Sadržaj članka
Trošak električne energije koju opskrbljuju središnje mreže raste iz godine u godinu, dok se njezina kvaliteta ne popravlja. I dalje se javljaju nestanci struje u ruralnim područjima. I danas ćemo razmotriti mogućnosti autonomnog napajanja seoske kuće.
Ako se unutar gradskih granica problem opskrbe nečijeg životnog prostora električnom energijom pojavljuje samo periodično, tada je s seoskom kućom sve puno složenije – često se komunalije oštete kao rezultat prirodnih pojava i djelovanja lovaca na obojene metale. Možete se, naravno, vratiti odlukama s početka prošlog stoljeća, naime kerozinskim svjetiljkama i bakljama, na kraju ići u krevet u zalazak sunca, ali već smo navikli na blagodati civilizacije, neraskidivo povezane s električnom energijom. Razmotrite pitanje energetske neovisnosti seoske vikendice od nepouzdanih središnjih komunikacija.
Kako opskrbiti energijom u svom domu
Posjedovanje kuće u ruralnom području, na značajnoj udaljenosti od industrijskih središta, privlačno je iz položaja tišine, čistog zraka, okruženo prirodnom prirodom. Međutim, postoje situacije kada kućanski aparati u takvoj kući odbijaju rad zbog nižeg ili pretjerano visokog napona u električnoj mreži od nazivnog (220 V) – a kapi mogu prelaziti 10% utvrđenih GOST 13109-97.
Problem s nedostatkom napona leži u znatnoj duljini žičnih komunikacija kroz koje struja struje kućama – što dalje od TP (transformatorske stanice) kućice, to više napona opada zbog otpora žica. Danju se napon u ruralnim područjima mijenja u odnosu na nazivni zbog nedovoljne snage TP-a i elektroenergetskih mreža – danju je niži, jer u ovom trenutku ima najviše potrošača električne energije, noću se naglo povećava, jer je u ovom trenutku potrošnja minimalna.
Prenaponske struje mogu uzrokovati neuspjeh kućanskih aparata – drugim riječima, izgaraju. Suvremeni kućanski uređaji, pogotovo europski, dizajnirani su za 10% pad napona u električnoj mreži, ali ne više, a u ruralnim je područjima 20-30% naprezanja prilično moguće.
Padove u mrežnoj mreži moguće je nadoknaditi uz pomoć stabilizatora, ali u slučaju kritičnog pada napona (više od 45%), čak ni najbolji od njih neće pomoći. Potrebni su uređaji koji mogu opskrbiti kućanske uređaje bez električne energije iz središnjih mreža. Njihov izbor je određen svrhom u koju će se koristiti oprema – rezervno napajanje, dodatna ili glavna.
Opremu za pomoćno napajanje aktivira automatski ili ručno njegov vlasnik kada je isključeno napajanje iz središnje mreže ili u slučaju kritičnog pada napona u njemu – moći će održavati rad kućanskih aparata ograničeno vrijeme, sve dok se napajanje ne nastavi.
Dodatno (mješovito) napajanje je potrebno u slučajevima kada postojeći napon u mreži nije dovoljan, a kućanstva namjeravaju koristiti energetski intenzivne kućanske uređaje.
U slučaju da vikendica ne može biti povezana na središnje mreže, kao i uz stalno nisku kvalitetu napajanja, potrebna je oprema za autonomno napajanje električnom energijom, koja djeluje kao glavni dobavljač električne energije.
Da biste pojednostavili zadatak dodijeljen opremi rezervnog i dodatnog napajanja, bit će prikladno podijeliti kućanske uređaje u kući u tri skupine:
- Prvi će sadržavati električne uređaje, čiji neprekinuti rad nije potreban, a možete ga dobiti s glavnim izvorom napajanja. To uključuje sustave podnog grijanja ili zidne infracrvene ploče, električne saune, skupine svjetiljki dizajniranih za različite scenarije osvjetljenja itd..
- U drugu skupinu spadaju kućanski uređaji koji pružaju ugodne životne uvjete kućanstvima – osnovna rasvjeta, klima uređaji, kuhinjski aparati, televizori, audio oprema. Kućanski aparati iz ove skupine trebaju pomoćno napajanje.
- Električni uređaji koji su uključeni u treću skupinu su od vitalnog značaja – rasvjeta u nuždi, sigurnosni i protupožarni alarmni sustavi, elektroničke brave, grijaći kotlovi koji se upravljaju automatikom, bušotine za bušenje itd. Potpuni rad opreme iz treće skupine moguć je samo uz neprekidno napajanje električnom energijom, pod uvjetom dodatni ili rezervni izvori bez greške.
Grupiranje kućanskih potrošača električne energije omogućit će vam da pravilno odaberete kapacitet opreme koja proizvodi električnu energiju, procijenite stvarne potrebe i ne preplatite za nepotrebno moćan ili kupite očigledno slab model.
Svaka oprema za autonomno napajanje nije sposobna proizvoditi električnu energiju iz ničega – potrebni su joj početni resursi, koji su podijeljeni na obnovljive i neobnovljive. Istražujemo vrste uređaja koji proizvode električnu energiju, ovisno o potrošenim resursima.
Neobnovljivi izvori energije
Autonomno napajanje kuće pomoću opreme koja troši naftne proizvode ili prirodni plin i proizvodi električnu energiju najpopularnije je među vlasnicima prigradskih nekretnina zbog svoje široke popularnosti. Međutim, popularni su samo benzinski ili dizel generatori, o ostalim se manje zna..
Benzinski agregati.Male veličine i težine, jeftiniji su od dizelskih. Ali oni nisu u mogućnosti neprekidno opskrbljivati električnom energijom – njihovo trajanje rada nije više od 6 sati zaredom (resurs motora je oko 4 mjeseca), odnosno benzinski generatori dizajnirani su za periodični rad i prikladni su u slučajevima kad je opskrba električnom energijom od glavnog opskrbljivača prekinuta u razdoblju od oko 2 -5 sati i samo s vremena na vrijeme. Takvi su generatori prikladni samo kao rezervni izvor električne energije..
Dizel generatori.Masivan je, dimenzijski i nije jeftin, ali njihova snaga i vijek trajanja mnogo su veći nego kod benzinskih modela. Uprkos značajnim troškovima, dizelski generatori su profitabilniji u radu od benzinskih agregata – jeftino dizelsko gorivo i neprekinuti rad više od 2 godine, odnosno ovaj je električni generator sposoban raditi dan i mjesec pod uvjetom da se podliježu pravodobnom punjenju. Dizelski generatori prikladni su kao rezervni, dodatni i primarni dobavljač električne energije.
Generatori na plin.Njihova težina, veličina i trošak približni su težini benzinskih jedinica iste snage. Trče na propan, butan i prirodni plin, ali učinkovitiji su u prve dvije vrste plinovitih goriva. Unatoč neprekidnom radu sličnom benzinskim generatorima – ne više od 6 sati, plinski generatori električne energije imaju duži radni vijek, prosječno oko godinu dana. Kao glavni izvor električne energije, plinski generatori prikladni su s velikom rezervacijom, ali za rezervnog dobavljača električne energije to je prilično.
Kogeneratori ili mini-CHP.Usporedimo li ih s gore opisanim električnim generatorima, one imaju dvije značajne prednosti: sposobne su proizvesti ne samo električnu, već i toplinsku energiju; imaju dug radni vijek s neprekidnom uporabom, u prosjeku 4 godine. Ovisno o modelu, kogeneratori rade na dizelskim, plinovitim i čvrstim gorivima. Imajući značajne dimenzije, težinu i cijenu, mini-CHP postrojenja nisu prikladna za opskrbu energijom u jednoj kući izvan grada, budući da njihova električna snaga počinje od 70 kW – zahvaljujući jednoj takvoj instalaciji moguće je potpuno riješiti pitanje cjelogodišnjeg opskrbe selom i električnom energijom iz nekoliko kuća.
Neprekidni izvori napajanja na baterijama. Uglavnom, oni ne pripadaju proizvodnim agregatima, jer nisu u stanju samostalno proizvoditi električnu energiju, već je samo akumuliraju i daju je potrošaču. Energetski kapacitet UPS-a određuje se kapacitetom i brojem baterija u kompleksu, ovisno o tome i broju potrošača električne energije, vijek trajanja baterije UPS-a može biti od nekoliko sati do nekoliko dana. Životni vijek jednog UPS-a u prosjeku – 6-8 godina.
Što se tiče generacijskih sklopova, potrebno je razjasniti jednu točku – današnji vijek trajanja ne znači da će nakon njegove proizvodnje električni generator morati odlagati i kupiti novi, potrebno je izvršiti samo velike popravke i, unatoč izvjesnom gubitku snage, njegova operabilnost će se vratiti. Također biste trebali slijediti pravila za održavanje i rad generatora..
Obnovljivi izvori energije
U prirodnom okruženju našeg planeta stalno ili povremeno postoje izvori energije, čija proizvodnja nije povezana s ljudskim aktivnostima – vjetar, protok vode u rijekama, sunčevo zračenje.
Vjetrenjače.Oni su sposobni pretvoriti energiju vjetra u električnu energiju, ali uz prilično visoke troškove, učinkovitost vjetroelektrana ne prelazi 30%. Vijek trajanja vjetroelektrana je oko 20 godina, kontinuitet proizvodnje energije ovisi o intenzitetu vjetra. Ove je instalacije moguće smatrati punopravnim izvorom napajanja samo ako su opremljene UPS-om, kao i rezervnim električnim generatorom (benzin, dizel) u slučaju smirenja.
Solarni paneli.Oni apsorbiraju energiju iz sunca i pretvaraju je u električnu. A ako vjetrovi pušu nedosljednom brzinom, tada sunčeve zrake osvjetljavaju Zemlju tijekom dnevnih svjetlosnih sati. Učinkovitost solarnih panela je oko 20%, njihov vijek trajanja je 20 godina. Kao i u slučaju vjetrenjača, solarne instalacije moraju biti opremljene UPS-om. Potreba rezervnog generatora ovisi o intenzitetu sunčevog zračenja u određenom području – u područjima s dovoljnim brojem sunčanih dana dodatni generator neće biti potreban i može se koristiti kao glavni izvor električne energije.
Mini hidroelektrana.U usporedbi s vjetrovitim i solarnim, energija vode je mnogo stabilnija – ako su prva dva izvora nestabilna (noćna, mirna), tada voda u potocima i rijekama teče u bilo koje doba godine. Trošak opreme za mini hidroelektrane veći je od troškova vjetroelektrana i solarnih panela, zbog složenijeg dizajna, jer generator električne energije u vodi radi u agresivnim uvjetima. Učinkovitost mini-hidroelektrana iznosi oko 40-50%, radni vijek je preko 50 godina. Mini-hidroelektrana može neprekidno napajati električnu energiju u nekoliko kuća odjednom tijekom cijele godine.
Nakon čitanja preporuke o podjeli kućanskih uređaja u skupine prema stupnju važnosti, ostaje nam samo saznati kako točno odabrati snagu električnog generatora za opremu iz jedne ili više skupina. Najjednostavniji način je zbrojiti nazivne snage kućanskih aparata, na primjer: mikrovalna pećnica – 0,9 kW; mikser – 0,4 kW; električni čajnik – 2 kW; perilica rublja – 2,2 kW; štedna žarulja – u prosjeku 0,02 kW; TV – 0,15 kW; satelitsku antenu – 0,03 kW itd. Ako zbrojimo snagu navedenih kućanskih aparata, dobivamo potrošnju energije od 5,7 kW / h – znači li to da je potreban električni generator snage najmanje 7,5 kW (s rezervom snage 30%). ? Ne uopće, jer ova tehnika ne radi cijelo vrijeme, to jest, trebali biste uzeti u obzir i njegovo približno radno vrijeme, na primjer: perilica rublja – 3 sata tjedno; električni čajnik – 10 minuta za svaku kipuću vodu; mikrovalna pećnica – 10 minuta za zagrijavanje jedne porcije hrane; mikser – 10 minuta; štedna žarulja – oko 5 sati dnevno itd. Ispada da je za isporuku električne energije kućanskim aparatima opisanima kao primjer, dovoljan generator, kapaciteta oko 3 kW, jednostavno ne morate istovremeno uključivati opremu, raspodijeliti opterećenje koje nastaje na generatoru tijekom vremena.
Izbor ove ili one vrste električnog generatora, posebno onog koji radi iz obnovljivih izvora energije, prvenstveno ovisi o dostupnosti početnih izvora goriva. Na primjer, za generator plina potrebna je stabilna opskrba ukapljenim prirodnim plinom, odnosno potrebni su cilindri ili spremnik za plin, a za učinkovito opskrbu energijom pomoću solarnih panela dovoljan je broj sunčanih dana u godini.
Koje su opcije za autonomno napajanje seoske kuće? Želim znati koje su mogućnosti za dobivanje električne energije bez povezanosti s mrežom. Da li postoje solarni ili vjetroenergetski sustavi koji su pogodni za ovu situaciju? Koji su njihovi troškovi i koliko su učinkoviti? Hvala!