагрузками в доме.

Фотоэлектрическая система, подключенная к сети 1 кВт


Местоположение: Московская область
Дата установки: 2010 г.
Общая оценка: отлично
Потребители: жилой дом

Система установлена ​​на нескольких коттеджах на Рублевском шоссе. Концепция девелопера подразумевает экологическую чистоту как жилого помещения, так и энергоснабжения.Поэтому солнечные фотоэлектрические модули и сетевые инверторы были установлены во всех таинхаусах.

Каждая система состоит из 6 солнечных модулей общей мощностью около 1 кВт и сетевых инверторов Steca Grid 500. Система однофазная. Вся энергия, производимая солнечными панелями, потребляется в доме, тем самым снижая потребление от централизованной сети электроснабжения.

Инверторы

Steca Grid 500 обеспечивают выработку электроэнергии в сети даже в условиях низкой освещенности. Сеть получает «солнечное электричество», как только солнечные батареи могут производить 2 Вт энергии! При этом в инвертор встроена функция контроля максимальной мощности фотоэлектрических модулей – вся солнечная батарея разделена на 2 независимые цепи, для каждой из которых точка максимальной мощности рассчитывается отдельно.Это предотвращает негативное взаимодействие частей солнечной батареи с частичным затемнением модулей (например, облако).

Резервная система солнечной энергии

Тип системы:
Местоположение: Московская область
Дата установки: 2009 г.
Общая оценка: отлично
Потребители: жилой дом

Система состоит из солнечной батареи мощностью около 0,5 кВт, 12 аккумуляторов, блока бесперебойного питания Xantrex XW4548. Контроллер – контроллер Xantrex XW MPPT 60

.

Система работает совместно с сетью и обеспечивает бесперебойное электроснабжение потребителей в доме.Схема электроснабжения и настойки обеспечивает приоритетное использование возобновляемых источников энергии. Если солнечные панели вырабатывают энергию для питания нагрузки в доме, потребление от централизованной сети электроснабжения снижается.

Резервная ветро-солнечная система

Тип системы: Резервная система бесперебойного питания с солнечными батареями и ветряком
Местоположение: Самарская область
Дата установки: 2009 г.
Общая оценка: отлично.
Потребители: жилой дом.

Система состоит из солнечной батареи мощностью около 4 кВт, ветроэнергетической установки «Бриз-5000» мощностью 5 кВт, аккумуляторной батареи, блока бесперебойного питания Xtender 8000. В качестве контроллера заряда используется контроллер MPPT Outback FlexMax 80

Система работает совместно с сетью и обеспечивает бесперебойное электроснабжение потребителей в доме. Схема электроснабжения и настойки обеспечивает приоритетное использование возобновляемых источников энергии. Если солнечные панели и ветряная электростанция производят достаточно энергии для питания нагрузки в доме, потребление из централизованной сети электроснабжения прекращается.Когда напряжение аккумулятора падает ниже указанного значения, питание от сети возобновляется автоматически. Такой режим приоритетного использования энергии из возобновляемых источников обеспечивают инверторы Studer Xtender и SMA.

Солнечная фотоэлектрическая система резервного питания

Тип системы:
Местоположение: Московская область
Дата установки: 2009 г.
Общая оценка: отлично.
Потребители: жилой дом.

Система состоит из солнечных батарей емкостью около 2.5 кВт, аккумулятор, источники бесперебойного питания Xantrex XW 6048.

Система работает совместно с сетью и обеспечивает бесперебойное электроснабжение потребителей в доме. Все 3 фазы зарезервированы. Контроллер MPPT используется в качестве контроллера заряда Xantrex MPPT

.

Солнечная фотоэлектрическая система резервного питания

Тип системы:
Расположение: г. Сочи, с.Нижневысокое,
Дата установки: 2009 г.
Общая оценка: отлично.
Потребители: жилой дом.

Система состоит из солнечной батареи мощностью около 2 кВт, аккумуляторной батареи, источников бесперебойного питания Studer Xtender 6000.

Сеть в поселке отличается крайне низким качеством – напряжение колеблется от 130 до 260 В, частые отключения электроэнергии. Система работает совместно с сетью и обеспечивает бесперебойное электроснабжение потребителей в доме. Одна фаза зарезервирована. На входе стоит стабилизатор мощностью 12 кВт. Контроллер MPPT используется в качестве контроллера заряда Xantrex MPPT.

Летом 2009 года при срабатывании автоматического выключателя на стабилизаторе отключалось сетевое напряжение. Хозяева дома узнали об этом только через несколько дней случайно, все это время дом обеспечивался энергией от солнечных батарей.

Фотоэлектрическая система, подключенная к сети

Тип системы: Сетевая фотоэлектрическая система
Местоположение: Московская область
Дата установки: 2008 г.
Общая оценка: отлично
Потребители: жилой дом

Эта система была во время установки первой солнечной энергосистемы, подключенной к сети.Хост оказался технически «продвинутым» и взял нашу информацию о преимуществах систем, подключенных к сети, и выбрал именно этот тип. Проблем с качеством электричества и с перебоями электричества в доме нет. На случай перебоев есть дизель-электрогенератор.

Система состоит из солнечной батареи мощностью около 3 кВт и сетевых инверторов Steca Grid 500. Блоки Steca Grid Control выполняют функцию УЗО и счетчика электроэнергии, вырабатываемой солнечными батареями.Система трехфазная, примерно 1 кВт на фазу. Вся энергия, производимая солнечными панелями, потребляется в доме.

Инверторы

Steca Grid 500 обеспечивают выработку электроэнергии в сети даже в условиях низкой освещенности. Сеть получает «солнечное электричество», как только солнечные батареи могут производить 2 Вт энергии! В этом случае инвертор имеет встроенную функцию контроля максимальной мощности фотоэлектрических модулей – вся солнечная батарея разделена на 6 независимых цепочек, каждая из которых имеет точку максимальной мощности, рассчитываемую отдельно.Это предотвращает негативное взаимодействие частей солнечной батареи с частичным затемнением модулей (например, облако).

Поскольку для работы сетевых инверторов требуется опорное напряжение в сети, в случае сбоя питания такое напряжение обеспечивает резервный генератор. В этом случае при ярком солнце расход топлива генератора снижается. Таким образом, сетевые инверторы для солнечных элементов позволяют сэкономить даже при отключении электроэнергии из сетей.

Солнечная автономная система электроснабжения


Местоположение: Московская область, Дмитровский район
Дата установки: 2009 г.
Общая оценка: отлично.
Потребители: жилой дом.

Система состоит из солнечной батареи мощностью около 650 Вт с контроллером заряда, аккумулятора, синусоидального инвертора с максимальной мощностью 1700 ВА (номинальная мощность около 1 кВт). Оборудование установлено в подсобном помещении возле дома, модули находятся на крыше террасы дома.

Система работает полностью автономно и обеспечивает питание освещения и бытовой нагрузки в доме отдыха в весенне-осенний период. В нагрузке – энергосберегающие лампы, телевизор, холодильник, электроинструмент.

Солнечная автономная система электроснабжения

Тип системы: Автономная система электроснабжения с солнечными батареями для загородного дома
Место расположения: Московская область
Дата установки: 2008 г.
Общая оценка: отлично.
Потребители: жилой дом.

Система состоит из солнечной батареи мощностью около 120 Вт с контроллером заряда, аккумуляторной батареи. Оборудование устанавливается в подсобном помещении дома, модули монтируются на крыше дома.

Система работает полностью автономно и обеспечивает питание освещения и бытовой нагрузки в доме отдыха круглый год . В нагрузке – энергосберегающие лампы, телевизор, радио, электроинструменты.

Солнечная автономная система электроснабжения

Тип системы: Автономная система электроснабжения с солнечными батареями
Местоположение: Московская область
Дата установки: 2007 год
Общая оценка: отлично.
Потребители: жилой дом.

Система состоит из солнечной батареи мощностью около 340 Вт с контроллером заряда, аккумуляторной батареи Sinus BBP максимальной мощностью 3000 ВА, оснащенной автоматической системой запуска дизель-генератора. В качестве дополнительного резервного источника энергии используется дизель-генератор мощностью 5 кВт. Дизель-генератор был доработан и снабжен системой автоматического пуска и останова в зависимости от напряжения на аккумуляторах. Оборудование установлено в подсобном помещении возле дома, модули на крыше дома.

Система работает полностью автономно и обеспечивает питание освещения и бытовой нагрузки в доме отдыха в весенне-осенний период. В нагрузке – энергосберегающие лампы, телевизор, холодильник, электроинструмент.

Фотографии других наших объектов

Ниже представлены фотографии некоторых других наших объектов, без описания установленного оборудования.

Поскольку энергокомпании пытаются справиться со стремительным ростом МЭД, является ли автономия энергосистемы решением?

В течение десятилетия в распределительные системы может поступить больше распределенных энергоресурсов (DER), чем может управлять любая диспетчерская.

Автономная энергосистема (AEG) может оптимизировать эти высокие уровни DER в интересах энергосистем и владельцев DER, показывают исследования, разрабатываемые Национальной лабораторией возобновляемой энергии (NREL). Но если эта революционная автономия системы окажется недостижимой, коммунальные предприятия могут столкнуться с колебаниями напряжения и частоты, потенциальными дисбалансами спроса и предложения или даже с отключениями, по мнению экспертов по распределительным системам.

«Наша концепция автономной энергосистемы (AEG) заключается в посекундном управлении сотнями миллионов различных устройств в режиме реального времени», – сказал Utility Dive директор центра разработки энергетических систем Министерства энергетики США Бенджамин Кропоски.«Со временем мы продемонстрируем новую парадигму того, как грид будущего может работать с грядущим массовым развертыванием устройств DER».

Успешная концепция AEG потребует большей технической точности, чем автономное вождение и Интернет, как сообщили Utility Dive два наиболее сопоставимых примера с точки зрения управления данными, специалисты по анализу данных и руководители коммунальных систем.

Но ожидаемый массовый рост DER делает амбиции NREL необходимыми, по словам Кропоски.

Автономная сеть

Ожидается, что до 2050 года количество солнечных установок в жилых домах будет расти примерно на 8% в год, а к 2024 году объем развертываний систем хранения данных за счетчиком вырастет почти до 1,9 ГВт, и по текущим прогнозам к 2030 году на дорогах США будет установлено около 18,7 миллиона электромобилей.

Не лишено смысла представить, что потребители электроэнергии через десять лет будут иметь до пяти устройств одновременно – солнечную систему на крыше, домашний аккумулятор, умный термостат, умный водонагреватель и зарядное устройство для электромобилей, – сказал Кропоски.Исходя из этих расчетов, 4 миллиона клиентов в районе залива Сан-Франциско могут оставить PG&E с 20 миллионами устройств для управления.

Коммунальные предприятия также увидят рост проникновения ветровой и солнечной генерации в оптовых системах, что создаст дисбаланс спроса и предложения, с которым традиционные центры управления не смогут справиться, просто увеличивая или уменьшая предложение, сказал он. Вместо этого потребуется управление спросом, которое может быть выполнено с помощью технологий DER. Но сам объем DER может превысить возможности утилиты по оптимизации.

Сравнимая задача – управление сотнями миллионов точек данных в Интернете, но энергосистема находится под большим давлением, чтобы поддерживать точный моментальный баланс спроса и предложения и избегать любых задержек, добавил он.


«Мы хотим свести к минимуму необходимость связи между центром управления и устройствами DER».

Колтон Чинг

Старший вице-президент по планированию и технологиям, HECO


Базовым элементом теоретической архитектуры AEG NREL является оптимизация и управление «ячейкой», которая может быть системой управления энергопотреблением дома или здания и их управляемыми устройствами.

Кропоски описывает AEG как «распределенные ячейки с иерархической, масштабируемой, реконфигурируемой и самоорганизующейся структурой управления поверх них».

Следующим уровнем может быть распределительная цепь, а уровнем выше может быть подстанция, сказал Кропоски. «Ячейки каждого уровня имеют параметры и ограничения, такие как напряжение, ток или стоимость системы, которые они используют для самооптимизации. Дело в том, чтобы минимизировать количество информации, передаваемой между уровнями, и максимизировать самооптимизацию на каждом уровне.«

Исследователи создали алгоритмы, которые могут «оптимизировать и контролировать сотни миллионов распределенных технологий в реальном времени», – сказал он. Holy Cross Energy (HCE), сельский кооператив с 60 000 клиентов в Колорадо, станет первой полевой демонстрацией этих алгоритмов.

Раннее понимание потенциала автоматизации было получено во время работы NREL по интеграции высоких уровней бытовой солнечной энергии в распределительную систему Hawaiian Electric Companies (HECO). В поисках лучшего реагирования на условия сети от инверторов солнечных систем на крышах клиентов системные специалисты HECO и их консультанты NREL поняли, что строят их в автономном режиме.

Энергетические системы включают в себя множество источников энергии и могут образовывать клетки.

Коммунальные предприятия на первом месте

«При разработке первых интеллектуальных инверторов мы обнаружили, что они могут быть предварительно запрограммированы на определенные реакции, уменьшая потребность в сигналах диспетчерской», – сказал Utility Dive старший вице-президент по планированию и технологиям Колтон Чинг. «Мы не осознавали, что строим автономные возможности».

По мере развития планирования модернизации энергосистемы HECO, «мы поняли, что сеть связи для традиционного централизованного управления и контроля ожидаемого уровня DER будет чрезмерно затратной», – сказал Цзин.

350 000 клиентов HECO установили устройства с «примерно 250 000 инверторов», – сказал он. План коммунального предприятия по обеспечению 100% возобновляемых источников энергии на Гавайях к 2045 году включает утроение распределенной солнечной энергии. «Это будет около 750 000 инверторов, а с учетом аккумуляторных систем, электромобилей и других устройств DER это число быстро увеличивается».

HECO поставила перед собой задачу «максимально довести автономное управление до местного уровня», – сказал Цзин. «Мы хотим свести к минимуму необходимость связи между центром управления и устройствами DER.«

По его словам, полностью автономная электросеть сегодня недостижима из-за технологических ограничений. Но AEG NREL позволяет «приоритизировать средства управления и сосредоточиться на критических операциях, а не пытаться управлять отдельными устройствами», – добавил он. Сужение надзора до «критического подмножества операций» – это «единственный способ обеспечить эффективную и экономичную деятельность по распределению» в будущем с высоким значением DER.


[Т] диспетчерская “будет больше похожа на управление воздушным движением, направляя автономную деятельность ячеек, чтобы максимизировать их индивидуальную ценность.«

Брайан Ханнеган

Президент и генеральный директор HCE


HCE провела первые полевые испытания AEG, чтобы лучше понять, что возможно с автоматизацией, сказал Utility Dive президент и генеральный директор Брайан Ханнеган. Он добавляет от 10 до 15 солнечных систем на крышах в неделю, добавляет более 2 МВт солнечной энергии в год в течение нескольких лет и намерен добавлять 2 МВт в год к своей 150-мегаваттной системе пиковой мощности до 2030 года.

«Мы хотим понять, какие ценности DER может предоставить потребителям и энергосистеме», – сказал Ханнеган.Ценность устойчивости в способности клеток изолироваться и продолжать служить своим владельцам и системе стала особенно важной после того, как лесной пожар 2018 года на ее территории произошел «в одном горящем столбе от того, чтобы на неделю погрузиться в темноту Аспена».

HCE и NREL сотрудничают с другими местными группами, чтобы построить доступное жилье с нулевым потреблением энергии для местных учителей. Четыре дома на фидере HCE теперь заняты и оснащены «солнечными фотоэлектрическими батареями, аккумулятором, зарядным устройством уровня 2, водонагревателем с тепловым насосом и тепловым насосом с воздушным источником», – сказал Ханнеган.В каждом DER есть контроллер с автономными возможностями.

В недавно начатых полевых испытаниях моделируется производительность DER под контролем энергосистемы и при работе в автономном режиме, добавил он. NREL рассмотрит характеристики четырех домов, функционирующих вместе как ячейка или фундаментальная автономная единица, и каждого отдельного дома, функционирующего индивидуально как автономная ячейка.

Каждая ячейка будет проверена, когда она подключена и когда она не подключена к диспетчерской HCE, и будет проверена, чтобы проверить, насколько автономно может функционировать отдельный дом, а также набор домов.

AEG не устраняет необходимость в распределительном предприятии «обслуживать полюса, провода, трансформаторы и переключатели, потому что они делают DER более ценным», – сказал Ханнеган. Но диспетчерская «будет больше похожа на авиадиспетчер, управляя автономной деятельностью ячеек с целью максимизации их индивидуальной ценности».


«Учитывая необходимые стандарты и правила, до этого легко останется 10 лет. Более трети коммунальных предприятий до сих пор не развернули расширенные измерения, а AEG далеко выходит за рамки этого.«

Том Биалек

Главный инженер, SDG & E


По словам Ханнегана, в открытом доступе нет результатов или выводов полевых испытаний. «Чистое воздействие проекта на данный момент состоит в том, чтобы вселить в нас уверенность в том, что мы можем управлять и контролировать DER таким образом, чтобы это приносило пользу энергосистеме и потребителю из нашей системы диспетчерской или квазиавтономным способом».

Автоматизация будет иметь решающее значение для будущей сети, сказал Utility Dive главный инженер по газовой и электрической энергии Сан-Диего Том Биалек, возглавляющий группу технического обзора интеграции электрических систем NREL.Но «субсекундное управление системой с высоким проникновением МЭД из центра управления практически невозможно. Только так много можно сделать так быстро».

NREL сталкивается с двумя препятствиями, сказал Биалек. «Самая большая проблема – это технология. У коммунальных предприятий нет вычислительной мощности для запуска программного обеспечения, которое заставляет эту работу, и большинство устройств недостаточно сложны, чтобы работать с такой вычислительной мощностью».

Второй барьер – «отсутствие технических стандартов», – сказал он. «Коммунальные предприятия работают в строго регулируемой среде.С учетом необходимых стандартов и правил до этого легко останется 10 лет. Более трети коммунальных предприятий до сих пор не развернули расширенные измерения, и AEG далеко выходит за рамки этого ».

Как далеко может зайти автономия?

Чем больше автономных операций с данными, тем «точнее настраивается алгоритм», – сказал Utility Dive аналитик по Интернету вещей Майкл Канеллос из OSISoft, специалист по аналитике.

«Завод, работающий на ископаемом топливе, генерирует около 10 000 потоков данных на МВт, но турбины ветряного проекта генерируют около 51 000 потоков данных на МВт, а панели и электроника солнечного проекта генерируют почти 436 000 потоков данных на МВт», – сказал Канеллос.

Он добавил, что операторы проектов по ветро- и солнечной энергии

используют преимущества новых операционных возможностей за счет более сложных алгоритмов, основанных на этих увеличенных данных, для повышения производительности и снижения затрат.

Arizona Public Service требует не более 10 технических специалистов для обслуживания более 170 МВт солнечной энергии, потому что потоки данных автономно определяют приоритеты и планируют техническое обслуживание. Сенсорная сеть Xcel Energy Colorado выполняет прогнозирование с 15-минутным интервалом, что дает информацию для автономного профилактического обслуживания, что позволило сэкономить 46 миллионов долларов в период с 2012 по 2017 год.

«Полная автоматизация никогда не произойдет, потому что люди более рассудительны, чем роботы», – сказал Канеллос. «Искусственный интеллект трансформируется в« поддержку принятия решений », в которой алгоритм излагает возможности, но решение принимает человек. А грядущий поток данных сделает алгоритмы поддержки принятия решений намного лучше».

California также работает над новаторской многоуровневой системной архитектурой, которая в некоторой степени сопоставима с архитектурой NREL.

NREL признает, что его AEG «имеет технические области, требующие гораздо большего исследования», – сказал Utility Dive консультант по системам электроснабжения Лоренцо Кристов, работающий над калифорнийским проектом.По его словам, многоуровневая архитектура находится в пределах нынешних возможностей системного оператора и направлена ​​на рост DER до тех пор, пока не будут решены технические проблемы AEG.

По его словам, многоуровневая архитектура

Кристова основана на «некоторой части той же математики оптимизации, что и AEG» для распределения операций по передаче данных ISO и операций распределения оператору системы распределения (DSO). «Но до AEG, вероятно, от 10 до 15 лет».

В плане Кристова, DER управляются на уровне дома или здания владельцами DER и домашними системами управления энергопотреблением.DSO управляет только кумулятивными системными воздействиями от общего DER, “доставленного на интерфейс, где дом или здание соединяются”, – сказал он. «Устройства DER не нуждаются в контроле со стороны DSO, независимо от того, потребляют ли они генерацию или доставляют ее».


«Коммунальная система – это намного больше, чем просто вождение автомобиля, это все равно что упорядочить каждую часть каждой машины на дороге».

Майкл Канеллос

Аналитик Интернета вещей, OSISoft


В интерфейсе передачи-распределения «ISO аналогично рассматривает каждый DSO как один ресурс», – добавил он.«Каждому слою не нужно видеть, что находится внутри нижних уровней, ему просто нужно координировать то, что находится на этих интерфейсах».

Есть небольшие разногласия по поводу нынешних пределов автономии, но есть разные мнения по поводу уровня автономии, который будет возможен в будущей сети.

«Поддержка принятия решений» – это «хороший способ описать иерархию NREL», – сказал Чинг из HECO. «Устройства могут работать автономно, но им может потребоваться центральный сигнал для вещей, которые влияют на всю систему.Чтобы сбалансировать спрос и предложение на местном уровне, сначала может потребоваться увидеть системные потребности ».

NREL сравнил AEG с автономным вождением, но «это не так», – сказал Канеллос. «Коммунальная система – это намного больше, чем вождение автомобиля, это похоже на организацию каждой части каждой машины на дороге. Алгоритм, достаточно сложный, чтобы гарантировать безопасность по многим параметрам, прямо сейчас недостижимо».

Надежность остается важным вопросом, но AEG «подобен автономным транспортным средствам, потому что оба они уже на улице, и их будет еще больше», – сказал Кропоски.«Мы будем развивать интеллектуальные способности и устранять изгибы, чтобы улучшить автономное принятие решений, и в энергосистему будет встроено больше автоматизации безопасными и оптимальными способами».

Методика проектирования системы автономного электроснабжения нефтедобывающей компании, оптимизированная по протяженности и количеству центров генерации | Городнов

1. Исследование рынка штанговых насосных установок (УСГН).Аналитический отчет. Доступно по адресу: URL: http://research-techart.ru/report/walking-beam-pumping-unit.htm. Дата обращения: 9 сентября 2019 г.

2. Сяодун Лян, Омид Гхорейши, Вильсун Сюй. Конструкция скважинного прибора для условного контроля работы погружных электрических двигателей на нефтепромысловых объектах. IEEE Transactions по отраслевым приложениям. 2017; 53 (3): 3164-3174.

3.Габор Такач. Электрические погружные насосы. Руководство. – 1-е издание. Gulf Professional Publishing, 2009. 440 с.

4. Сяодун Лян. Инновационный дизайн и технико-экономическое обоснование системы подводных электрических погружных насосов. 52-я техническая конференция по промышленным и коммерческим энергетическим системам (I & CPS), IEEE / IAS, 2016 г. Документ конференции. Издатель: IEEE. Дата конференции: 1-5 мая 2016 г. doi: 10.1109 / ICPS.2016.74

.

5.Сяодонз Лян, Ахмад Эль-Кадри. Факторы, влияющие на работу электрических погружных насосных систем. Конференция по электроэнергетике и электроэнергетике IEEE 2018 (EPEC). Документ конференции. Издатель: IEEE. 10-11 октября 2018 г. doi: 10.1109 / EPEC.2018.8598331.

6. Хуссейн А. Хуссейн, Бахаре Анвари, Хамид А. Толият. Метод управления линейными погружными электронасосами с постоянными магнитами в модифицированной интегрированной системе привод-двигатель. Международная конференция IEEE по электрическим машинам и приводам (IEMDC), 2017 г.Документ конференции. Издатель: IEEE. Дата конференции: 21-24 мая 2017 г. doi: 10.1109 / IEMDC.2017.8002315.

7. Приятмади Сарджоно, Мухаммад Нурвангса Сапутра. Оптимальное управление забойным давлением при добыче нефтяных скважин с использованием гибридного ПИД-линейного регулирования на погружном электронасосе. 2016 8-я Международная конференция по информационным технологиям и электротехнике (ICITEE). Документ конференции. Издатель: IEEE. Дата конференции: 5-6 окт.2016. DOI: 10.1109 / ICITEED.2016.7863229.

8. Торсен О.В., Дальва М. Комбинированная электрическая и механическая модель электрических погружных насосов // IEEE Transactions on Industry Applications. 2001; 37 (2): 541-547

9. MiaoxinJin, Pengmiao Zhang, Gang Li, et al. Скважинная многопараметрическая система мониторинга для погружного электронасоса.2015 9-я Международная конференция по силовой электронике и ECCE Asia (ICPE-ECCE Asia). Документ конференции. Издатель: IEEE. Дата конференции: 1–5 июня 2015 г. doi: 10.1109 / ICPE.2015.7168111.

10. Хорхе Андрес Прада Мехиа, Луис Анхель Сильва, Хулиан Андрес Пенья Флорес. Стратегия управления нефтедобывающими скважинами с погружным электронасосом на основе метода прогнозного управления на основе нелинейных моделей. 2018 IEEE ANDESCON.Документ конференции. Издатель: IEEE. Дата конференции: 22-24 августа 2018 г. doi: 10.1109 / ANDESCON.2018.8564581.

11. Турышева А.В. Электроснабжение энергоустановок нефтедобычи от автономных электростанций. Записки Горного института. 2010; 186: 156-160.

12. Турышева А.В. Повышение надежности и эффективности электроснабжения объектов нефтедобычи с использованием автономных источников энергии.Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Санкт-Петербургский государственный горный университет. Санкт-Петербург, 2012. 154 с.

13. Лучио Стеклинг, Марсело Лобо Хельдвейн. Синхронная оптимальная модуляция на основе модели для трехуровневых инверторов, применяемых в электрических погружных насосных системах. PCIM Europe 2019; Международная выставка и конференция по силовой электронике, интеллектуальному движению, возобновляемым источникам энергии и управлению энергопотреблением.Издатель: VDE. Дата проведения конференции: 7-9 мая 2019 г.

14. Абдулхи Аль-Али Маджид Абдулхамид, Корнилов В.Ю., Городнов А.Г. Оптимальная работа электрогенераторов для нефтяных скважин с искусственным подъемом на месторождении Румила / Абдулхи Аль-Али Маджид Абдулхамид, Корнилов В.Ю., Городнов А.Г. Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СЕКТОРА ». Казань: Казанский государственный энергетический университет. 2018; 11-12: 127-132.

15. Абдулхи Аль-Али Маджид Абдулхамид, Корнилов В.Ю., Городнов А.Г. Оптимизация работы электрооборудования газоразделительных станций (станция дегазации ДС) и погружных электрических насосов нефтяного оборудования на нефтяном месторождении Румайла. Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СЕКТОРА ». Казань: Казанский государственный энергетический университет. 2019; 1-2: 141-145.

16.Абдулхи Аль-Али Маджид Абдулхамид. Оптимальная работа электрогенераторов для нефтяных скважин с искусственным подъемом. Журнал Thi_Qar Science. Университет Thi_Qar. Республика Ирак. 2016; 5 (4) 67-76.

Пассивный дом со 100% энергонезависимостью – pv Europe

Команда менеджеров Hörmann Solartechnik, компании по установке солнечных батарей, расположенной в Цусмарсхаузене, также использует 100% солнечную энергию в личных целях. Семья Хёрманн только что осуществила свою мечту о строительстве собственного энергетически самодостаточного дома, используя только солнечную энергию от Q CELLS.Hanwha Q CELLS поддержала этот амбициозный семейный проект, поставив свои солнечные модули Q.PEAK DUO-G5.

Солнечная система мощностью 20 кВт была установлена ​​на крыше недавно построенного дома Hörmann в Цусмарсхаузене, Бавария. Годовая мощность солнечной батареи составляет около 20 000 кВт / ч, и она вносит устойчивый вклад в обеспечение того, чтобы семья Hörmann могла жить за счет энергии, которая является на 100% самодостаточной.

Интеграция принципа Power-to-Gas

Системная комбинация солнечной системы, аккумуляторной батареи, электролизера и топливного элемента в доме семьи Hörmann обеспечивает энергоснабжение без выбросов CO2 путем преобразования и хранения солнечной электроэнергии, вырабатываемой в течение дня, в водород , используя принцип «Power-to-Gas».Ночью и зимой водород снова превращается в бытовую электроэнергию. Вместе с аккумуляторной системой хранения он не только обеспечивает электроснабжение дома, но также может удовлетворить потребности дома в отоплении и заряжать семейный электромобиль. С такой системой единственным источником энергии, необходимым для обеспечения электричества, мобильности и тепла круглый год, является солнце. Этот превосходный пассивный дом впечатляюще демонстрирует, как уже возможно получение энергии без выбросов CO2, полностью независимой от сети или дополнительных внешних источников энергии.Именно по этой причине этот проект получил Федеральную премию за выдающиеся инновационные достижения Федерального министерства экономики и технологий.

Привлекательный метод хранения солнечной энергии

Принцип «Power-to-Gas», который преобразует солнечную электроэнергию в водород, быстро становится еще одним привлекательным методом экономичного хранения солнечной энергии и дополняет более типичную технологию аккумуляторов.

Вам может понравится

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.