Obsah článku
Náklady na elektřinu dodávanou centrálními sítěmi rostou z roku na rok, zatímco její kvalita se nezlepšuje. Ve venkovských oblastech stále dochází k výpadkům elektřiny. A dnes budeme zvažovat možnosti autonomního napájení venkovského domu.
Pokud v rámci městských limitů vznikne problém s poskytováním elektřiny životnímu prostředí jen periodicky, pak u venkovského domu je vše mnohem komplikovanější – často dochází k poškození inženýrských sítí v důsledku přírodních jevů a akcí lovců neželezných kovů. Samozřejmě se můžete vrátit k rozhodnutím z počátku minulého století, jmenovitě petrolejové lampy a pochodně, nakonec jít do postele při západu slunce, ale už jsme zvyklí na výhody civilizace, nerozlučně spojené s elektřinou. Zvažte otázku energetické nezávislosti venkovské chalupy od nespolehlivé centrální komunikace.
Jak dodávat energii do vašeho domu
Vlastnictví domu ve venkovské oblasti, ve značné vzdálenosti od průmyslových center, je atraktivní z pozice ticha, čistého vzduchu, obklopeného přírodní přírodou. Existují však situace, kdy domácí spotřebiče v takovém domě odmítají pracovat kvůli nižšímu nebo příliš vysokému napětí v elektrické síti, než je jmenovité napětí (220 V) – a poklesy mohou přesáhnout 10% stanovené GOST 13109-97.
Problém s nedostatkem napětí spočívá ve značné délce kabelové komunikace, kterou elektrický proud teče do domů – čím dále od TP (trafostanice) chata, tím více napětí klesá kvůli odporu vodičů. Během dne se napětí ve venkovských oblastech mění ve srovnání s nominální hodnotou v důsledku nedostatečné energie TP a energetických sítí – během dne je nižší, protože v této době je většina spotřebitelů elektřiny, v noci prudce stoupá, protože v této době je spotřeba minimální.
Přepětí může způsobit selhání domácích spotřebičů – jinými slovy to shoří. Moderní domácí spotřebiče, zejména evropské, jsou navrženy pro 10% poklesy napětí v rozvodné síti, ale už ne, a ve venkovských oblastech je docela možné 20-30% přepětí.
Poklesy v energetické síti je možné kompenzovat pomocí stabilizátorů, ale v případě kritického poklesu napětí (více než 45%) nepomůže ani ten nejlepší. Jsou požadována zařízení, která mohou dodávat elektřinu pro domácí spotřebiče bez elektřiny z centrálních sítí. Jejich volba je určena účelem, pro který bude zařízení používáno – záložním zdrojem napájení, přídavným nebo hlavním.
Zařízení pro záložní napájení aktivuje automaticky nebo ručně jeho vlastník, když dojde k přerušení napájení z centrální sítě nebo v případě kritického poklesu napětí – je možné udržovat provoz domácích spotřebičů po omezenou dobu, dokud nebude obnoveno napájení.
Dodatečné (smíšené) napájení je nezbytné v případech, kdy stávající napětí v síti je nedostatečné a domácnosti mají v úmyslu používat energeticky náročné domácí spotřebiče.
V případě, že chalupa nemůže být připojena k centrálním sítím, stejně jako s trvale nízkou kvalitou napájení, je zapotřebí zařízení pro autonomní napájení, které funguje jako hlavní dodavatel elektřiny.
Pro zjednodušení úkolu, který je přiřazen zařízení pro zálohování a další napájení, bude vhodné rozdělit domácí spotřebiče v domě do tří skupin:
- První bude obsahovat elektrická zařízení, jejichž nepřetržitý provoz není nutný a lze upustit od hlavního zdroje napájení. Patří mezi ně podlahové topné systémy nebo nástěnné infračervené panely, elektrické sauny, skupiny lamp určených pro různé scénáře osvětlení atd..
- Do druhé skupiny patří domácí spotřebiče, které poskytují příjemné životní podmínky pro domácnosti – základní osvětlení, klimatizace, kuchyňské spotřebiče, televizory, zvuková zařízení. Domácí spotřebiče této skupiny potřebují záložní napájení.
- Elektrické spotřebiče zařazené do třetí skupiny jsou životně důležité – nouzové osvětlení, zabezpečovací a požární poplachové systémy, elektronické zámky, topné kotle ovládané automatikou, vývrtová čerpadla atd. Úplný provoz zařízení ze třetí skupiny je možný pouze s nepřetržitým napájením, pokud další nebo rezervní zdroje bez selhání.
Seskupení domácích spotřebitelů elektřiny vám umožní správně vybrat kapacitu zařízení, které vyrábí elektřinu, posoudit skutečné potřeby a nepřeplatit zbytečně výkonný nebo zakoupit zjevně slabý model.
Jakékoli zařízení pro autonomní napájení není schopno vyrábět elektřinu z ničeho – vyžaduje počáteční zdroje, které jsou rozděleny na obnovitelné a neobnovitelné. Zkoumáme typy zařízení, která vyrábějí elektřinu, v závislosti na spotřebovaných zdrojích.
Neobnovitelné zdroje energie
Autonomní napájení domu pomocí zařízení, které spotřebovává ropné produkty nebo zemní plyn a vyrábí elektřinu, je mezi vlastníky příměstských nemovitostí nejoblíbenější díky své široké popularitě. Populární jsou však pouze benzínové nebo naftové generátory, o ostatních je méně známo..
Generátory benzínu.Malé rozměry a hmotnost jsou levnější než ty naftové. Nemohou však dodávat elektřinu nepřetržitě – jejich doba provozu není delší než 6 hodin v řadě (zdroj motoru je asi 4 měsíce), to znamená, že benzínové generátory jsou určeny pro periodický provoz a jsou vhodné v případech, kdy je dodávka elektřiny od hlavního dodavatele přerušena na dobu přibližně 2 –5 hodin a pouze čas od času. Tyto generátory jsou vhodné pouze jako záložní zdroj elektřiny..
Dieselové generátory.Masivní, rozměrný a ne levný, ale jejich síla a životnost jsou mnohem vyšší než u benzínových modelů. Navzdory značným nákladům jsou dieselové generátory v provozu výhodnější než benzínové generátory – levný dieselové palivo a nepřetržitý provoz po dobu delší než 2 roky, to znamená, že tento elektrický generátor je schopen pracovat na konci dne i měsíce a podléhat včasnému tankování. Dieselgenerátory jsou vhodné jako záložní, doplňkový a primární dodavatel elektřiny.
Plynové generátory.Jejich hmotnost, velikost a cena se blíží hmotnosti benzínových jednotek stejné síly. Běží na propan, butan a zemní plyn, ale jsou účinnější u prvních dvou typů plynných paliv. I přes období nepřetržitého provozu podobné benzínovým generátorům – ne více než 6 hodin, mají plynové generátory elektřiny delší životnost, průměrně asi rok. Jako hlavní zdroj elektřiny jsou plynové generátory vhodné s velkou rezervací, ale pro záložního dodavatele elektřiny je to docela dost.
Kogenerátory nebo mini-CHP.Pokud je porovnáme s výše popsanými elektrickými generátory, mají dvě významné výhody: dokážou produkovat nejen elektrickou, ale také tepelnou energii; mají dlouhou životnost s nepřetržitým používáním v průměru 4 roky. V závislosti na modelu jsou kogenerátory provozovány na naftu, plynná a pevná paliva. Vzhledem k významným rozměrům, hmotnosti a nákladům nejsou mini-kogenerační jednotky vhodné pro dodávku energie do jednoho domu mimo město, protože jejich elektrická energie začíná od 70 kW – díky jedné takové instalaci je možné kompletně vyřešit problém celoroční dodávky elektřiny a tepla do vesnice z několika domů.
Nepřerušitelné zdroje napájení na bateriích. Celkově jsou to oni nepatří do výrobních sestav, protože nejsou schopny samostatně vyrábět elektřinu, akumulují se a dodávají ji spotřebiteli. Energetická kapacita UPS je určena kapacitou a počtem baterií v komplexu, v závislosti na tomto a počtu odběratelů elektřiny se životnost baterií UPS může pohybovat od několika hodin do několika dnů. Životnost jedné sady UPS – v průměru 6-8 let.
Pokud jde o generátorové agregáty, je třeba vyjasnit jeden bod – daná životnost neznamená, že po jeho výrobě bude muset být elektrický generátor zlikvidován a koupen nový, je nutné provést pouze významné opravy a navzdory určité ztrátě energie bude obnovena jeho provozuschopnost. Měli byste také dodržovat pravidla pro údržbu a provoz generátoru..
Obnovitelné zdroje energie
V přirozeném prostředí naší planety existují neustále nebo periodicky zdroje energie, jejichž produkce nesouvisí s lidskou činností – vítr, proud vody v řekách, sluneční záření.
Větrné turbíny.Jsou schopni přeměnit větrnou energii na elektřinu, ale při poměrně vysokých nákladech nepřekračuje účinnost větrných generátorů 30%. Životnost větrných generátorů je asi 20 let, kontinuita výroby energie závisí na intenzitě větru. Tyto instalace je možné považovat za plnohodnotný zdroj napájení, pouze pokud jsou vybaveny UPS a záložním elektrickým generátorem (benzín, nafta) v případě klidu.
Solární panely.Pohlcují energii ze slunce a přeměňují ji na elektrickou energii. A pokud vítr fouká nekonzistentní rychlostí, sluneční paprsky osvětlují Zemi za každého denního světla. Účinnost solárních panelů je asi 20%, životnost 20 let. Stejně jako v případě větrných generátorů musí být solární zařízení vybavena UPS. Potřeba záložního generátoru závisí na intenzitě slunečního záření v dané oblasti – v oblastech s dostatečným počtem slunečných dnů nebude potřeba další generátor a lze jej použít jako hlavní zdroj elektřiny.
Mini-hydroelektrárna.Energie vody je ve srovnání s větrem a sluneční energií mnohem stabilnější – pokud jsou první dva zdroje nestabilní (noc, klid), pak voda v potokech a řekách teče v kteroukoli roční dobu. Náklady na vybavení pro mini-hydroelektrárny jsou vyšší než náklady na větrné generátory a solární panely, kvůli složitější konstrukci, protože vodní zdroj pracuje v agresivních podmínkách. Účinnost mini-hydroelektrárny je asi 40-50%, životnost je více než 50 let. Mini-hydroelektrárna je schopna nepřetržitě dodávat elektřinu několika domům najednou po celý rok.
Po přečtení doporučení o rozdělení domácích spotřebičů do skupin podle stupně důležitosti zbývá jen zjistit, jak přesně zvolit výkon elektrického generátoru pro zařízení z jedné nebo více skupin. Nejjednodušší způsob je shrnout jmenovitý výkon domácích spotřebičů, například: mikrovlnná trouba – 0,9 kW; míchačka – 0,4 kW; rychlovarná konvice – 2 kW; pračka – 2,2 kW; úsporná zářivka – v průměru 0,02 kW; TV – 0,15 kW; satelitní anténa – 0,03 kW atd. Pokud sčítáme výkon uvedených domácích spotřebičů, získáme spotřebu energie 5,7 kW / h – znamená to, že je vyžadován elektrický generátor s kapacitou nejméně 7,5 kW (s 30% rezervou energie) ? Vůbec ne, protože tato technika nefunguje neustále, to znamená, že byste také měli vzít v úvahu její přibližnou provozní dobu, například: pračka – 3 hodiny týdně; rychlovarná konvice – 10 minut na každou vařící vodu; mikrovlnná trouba – 10 minut k ohřevu jedné porce jídla; mixér – 10 minut; energeticky úsporná zářivka – asi 5 hodin denně atd. Ukázalo se, že pro dodávku elektřiny do domácích spotřebičů, které jsou popsány jako příklad, stačí generátor s kapacitou asi 3 kW, stačí jen zapnout zařízení současně, rozložit zatížení vznikající na generátoru v čase.
Volba tohoto nebo tohoto typu elektrického generátoru, zejména generátoru, který pracuje z obnovitelných zdrojů energie, závisí především na dostupnosti počátečních zdrojů paliva. Například plynový generátor vyžaduje stabilní zásobu zkapalněného zemního plynu, tj. Je zapotřebí lahví nebo plynové nádrže, a pro efektivní zásobování energií pomocí solárních panelů dostatečný počet slunečných dnů v roce..
Existuje mnoho možností, jak zajistit autonomní napájení venkovského domu. Mohou to být solární panely, větrné turbíny, plynové generátory nebo kombinace těchto zdrojů. Jakou variantu byste nejvíce doporučovali pro venkovský dům a proč? Co byste považoval(a) za největší výhodu a nevýhodu této možnosti při zajištění autonomního napájení? Děkuji za Vaše rady a názory!