Autonom kraftförsörjning till ett hus på landet – alternativ

Kostnaden för el som levereras av centrala nät växer från år till år medan kvaliteten inte blir bättre. Strömavbrott förekommer fortfarande på landsbygden. Och idag kommer vi att överväga alternativ för autonom kraftförsörjning till ett hus.

Om i staden begränsar problemet med att förse deras bostadsyta med elektricitet uppstår bara med jämna mellanrum, då med ett hus på landet är allt mycket mer komplicerat – ofta skadas verktyg till följd av naturfenomen och jägare för icke-järnmetaller. Du kan naturligtvis gå tillbaka till besluten från början av förra århundradet, nämligen fotogenlampor och facklor, i slutändan gå till sängs vid solnedgången, men vi är redan vana vid fördelarna med civilisationen, otydligt kopplad till el. Överväg frågan om energioberoende i en lantstuga från opålitliga centrala kommunikationer.

Energiförsörjningsmetoder för ditt hem

Att äga ett hus i ett lantligt område, på ett betydande avstånd från industricentra, är attraktivt från ett läge av tystnad, ren luft, omgiven av naturlig natur. Men det finns situationer då hushållsapparater i ett sådant hus vägrar att arbeta på grund av en lägre eller alltför hög spänning i det elektriska nätet än det nominella (220 V) – och dropparna kan överstiga 10% fastställt av GOST 13109-97.

Problemet med brist på spänning ligger i den betydande längden på kabeldragna kommunikationer genom vilka elektrisk ström flyter till husen – ju längre från transformatorstationen som stugan ligger, desto mer spänning sjunker på grund av ledarnas motstånd. Under dagen förändras spänningen i landsbygden i förhållande till den nominella på grund av otillräcklig kraft för TP och elnät – det är lägre under dagen, för just nu är det de flesta konsumenter av elektricitet, på natten stiger den kraftigt, eftersom för närvarande konsumtionen är minimal.

Strömavbrott kan orsaka fel på hushållsapparater – med andra ord, det bränner ut. Moderna hushållsapparater, särskilt europeiska apparater, är konstruerade för 10% spänningsfall i elnätet, men inte mer, och i landsbygden är 20-30% kraftvärden mycket möjliga.

Det är möjligt att kompensera för droppar i elnätet med hjälp av stabilisatorer, men i händelse av ett kritiskt spänningsfall (mer än 45%) hjälper till och med det bästa av dem inte. Det krävs apparater som kan tillhandahålla ström till hushållsapparater i frånvaro av el från centrala nät. Deras val bestäms av de syften för vilka utrustningen kommer att användas – reservkraftförsörjning, tillägg eller huvud.

Utrustning för reservkraftförsörjning aktiveras automatiskt eller manuellt av sin ägare när strömförsörjningen från centralnätet stängs av eller när spänningen sjunker i den – den kan upprätthålla hushållsapparatens drift under en begränsad tid tills strömförsörjningen återupptas.

Ytterligare (blandad) strömförsörjning är nödvändig i fall där den befintliga spänningen i nätet är otillräcklig och hushållen avser att använda energikrävande hushållsapparater.

I händelse av att en stuga inte kan anslutas till centrala näten, liksom med en ständigt låg kvalitet på strömförsörjningen, krävs utrustning för autonom kraftförsörjning, som fungerar som huvudleverantör av el.

För att förenkla uppgiften som tilldelats utrustningen för säkerhetskopiering och ytterligare strömförsörjning, kommer det att vara bekvämt att dela hushållsapparater i huset i tre grupper:

1. Den första kommer att innehålla elektriska apparater, vars oavbruten drift inte krävs och du kan komma med huvudkällan till strömförsörjning. Dessa inkluderar golvvärmesystem eller väggmonterade infraröda paneler, elektriska bastur, grupper av lampor designade för olika belysningsscenarier, etc..
2. Den andra gruppen inkluderar hushållsapparater som ger hushållen bekväma levnadsförhållanden – grundbelysning, luftkonditioneringsapparater, köksapparater, TV-apparater, ljudutrustning. Hushållsapparater från denna grupp behöver en reservströmförsörjning.
3. Elektriska apparater som ingår i den tredje gruppen är av avgörande betydelse – nödbelysning, säkerhets- och brandlarmssystem, elektroniska lås, värmepannor som styrs av automatik, borrhålspumpar etc. Fullständig drift av utrustning från den tredje gruppen är endast möjlig med oavbruten strömförsörjning som tillhandahålls av ytterligare eller reservera källor utan att misslyckas.

Gruppering av hushållselkonsumenter ger dig möjlighet att korrekt välja kapaciteten för utrustning som producerar el, bedöma de faktiska behoven och inte betala för mycket för en onödigt kraftfull eller köpa en uppenbarligen svag modell.

All utrustning för autonom kraftförsörjning kan inte producera el från ingenting – den kräver initiala resurser, som är indelade i förnybara och icke-förnybara. Vi undersöker vilka typer av enheter som genererar el, beroende på de resurser som konsumeras.

Icke-förnybara energikällor

Autonom kraftförsörjning i ett hus med utrustning som förbrukar oljeprodukter eller naturgas och genererar elektricitet är mest populärt bland ägare till förortsfastigheter på grund av dess stora popularitet. Men bara bensin- eller dieselgeneratorer är populära, mindre är känt om resten..

Generatorer för bensin.Små i storlek och vikt, de är billigare än diesel. Men de kan inte leverera el oavbruten – deras drifttid är inte mer än 6 timmar i rad (motorresursen är cirka 4 månader), det vill säga bensingeneratorer är konstruerade för periodisk drift och är lämpliga i fall där elleveransen från huvudleverantören avbryts under en period av cirka 2 –5 timmar och bara då och då. Sådana generatorer är endast lämpliga som reservkälla för el..

Dieselgeneratorer.De är massiva, dimensionella och inte billiga, men deras kraft och livslängd är mycket högre än för bensinmodeller. Trots de betydande kostnaderna är dieselgeneratorer mer lönsamma i drift än bensingeneratorer – billig dieselbränsle och oavbruten drift i mer än två år, det vill säga denna elektriska generator kan arbeta 24 timmar och månader i slutet, med förbehåll för snabb tankning. Dieselgeneratorer är lämpliga som reserv-, kompletterande och primär elleverantör.

Gasdrivna generatorer.Deras vikt, storlek och kostnad ligger nära bensinenheter med samma effekt. De körs på propan, butan och naturgas, men är mer effektiva på de första två typerna av gasformiga bränslen. Trots perioden med kontinuerlig drift som liknar bensingeneratorer – högst 6 timmar har gasgeneratorer av el längre livslängd, i genomsnitt cirka ett år. Som huvudkälla för el är gasgeneratorer lämpliga med en stor reservation, men för en reservleverantör av el är det ganska.

Cogeneratorer eller mini-CHP.Om vi ​​jämför dem med de elektriska generatorerna som beskrivs ovan, har de två betydande fördelar: de kan producera inte bara elektrisk, utan också termisk energi; har ett långt arbetsliv med oavbruten användning, i genomsnitt 4 år. Beroende på modell kör kraftvärmeväxlarna diesel, gasformiga och fasta bränslen. Med betydande dimensioner, vikt och kostnad är mini-CHP-anläggningar inte lämpliga för att leverera energi till ett hus utanför staden, eftersom deras elkraft startar från 70 kW – tack vare en sådan installation är det möjligt att helt lösa frågan om helårsförsörjning av el och värme till byn från flera hus.

Avbrottsfri strömförsörjning på batterier. I stort sett de tillhör inte produktionsapparater, eftersom de inte själv kan producera el, bara samlas och ge den till konsumenten. UPS: s energikapacitet bestäms av kapaciteten och antalet batterier i komplexet, beroende på detta och antalet elkonsumenter, kan UPS: s batteritid variera från flera timmar till flera dagar. Livslängd för en uppsättning UPS – i genomsnitt 6-8 år.

När det gäller generatoraggregat måste en punkt klargöras – den givna livslängden betyder inte att den elektriska generatorn efter dess produktion måste kasseras och köpa en ny, det är bara nödvändigt att göra stora reparationer och, trots en viss strömförlust, kommer dess funktionsduglighet att återställas. Du bör också följa reglerna för underhåll och drift av generatoren..

Förnybara energikällor

I vår naturliga miljö finns det hela tiden eller periodvis energikällor vars produktion inte är förknippad med mänskliga aktiviteter – vind, vattenflöde i floder, solstrålning.

Vindturbiner.De kan konvertera vindkraft till elektricitet, men till en ganska hög kostnad ökar vindkraftverkens effektivitet inte 30%. Vindkraftverkets livslängd är ungefär 20 år, kontinuiteten i kraftproduktionen beror på vindens intensitet. Det är möjligt att betrakta dessa installationer som en fullfjädrad strömförsörjningskälla endast om de är utrustade med en UPS samt en reservelektrisk generator (bensin, diesel) i händelse av lugn.

Solpaneler.De absorberar energi från solen och omvandlar den till elektrisk energi. Och om vinden blåser i en inkonsekvent hastighet, lyser solens strålar jorden under varje dagsljus. Effektiviteten för solpaneler är cirka 20%, deras livslängd är 20 år. Liksom för vindkraftverk måste solinstallationer vara utrustade med en UPS. Behovet av en reservgenerator beror på solstrålningens intensitet i ett visst område – i områden med ett tillräckligt antal soliga dagar kommer ingen extra generator att behövas och de kan användas som huvudsaklig elkälla.

Mini-vattenkraftverk.Vattenens energi är, jämfört med vind och sol, mycket mer stabil – om de två första källorna är instabila (natt, lugn), rinner vatten i bäckar och floder när som helst på året. Kostnaden för utrustning för mini-vattenkraftverk är högre än för vindgeneratorer och solpaneler, på grund av en mer komplex design, eftersom en vattenkraftsgenerator fungerar under aggressiva förhållanden. Effektiviteten hos mini-hydroelektriska kraftverk är cirka 40-50%, livslängden är över 50 år. Mini-vattenkraftverket kan oavbrutet leverera el till flera hus på en gång för ett helt år.

Efter att ha läst rekommendationen om att dela hushållsapparater i grupper beroende på vikten, återstår det bara att ta reda på exakt hur man väljer kraften hos en elektrisk generator för utrustning från en eller flera grupper. Det enklaste sättet är att sammanfatta den nominella kraften hos hushållsapparater, till exempel: mikrovågsugn – 0,9 kW; mixer – 0,4 kW; vattenkokare – 2 kW; tvättmaskin – 2,2 kW; energibesparande lampa – i genomsnitt 0,02 kW; TV – 0,15 kW; parabolantenn – 0,03 kW osv. Om vi ​​lägger till kraften i de listade hushållsapparaterna får vi en energiförbrukning på 5,7 kW / h – betyder det att en elektrisk generator med en kapacitet på minst 7,5 kW (med en 30% effektreserv) krävs ? Inte alls, eftersom denna teknik inte fungerar konstant, det vill säga, du bör också ta hänsyn till dess ungefärliga driftstid, till exempel: tvättmaskin – 3 timmar i veckan; vattenkokare – 10 minuter för varje kokande vatten; mikrovågsugn – 10 minuter för att värma en portion mat; mixer – 10 minuter; energibesparande lampa – ungefär 5 timmar om dagen, etc. Det visar sig att för att tillhandahålla el till hushållsapparater som beskrivs som exempel är det tillräckligt med en generator med en kapacitet på cirka 3 kW, du behöver bara inte sätta på utrustningen samtidigt, fördela belastningen som uppstår på generatorn över tid.

Valet av en eller annan typ av elektrisk generator, särskilt en som drivs från förnybara energikällor, beror främst på tillgången på de initiala bränsleresurserna. Till exempel kräver en gasgenerator en stabil tillförsel av flytande naturgas, dvs cylindrar eller en gastankbehållare, och för effektiv energiförsörjning med solpaneler krävs ett tillräckligt antal soliga dagar per år.