Автономные системы электроснабжения

Автономные системы

Автономная система электроснабжения дома представляет собой комбинацию устройств для производства электроэнергии на базе возобновляемых источников энергии и преобразование ее в стандартную сеть 220 В. К автономным источникам энергии часто относят солнечные батареи, ветрогенераторы, жидко-топливные генераторы, микро ГЭС и другие. В качестве накопительной части выступают высокоемкостные аккумуляторные батареи.

Комплект системы автономного электроснабжения частного дома состоит из одного или нескольких источников электроэнергии, и подбирается в зависимости от энергетических потребностей, местоположения, наличия ветра, солнца или дополнительного источника энергии. Так например наибольшую популярность имеет автономная система электроснабжения на солнечных батареях.

Стоимость установки автономной системы электроснабжения составляет 10-15% от стоимости оборудования.

Система автономного электроснабжения “АльтАвтоном Дача”

(Голосов: 39)

27 000 руб.

В корзину В корзине

Система автономного электроснабжения “АльтАвтоном Мини”

(Голосов: 44)

35 000 руб.

33 500 руб.

В корзину В корзине

Система автономного электроснабжения «АльтАвтоном Бюджет»

(Голосов: 28)

63 840 руб.

59 240 руб.

В корзину В корзине

Система автономного электроснабжения для дачного дома 30 кв.м.

(Голосов: 16)

95 000 руб.

85 500 руб.

В корзину В корзине

Система автономного электроснабжения для дома 50 кв.м.

(Голосов: 35)

169 960 руб.

161 500 руб.

В корзину В корзине

Система автономного электроснабжения для дома 100 кв.м.

(Голосов: 61)

224 660 руб.

200 000 руб.

В корзину В корзине

Система автономного электроснабжения для дома 150 кв.м.

(Голосов: 40)

335 750 руб.

302 000 руб.

В корзину В корзине

Система автономного электроснабжения для дома 200 кв.м.

(Голосов: 42)

523 040 руб.

488 000 руб.

В корзину В корзине

Система автономного электроснабжения для Хаусбота 3 кВт — 2,5 кВт*ч/сутки

(Нет голосов)

141 500 руб.

127 400 руб.

В корзину В корзине

Автономное энергоснабжение для дома на колесах 1,5 кВт

(Голосов: 5)

91 700 руб.

82 530 руб.

В корзину В корзине

Система автономного электроснабжения генератор + аккумуляторы 6 кВт

(Нет голосов)

368 000 руб.

В корзину В корзине

Система автономного электроснабжения генератор + аккумуляторы 4,5 кВт

(Голосов: 7)

290 000 руб.

В корзину В корзине

Переносная солнечная электростанция TOPRAY SPLK-10W

(Голосов: 18)

8 000 руб.

В корзину В корзине

Автономная контейнерная электростанция МАЭС 1200

(Нет голосов)

999 000 руб.

В корзину В корзине

Автономная контейнерная электростанция МАЭС 2400

(Нет голосов)

1 370 000 руб.

В корзину В корзине

Чаще всего, автономные системы электроснабжения применяются в местах удалённых от систем централизованного электроснабжения, либо там, где невозможно осуществить подключение к центральным сетям и является полностью независимым, экологически чистым источником электроэнергии.

Стратегическая направленность нашей компании заключается в предоставлении индивидуальных «под ключ» решений в секторе автономных фотоэлектрических систем. Мы рано поняли всё возрастающую потребность обеспечения электроэнергией в отдалённых районах или местах с ограниченным подключением к центральным сетям электроснабжения. Получив большой опыт и знания в области проектирования, монтажа и технического обслуживания автономных систем электроснабжения, мы выполнили большое количество проектов, как в России, так и за рубежом. Наши решения всегда направлены на полное покрытие ваших потребностей в электрической энергии и на обеспечение бесперебойного электроснабжения.

Наша специализированная и квалифицированная команда в области возобновляемых источников энергии, является гарантией получения постоянной поддержки и высокого уровня обслуживания клиентов. Мы поддержим вас на каждом этапе проекта (разработка проекта и управление, технико-экономическое обоснование, закупка и поставка материалов и оборудования, монтаж и сопряжение системы, контроль работоспособности фотоэлектрической системы).

Применение инверторов в автономном электроснабжении

При использовании инверторных систем в стандартном варианте, зарядка аккумуляторных батарей производится от домашней электрической сети, когда все оборудование работает в штатном режиме. Однако такая схема не будет работать, если центральное электроснабжение полностью отсутствует. В этих случаях инверторные установки могут использоваться совместно с альтернативными источниками энергии – генераторами, солнечными батареями, ветровыми установками и т.д.

При создании автономных систем чаще всего используются электрогенераторы. Они обеспечивают энергией весь объект при отсутствии электричества и одновременно заряжают аккумуляторы, входящие в инверторную систему. После того как зарядка батарей достигнет 100%, генератор автоматически выключается.

Однако бесперебойное электроснабжение с помощью генераторной установки обойдется значительно дороже, чем от обычного инвертора. Процесс эксплуатации сопровождается постоянными материальными затратами. Например, в холодное время года генератор нужно обеспечить теплым помещением, постоянно приобретать топливо. Для защиты от шума потребуется специальная защита, а также система вывода отработанных газов. Техническое обслуживание генераторной установки тоже связано с материальными затратами.

Существуют и другие, более дешевые резервные источники электроснабжения, такие как солнечные батареи. Они имеют целый ряд преимуществ по сравнению с генераторами и единственный недостаток – слишком высокую цену. Преобразователи солнечной энергии также работают с инверторными системами. В дневное время они заряжают аккумуляторные батареи, а ночью отдают накопленную энергию потребителям.

Одной из составляющих системы бесперебойного питания служат стабилизаторы напряжения. При всех своих достоинствах инверторы не могут выполнять функции этих устройств. Именно стабилизатор гарантирует продолжительный срок эксплуатации бытовых приборов и оборудования, обеспечивая им работу от стабильного напряжения 220В. При работе электросварки у соседей, свет в своем доме не будет моргать, лампочки останутся целыми, телевизоры, компьютеры и другая техника будут работать устойчиво и надежно.

Таким образом, использование инверторных систем в коттедже по стандартной схеме эксплуатации является наиболее оптимальным вариантом домашнего электроснабжения. Они имеют возможность наращивать мощность до нужного уровня и абсолютно безопасны в работе. В аварийных ситуациях эти устройства могут обеспечивать питание отдельных приборов. Использование инверторов считается невыгодным лишь при наличии в доме электрической системы отопления.

Наилучший выход – комплексное использование различных источников электроэнергии

Если владелец дома все же одержим желанием полной автономизации в вопросах электроснабжения, то оптимальным вариантом следует считать создание комплексной энергетической системы. Она будет включать в себя ветровой генератор (один или несколько), требуемое количество солнечных панелей, аккумуляторную станцию, всю необходимую аппаратуру коммутации и преобразования (контроллер, инвертор). И плюс к этому – резервный источник энергии в виде стационарно установленного дизельного или бензинового генератора.

При таком подходе полноценно используются все преимущества каждой из рассмотренных схем, сглаживаются имеющиеся недостатки. И в целом домашняя электростанция предстает полноценным «организмом», способным полностью удовлетворить энергетические потребности загородного дома.

Расширенная схема домашней электростанции с несколькими источниками энергии.

Нумерация позиций на этой схеме сохранена, по аналогии с рассмотренной в разделе солнечных электростанций. Но, как видно, есть и существенные отличия.

Итак, в качестве внешнего источника бесплатной энергии одновременно используются и солнечные панели, и ветровой генератор (поз. 1а). При идеальных условиях, то есть в ясный ветреный день они одновременно будут работать на заряд аккумуляторов. Ничего страшного – если уровень заряда достигнет верхнего предела, котроллер или выберет приоритет, отключив один из источников, или даже временно отключит оба.

Понятно, что в ночное время или при длительной пасмурной погоде работать будет только ветряк. Аналогично, при безветрии основным источником энергии становятся солнечные батареи.

Если же обстоятельства складываются таким образом, что ни один из источников не работает полноценно, а накопленного заряда становится недостаточно (аккумуляторы приближаются к нижнему допустимому пределу разрядки), автоматически запускается жидкотопливный или газовый генератор (поз. 6). Он, в зависимости от конкретных условий или произведенных настроек, будет работать или только на подзарядку аккумуляторного блока, или возьмет на себя одновременно и общее энергоснабжение дома.

В итоге хозяева (при наличии достаточного запаса топлива) получаются полностью застрахованными — электроэнергия у них будет при любых складывающихся обстоятельствах.  

Безусловно, создание такой универсальной «умной» системы требует профессионального подхода. При составлении проекта предстоит учесть множество исходных критериев, правильно подобрать оборудование, чтобы избежать возможных конфликтов между отдельными узлами и модулями. Реализация проекта потребует очень немалых затрат как в плане приобретения оборудования, так и для проведения монтажных и пусконаладочных работ.

Но зато на выходе будет система, которую при любом рассмотрении можно будет считать полноценной автономной домашней электростанцией.

*  *  *  *  *  *  *

В публикации были рассмотрены основные источники получения электроэнергии в условиях домашней автономной электростанции. Правда, «за скобками» остались еще несколько вариантов, которые на практике используются нечасто или даже просто существуют пока только в виде экспериментальных образцов. Так, если крупно вывезло, и через участок протекает речка или ручей, вполне можно установить водяное колесо или турбину, связанные с генератором. Учитывая то, что скорость потока обычно сохраняется стабильной, такой источник электроэнергии будет работать независимо о капризов погоды. Правда, в зимнее время года в условиях нашего климата большинство подобных водоемов замерзает, что затрудняет работу станции или даже делает ее полностью невозможной.

Если территорию участка пересекает ручей или речка, то почему бы не воспользоваться потенциалом движущейся воды?

Другие способы – более экзотичные. Так, в интернете можно найти и чертежи, и обсуждения проектов станций, вырабатывающих ток из атмосферного электричества. Другим направлением является использование неиссякаемой геотермальной энергии. Но говорить о серьезности таких подходов на современном уровне развития технологий и доступности требуемого оборудования – пока не приходится. Тем не менее, надо полагать, что в будущем подобные источники для получения электроэнергии станут обыденным делом.

Горячее водоснабжение с помощью солнечных коллекторов

В солнечных коллекторах происходит преобразование солнечной энергии в тепловую. Нельзя сказать, что использование солнечной энергии – это какое-то сверхновое изобретение. Такая возможность подсказана самой природой. Многие, наверное, знают, что если обычную бочку с холодной водой поставить на солнце, то вскоре вода нагреется. Эффект будет еще выше, если бочку выкрасить в черный цвет.

Но это довольно примитивный метод. Современные гелиосистемы способны преобразовывать солнечную энергию круглый год, при этом выигрывая по эксплуатационным характеристикам в загородных домах используются два типа солнечных коллекторов– плоский и состоящий из вакуумных труб. Плоский солнечный коллектор. Данный тип солнечного коллектора состоит из невысокой коробки, в которую встроены защитное (обычно закаленное) стекло с объемом светопропускания до 95 %, светопоглощающая поверхность со степенью абсорбции (поглощения) до 90 %, медные или алюминиевые трубки, в которых находится специальный теплоноситель – антифриз, и наконец, слой изоляции. Вся конструкция зафиксирована в алюминиевой раме. Данный тип солнечного коллектора работает по типу парникового эффекта. Солнечное излучение, падающее на поверхность коллектора, почти полностью пропускается стеклом. Нагреваясь от проникающего света, поглощающая поверхность излучает тепловую энергию, основная мощность которой находится в инфракрасном диапазоне. Тем самым достигается аккумуляция солнечной энергии внутри коллектора. Уже преобразованная тепловая энергия передаётся теплоносителю, находящемуся в трубках, и по ним отводится в теплообменник, где происходит передача тепловой энергии воде. В среднем КПД плоской гелиосистемы составляет 50 %. Минусы плоской гелиосистемы в том, что уже при облачной погоде эффективность оборудования падает, а если температура ниже -5°С, то тепло потери столь значительны, что в работе системы уже нет смысла. Поэтому в зимний период плоский гелиоколлектор вынужден простаивать.Коллектор с вакуумными трубами . В целом устройство коллектора с вакуумными трубами такое же, как и плоского. Принципиальное различие – в устройстве U-образной вакуумной тепловой трубы, которая состоит из двух трубок, находящихся одна внутри другой.Благодаря цилиндрической форме труба постоянно освещена солнцем, что дает стабильную энергию при различных углах падения солнечного излучения.

Внутри трубы находится нетоксичный реагент, который испаряется при нагревании, поднимаясь в верхнюю часть теплообменника – наконечник, с помощью которого отдает полученное тепло воде, текущей по теплопроводу, а сам реагент превращается в конденсат, который стекает по стенкам вниз, где опять в жидком состоянии нагревается, испаряется и поднимается к наконечнику. И таким образом процесс постоянно повторяется. Солнечный коллектор с вакуумными трубами дает нужный результат и при ненастной погоде, и в облачные дни, так как трубы поглощают энергию инфракрасных лучей, которые проходят даже через облака. Система с вакуумными трубами может работать при температуре до — 25° С(с уменьшением КПД). Плюс солнечных коллекторов – бесплатная Солнечная энергия. Минус: высокая стоимость системы и невозможность круглогодичного использования в Сибирских условиях.

Виды альтернативных источников энергии

Современные технологии позволяют получать электричество из следующих систем автономного питания:

• генераторы (дизельные, газовые, бензиновые);
• солнечные электростанции;
• ветрогенераторы.

Эффективность использования тех или иных альтернативных источников энергии напрямую зависит от региона, в котором необходима установка Источник proekt-sam.ru

Электрогенераторы

Современные генераторные установки считаются самыми надежными, отличаются наименьшей ценой (в сравнении с другими независимыми системами). Но себестоимость одного киловатта энергии у них предельно высокая. Подобные устройства содержат двигатель внутреннего сгорания. Он соединен с катушкой, которая впоследствии раскручивания генерирует электрическую энергию.

Обустраивая запасное автономное питание, генераторы к электрической сети подключают параллельно. В них дополнительно встраивается система автоматического подсоединения, которая запускает устройство при потере контакта с централизованной электросетью. Электрогенераторы допустимо настраивать под требуемые параметры. Например, возможно включение автономной системы лишь спустя несколько минут после исчезновения электричества. В результате пропадает необходимость в ручном запуске агрегата, а также остановки при возобновлении центрального энергоснабжения.

Основные достоинства современных генераторных установок:

• мобильность;
• сравнительно небольшие размеры, на которые влияет исключительно мощность агрегата;
• нет надобности в монтаже вспомогательных устройств, обеспечивающих выработку электроэнергии;
• работают независимо от погоды, времени года, местоположения.

Недостатки:

• шумная работа, зависящая от наличия качественного топлива;
• трудно запустить в холодный период года (больше всего это касается дизельных установок);
• требуется постоянный контроль;
• необходимость в ручной дозаправке бака;
• высокая стоимость топливных материалов.

Эксплуатация любого электрогенератора требует периодической ручной дозаправки бака Источник iws.ua

Автономное электроснабжение загородного дома: выбор подходящего источника

Вся большая проблема создания системы автономного электроснабжения для дома упирается в сами источники альтернативного обеспечения электричеством, которых в современном мире придумано пока еще не очень много. Их можно с легкостью сосчитать на пальцах одной руки – это бензиновый, дизельный или ветряной электрогенератор, аккумуляторы и солнечные батареи. Все эти альтернативные источники обладают не только преимуществами, но и определенными недостатками, с которыми требуется непременно разобраться в первую очередь.

Различного рода генераторы являются наиболее простыми и дешевыми техническими устройствами, которые могут эффективно обеспечить домовладение определенным количеством электроэнергии. Большинство из них работает от двигателя внутреннего сгорания, бензинового или дизельного. Поэтому для их эффективного и бесперебойного функционирования требуются достаточно большие запасы бензина или дизельного топлива. Чтобы обеспечить подачу электроэнергии на протяжении хотя бы 2 – 3 дней, потребуется не менее 100 – 200 л. топлива. В этом плане выгодно отличаются особые газовые электрогенераторы, которые работают от природного газа, подведенного к дому. В этом случае автоматически решается проблема с источником топлива. Также отличным вариантом обеспечения дома беспрерывной подачей электроэнергии является ветряной генератор, но у него имеется достаточно большой недостаток – чаще всего, подобные установки обладают немалыми размерами, и к тому же для своей эффективной работы они требуют наличия целого комплекса дополнительного электротехнического оборудования. Но об этом поговорим позже, а сейчас рассмотрим иные источники резервного автономного электроснабжения для частного дома.

Генератор с двигателем внутреннего сгорания, выполняющим функцию силовой установки

Солнечные фотоэлементы способны обеспечить «дармовой» электроэнергией не только ваш дом, но соседей. В западных странах излишки полученной таким путем электроэнергии скупают у собственников энергетические компании. Контроль учета проданной электроэнергии измеряется счетчиком, только хозяин не платит по нему, а получает деньги. Нам пока еще до этого далеко, но первые дома, оборудованный солнечными панелями уже появляются. У такого источника имеется недостаток – это его габариты. Для обеспечения дома достаточным количеством энергии вся его крыша должна быть покрыта солнечными батареями. Кроме того, к ним еще нужно большое количество различного дополнительного оборудования, которое призвано не только накопить, но и преобразовать низковольтный ток в подходящий для электроприборов. Обычно такие приборы занимают площадь не менее 6 м2, поэтому для них требуется отдельное помещение.

Солнечные батареи, покрывающие крышу частного дома

Аккумуляторные батареи, которые можно использовать только в качестве аварийного электроснабжения, либо в качестве накопителей для различного рода генераторов. Во время присутствия в сети электричества эти батареи будут заряжаться, а в его отсутствии они начнут отдавать энергию потребителям. Этот процесс регулирует так называемый инвертор, который просто повышает напряжение в 12V до пригодных нам 220V. Очевидно, что такой источник нужно использовать только для обеспечения энергией жизненно важных приборов, и то в течение короткого времени. Чем больше суммарная емкость аккумуляторов, тем больше времени они смогут обеспечивать электроэнергией приборы.

Система аккумуляторов для аварийного электроснабжения

Это все возможные источники электроснабжения, если не брать во внимание совсем уж экзотические вроде геотермальных, водяных или работающих по принципу термопары. Теперь рассмотрим то, как они устроены и работают

Как выбрать для квартиры, дома, дачи?

Выбрать подходящее автономное электроснабжение дома не так сложно, если учитывать некоторые параметры.

Первое на что нужно опираться — количество и характер систем, потребляющих энергию. Обычно к списку таких систем относятся кондиционирование, отопление, насосное водоснабжение из скважины. Также необходимо учитывать число часто пользуемых бытовых электроприборов и холодильное оборудование. Все перечисленное требует бесперебойного питания, что может предоставить любой независимый источник.

Вторым этапом выбора станет вычисление общей мощности. Показатели потребления каждого прибора складываются между собой. Итоговое автономное электроснабжение загородного дома, дачи или квартиры должно превышать полученную сумму на 20-30%.

На тип планируемой системы влияет и роль, отведенная ей: полное обеспечение или резервное питание. Не все источники могут длительно отдавать переработанное электричество без зависимости от внешних факторов.

Выделенный бюджет определит дороговизну системы, ее производителя, или натолкнет на мысль об изготовлении своими руками.

С бестопливными генераторами придется обратить внимание на окружающий ландшафт, климат. Идеальным вариантом является выбор сразу двух альтернативных подпиток разного вида

Тогда будет существовать подстраховка на все случаи жизни. Специалисты советуют держать генератор на горючем топливе (с запасом самого топлива) и один из инверторов, поглощающих природные силы ветра, солнца, воды или пара. Отдельное применение аккумуляторов практикуется редко из-за быстро расходуемого ресурса и невозможности перезарядки без непосредственно электричества. Однако, как еще один запасной вариант, это вполне подойдет для квартиры или частного дома с централизованной сетью

Идеальным вариантом является выбор сразу двух альтернативных подпиток разного вида. Тогда будет существовать подстраховка на все случаи жизни. Специалисты советуют держать генератор на горючем топливе (с запасом самого топлива) и один из инверторов, поглощающих природные силы ветра, солнца, воды или пара. Отдельное применение аккумуляторов практикуется редко из-за быстро расходуемого ресурса и невозможности перезарядки без непосредственно электричества. Однако, как еще один запасной вариант, это вполне подойдет для квартиры или частного дома с централизованной сетью.

Подробный рассказ о готовом комплекте

Использование ветровых генераторов

До недавних пор ветровые генераторы в частных домах были скорее экзотикой, нежели постоянным источником энергоснабжения. Однако в настоящее время ветрогенераторы все чаще встречаются на загородных участках.

Принцип действия этих устройств заключается в следующем: за счет ветрового потока вращаются лопасти, установленные на валу генератора. В результате, происходит выработка переменного тока. Полученное электричество поступает в аккумуляторные батареи, где аккумулируется и сохраняется, а затем по необходимости подается к бытовой технике в качестве питания. Данная схема работы простая и очень условная, поскольку в реальных условиях необходимы приборы и оборудование, выполняющие преобразование электрического тока.

В электрической цепи после генератора устанавливается контроллер, участвующий в преобразовании переменного тока в постоянный, необходимый для зарядки аккумуляторов. Однако бытовая техника не может работать на постоянном токе, поэтому после батареи устанавливается инвертор, выполняющий обратную операцию по преобразованию постоянного тока в переменный, с напряжением 220 вольт. Данные преобразования приводят к потерям выработанной электроэнергии, в количестве 15-20%. Если же ветровой генератор используется в комплексе с другими устройствами, электрическая схема дополняется автоматическим вводом резерва, переключающим их между собой по мере необходимости.

Для получения максимальной мощности лопасти генератора должны размещаться вдоль ветрового потока по принципу работы флюгера. С этой целью вертикальная лопасть закрепляется на противоположном от лопастей конце. Под действием ветра она обеспечивает разворот генератора в нужную сторону. На установках повышенной мощности устанавливаются поворотные электромоторы.