Альтернативні джерела енергії для електропостачання дачі або будинку

1. Короткі відомості про можливості домашньої електростанції
2. Мінімальні вимоги до домашнього джерела електроенергії
3. Огляд особливостей альтернативних джерел енергії
4. Генератори на двигунах внутрішнього згоряння
5. Бензогенератори
6. Генератори на дизельному паливі
7. газогенератори
8. Генератори комбінованого типу
9. Генератори на природної енергії
10. Ветрогенератои
11. саморобні гідроелектростанції
12. Сонячні батареї і станції

У сучасних містах існує висока концентрація населення, якому поставляється електрична енергія високої якості. А в сільській місцевості, яка характеризується протяжними лініями повітряних передач, це питання до кінця не вирішене.

Напруга, що підводиться до будівель, розташованих на віддалених кінцях ЛЕП, не тільки не відрізняється стабільністю, але може відключатися з різних причин.

У цій ситуації люди шукають альтернативні джерела електричної енергії, які здатні підтримувати нормальне електропостачання на дачі і в приватному будинку.

Наші поради допоможуть домашньому майстру вибрати найбільш підходящий тип генератора, який оптимально підійде для відновлення напруги на час усунення несправностей на живильної ЛЕП або дозволить використовувати його потужність для постійного електропостачання.

Зміст статті

Короткі відомості про можливості домашньої електростанції

Терміном «генератор» називають технічні пристрої, здатні виробляти електричний струм за рахунок перетворення якийсь вихідної енергії в електрику. Наприклад, на автомобілі воно створюється за рахунок механічного обертання ротора усередині статора, а у геліобатареї - в результаті опромінення променями сонячного світла чутливих фотоелементів.

Електричні генератори випускаються широким асортиментом, виконують різні завдання електропостачання. Для правильного вибору альтернативного джерела енергії його необхідно точно проаналізувати за характеристиками:

• максимальної потужності навантаження;
• видам електричного струму: постійної або синусоїдальної форми;
• параметрам споживачів (резистивная або реактивне навантаження), що впливали на запуск і роботу;
• тривалості робочого циклу;
• способами включення: ручний або автоматичний режим;
• іншим специфічних умов експлуатації.

Це означає, що одне альтернативне джерело енергії здатний автономно забезпечувати електричним живленням не тільки приватний будинок, але і селище, а інший - ледь впорається з потужністю споживачів однієї квартири. Але вартість їх буде відрізнятися на кілька порядків.

Мінімальні вимоги до домашнього джерела електроенергії

Перед вибором самого простого генератора для будинку слід врахувати тільки основні прилади, які він повинен живити, і підбирати його з їх параметрами. Наприклад, якщо електрику відключають всього на кілька годин, то можна виключити роботу холодильників і морозильників, бо вони здатні тримати холод протягом цього періоду.

Мінімальні функції бюджетного джерела електричної енергії здатний забезпечити звичайний автомобільний акумулятор з напругою 12 вольт будь-якої потужності, але, бажано - збільшеною. До нього можна підключити:

1. резервне освітлення на основі декількох світлодіодних світильників;



2. ноутбук, комп'ютер або цифровий телевізор безпосередньо до вихідних ланцюгів блоку живлення. Цим виключається подвійне перетворення постійного і змінного напруг 12 вольт в 220 і назад.

Акумулятор буде живити ці прилади і поступово розряджатися. Для його підзарядки досить використовувати знятий з автомобіля генератор, ротор якого можна крутити велосипедним тренажером.

З цією метою заднє колесо велосипеда просто вивішують на підставці, а на одну з його вільних зірочок встановлюють другий ланцюжок, яка буде передавати крутний момент від педалей на ротор автомобільного генератора.

Можна використовувати будь-який інший доступний спосіб передачі енергії обертання, наприклад, за рахунок створення прямого контакту від покришки колеса прямо на наконечник осі ротора.

За рахунок такої простої конструкції зручно займатися на велотренажері і одночасно дивитися телевізійні передачі або користуватися інтернетом з ноутбука або комп'ютера. В умовах дефіциту фізичних навантажень це досить непоганий спосіб підтримки здоров'я і одночасної економії електроенергії для будинку.

Огляд особливостей альтернативних джерел енергії

Можливості синхронних і асинхронних конструкцій

Генератор, що перетворює механічну енергію в електричну, працює наступним чином:

• обмотка ротора обертається усередині магнітного поля і по ній протікає струм;
• його магнітне поле по магнітопровода проникає через витки статора і індукує в них синусоїдальний електричний струм.

Залежно від конструктивних особливостей статора і ротора їх електромагнітні поля можуть обертатися однаково, як у синхронних конструкцій, або - бути зміщені на величину ковзання у асинхронних.

простий саморобний генератор асинхронного типу можна зробити своїми руками з звичайного асинхронного двигуна. Його просто треба підібрати по електричним характеристикам і, особливо - величиною потужності, що виробляється.

Вибираючи для будинку конструкцію генератора по потужності, враховують, що при запуску будь-яких електричних двигунів в схемі живлення виникають струми навантажень з апериодическими складовими. Їх може усунути тільки спеціальна система підключення частотного перетворювача , Яка ще рідко застосовується на практиці.

Великі амплітуди струмів звичайного запуску двигуна здатні заглушити роботу генератора асинхронного типу. Тому при його підборі під навантаження подібного індуктивного типу необхідно передбачати триразовий запас потужності. А синхронним моделям подібний резерв створювати не потрібно.

На основі синхронних і асинхронних конструкцій працюють автономні генератори, які отримують живлення від двигунів внутрішнього згоряння, а також водяні і вітряні конструкції, які виконують завдання електропостачання різними способами.

Генератори на двигунах внутрішнього згоряння

Зараз домашньому майстру не складно купити подібну заводську модель, орієнтуючись не тільки на вартість палива і конструкції, але і вихідну ціну виробництва однієї кіловат години електроенергії. Цю характеристику бажано прорахувати для всіх типів двигунів згоряння.

Бензогенератори

Подібні альтернативні джерела електричної енергії створюються для безперервної експлуатації протягом декількох робочих годин. Найменші моделі, володіючи невеликою вагою, здатні виробляти потужність менш 1 кВт.

Проста конструкція має відведення тепла за рахунок природної рециркуляції повітря. Після цього вона вимагає зупинки для охолодження і обслуговування.

На лицьовій панелі розташовані елементарні органи управління і прилади контролю роботи двигуна внутрішнього згоряння та електричних характеристик генератора. Вони необхідні для візуального спостереження параметрів з боку оператора.

Середній клас бензогенераторов здатний видавати потужності до декількох кіловат для електропостачання приватного будинку.

Генератори на дизельному паливі

Альтернативні джерела енергії, що працюють на солярці, краще пристосовані до тривалого електропостачання споживачів. Вони можуть мати систему обдування і окремі функції, що полегшують експлуатацію. Зазвичай їх випускають з підвищеною потужністю.

Дизельні генератори, як і бензинові, утворюють неприємний для людини вихлоп відпрацьованих продуктів згоряння палива, при роботі створюють дратівливий слух шум. Тому вони вимагають установки в віддалених приміщеннях і монтаж системи відводу газів від будинку в атмосферу.

газогенератори

Ці альтернативні джерела енергії харчуються від різних видів природного газу, включаючи метан. Вихідна потужність, як і у дизельних конструкцій, може складати від декількох кіловат, що цілком достатньо для електропостачання окремого будинку.

Прилади середнього класу потужності вже мають в своєму складі систему автоматики, що використовує режим автоматичного включення резерву - АВР, який оперативно відновлює харчування вдома при пропажі напруги на основній лінії електропостачання.

У порівнянні з дизельними аналогами рівній потужності газогенератори менше шумлять, а виділяються продукти згоряння не володіють високою токсичністю.

Газогенератори часто випускають в модульному контейнером виконанні, що дозволяє встановлювати їх поблизу від житлового будинку. При підключенні до системи газопостачання або спеціальної ємності, регулярно заправляється паливом, вони здатні працювати в якості джерел постійного електропостачання.

Генератори комбінованого типу

Залежно від конструкції подібні альтернативні джерела енергії здатні працювати на різних видах палива. Найчастіше вони використовують поєднання газу з бензином або соляркою.

Генератори комбінованого типу мають переваги газових конструкцій і в той же час їх двигун здатний працювати від інших видів палива.

Перераховані пристрої генераторів наведені з мінімальним набором функцій електропостачання, які можуть знадобитися власнику приватного будинку або дачі. Більш потужні конструкції в кожному класі здатні виконувати підвищені завдання, працюючи автономної електричної станцією.

Генератори на природної енергії

Домашнього майстра можуть зацікавити конструкції альтернативних джерел енергії, які працюють за рахунок:

• поривів вітру;
• течії води;
• опромінення сонячним світлом.

Ветрогенератои

Досить привабливі пропозиції про використання енергії вітру часто закінчуються розчаруванням.

Причин для цього багато тому, що такі альтернативні джерела енергії на перший погляд мають просту конструкцію, а насправді вимагають точного інженерного розрахунку і аналізу метеорологічних особливостей місцевості.

Багато спроби виготовити вітрогенератор своїми руками закінчуються невдачами через:

• труднощів створення пристрою ефективного вітряного колеса з лопатями гвинта аеродинамічної форми, яка давно застосовується в літакобудуванні;
• складнощів обліку мінливих швидкостей вітру;
• розташування обертових частин на висоті далеко від житлової будови;
• забезпечення жорсткої і міцної конструкції щогли, здатної надійно протистояти ураганним навантажень.

Виробники вітрогенераторів стандартизують свою продукцію під різні кліматичні умови, пропонують всілякі технічні рішення по потужності, різні способи установки аж до простого монтажу на даху будівлі. Однак це може закінчитися розхитування будівельних елементів стін і даху, освітою в них тріщин.

саморобні гідроелектростанції

Альтернативні джерела електричної енергії, що використовують потужності водяного потоку, найпростіше підходять для виготовлення своїми руками.

Вони можуть працювати від невеликого струмка, як видно на фотографії, або направляється на них більш потужного потоку річки.

Показана нижче гідроелектростанція зібрана руками кількох умільців. Вона живить безкоштовної електроенергією 30 будинків у сільській місцевості.

Для подібних конструкцій можна використовувати асинхронні електродвигуни, перемикання в режим генератора. Їх встановлюють на стаціонарно змонтованому обладнанні, як показано на фото вище, або на плаваючих станціях.

Ентузіасти гідроелектростанцій створюють свої пристрої різних типів, використовуючи їх в найнесподіваніших місцях, наприклад, потоках фекальних вод очисних споруд.

Недоліки подібних конструкцій:

1. обов'язкова наявність потоку води, здатного крутити водяне колесо;
2. замерзання водойм під час морозів.

Щоб не втрачати електроенергію гідроелектростанції в зимовий період існують конструкції водяних коліс, розташованих на дні річки. Вони створюються для цілорічного електропостачання.

Сонячні батареї і станції

Якщо початкові конструкції геліобатареї розроблялися тільки для космічних апаратів, то зараз їх масово виробляють для побутового використання.

Сонячні батареї працюють в різних пристроях. Вони застосовуються для живлення електроенергією невеликих приладів в якості автономного джерела і потужних електричних станцій.

Для створення домашньої геліостанції необхідно використовувати:

• сонячні батареї, які виробляють постійний струм;
• контролер, який бере і розподіляє енергію батарей на:
• акумулятори, службовці накопичувачами;
• споживачі постійного струму;
• інвертор, що змінює форму сигналу до чистого синуса і підвищує його напруга до 220/380 вольт.

Всі ці пристрої необхідно узгодити за потужністю, технічним характеристикам і навантажень.

Вибираючи будь-яку конструкцію альтернативного джерела енергії для електропостачання дачі і будинки, не забувайте про елементарне дотриманні правил електричної безпеки . Обов'язково використовуйте автоматичні захисні пристрої.

Практичну реалізацію принципів автономного електропостачання будинки і обладнання ферми на прикладі вітрогенератора і сонячної електростанції можна подивитися у відеоролику компанії МікроАрт.

Оскільки стаття носить чисто оглядовий характер, то багато технічних питань в ній не розкриті. Задавайте їх в коментарях. Зараз вам зручно поділитися цим матеріалом з друзями в соц мережах.