Автономне електропостачання, інвертори, акумулятори, генератори, сонячні батареї

1. Плюси створення власної автономної системи електропостачання

У Вас є заміський будинок, але немає можливості протягнути до нього лінію електропередач
(ЛЕП)? Або підключення до централізованих мереж електропостачання непомірно дорого?
А може бути, краще порівняти ці 2 варіанти - електропостачання від ЛЕП і автономне
електропостачання?

На перший погляд, генерація власного електрики від поновлюваних джерел енергії є ідеальним способом відмовитися від оплати щомісячних рахунків за електроенергію. Для багатьох власників будинків, генерація власної енергії є підходящим рішенням, яке задовольнить існуючі потреби. Однак, таке рішення вимагає певних інвестицій як грошей, так і часу як при покупці, так і при обслуговуванні вашої системи. Залежно від вашого конкретного випадку ви врешті-решт можете і не заощадити грошей, однак ви точно отримаєте незалежність від мереж, і при цьому будете генерувати енергію екологічно чисту, і при цьому не завдавати шкоди навколишньому середовищу.

Коли більш вигідна генерація власної енергії? Нами були проведені такі розрахунки, які показали, що якщо сумарна потужність Ваших споживачів (електричних навантажень) не перевищує декількох кВт, споживана енергія менше декількох кВт * год на добу, а відстань до точки підключення до мереж централізованого електропостачання більше декількох
сотень метрів, то автономна система електропостачання для Вашого будинку може бути
вигідніша, ніж підключення до мереж.

Мати власну електростанція доцільно, коли:

1. У вашому районі немає мережі централізованого електропостачання, або підключення пов'язано з прокладанням нових ліній електропередач та встановлення додаткової підстанції. При підключенні до мереж централізованого електропостачання Ви повинні будете сплатити вартість підключення до мереж (у Московській області це понад 30000 рублів за кожен кВт встановленої потужності), вартість прокладки низьковольтної ЛЕП (вартість коливається в різних регіонах від 10000 до 17000 доларів США за 1 км), а також платити за споживану електроенергію за максимальними розцінками енергомереж. Добре, якщо таких як Ви кілька, і Ви можете розділити вартість підключення і будівництва ЛЕП. Якщо ж Ви хочете робити це самостійно, Вам буде потрібно чимало грошей. Точніше багато. Більш того, навіть після оплати вартості обладнання (ліній електропередач, трансформаторних підстанцій тощо), воно вам не буде належати - воно буде на балансі електромереж. Ви фактично купуєте це обладнання для місцевих енергомереж.
2. Ви хочете бути незалежними від ваших місцевих електромереж. При аваріях на електромережах ви залишаєтеся без електроенергії, а може навіть і без тепла. Останнім часом, у зв'язку зі змінами клімату, почастішали випадки природних катаклізмів, які ведуть до аварій в електричних мережах. Ще один фактор - граничний знос обладнання у електрогенераторів і електричних мереж. Навіть без стихійних лих цілком вірогідні технологічні катастрофи - наприклад, аварія на Чагінской підстанції в Підмосков'ї, викликана зносом обладнання, привела до знеструмлення мільйонів будинків на кілька днів.
3. Ви хочете зменшити вплив електрогенерації на навколишнє середовище. Зміни клімату великою мірою пов'язані з викидами парникових газів в навколишнє середовище. Енергетики і транспорт є основними забруднювачами і джерелами парникових газів. Ви можете на своєму конкретному місці допомогти нашій планеті бути чистішим і призупинити руйнівні процеси зміни клімату.
4. Місцевість, де знаходиться ваш будинок, багата ресурсами відновлюваної енергії. Ви здивуєтеся, але таких регіонів дуже багато в Росії. Зниження вартості обладнання відновлюваної енергетики дозволило переглянути кордони економічно ефективного застосування відновлюваних джерел енергії в Росії.
5. У вас є стратегічні рішення, які дозволять вам не залишитися без енергії, коли немає приходу відновлюваної енергії. Тут мається на увазі, що, внаслідок імовірнісного приходу відновлюваної енергії, необхідно мати резервне джерело енергії, наприклад, рідкопаливний електрогенератор. Цілком ймовірно, що він буде практично завжди у вас простоювати, але для забезпечення надійного електропостачання він необхідний.
6. Ну і нарешті, ви не втрачаєте надію що і в нашій державі будуть введені в дію механізми стимулювання генерації екологічно чистої енергії. Такі, як існують зараз в розвинених країнах Європи, США, Китаї, Індії, Японії та багатьох інших.

На додаток до вищесказаного, вам також необхідно:

• Дослідити юридичні і природні перешкоди для установки власної електростанції
• Отримати ціни і технічні характеристики від виробників або постачальників обладнання
• Якщо ключовим фактором є економічна доцільність, вам потрібно провести економічний аналіз з урахуванням всіх факторів, які можуть вплинути на вартість генерованої вами електроенергії.
• Розуміти основи використання систем на поновлюваних джерелах енергії
• Розглянути можливості поєднання вашої системи з іншими енергоджерела, а також розглянути всі способи щодо підвищення енергоефективності в вашому домі.
• Розпланувати технічне обслуговування. Особливо це відноситься до системи, що містить дизель- або бензо-електричний агрегат (як основний або резервне джерело електропостачання). Потрібно буде стежити за станом Вашої акумуляторної
  батареї. Мінімум обслуговування вимагають фотоелектричні батареї.

Плюси створення власної автономної системи електропостачання

• Вам не потрібно платити за підключення до мереж централізованого електропостачання та будівництво ЛЕП,
• Ви не залежите від цін на електроенергію.
• Ви самі є господарем свого обладнання і можете виробляти електроенергію тоді, коли Вам хочеться.

Вищевказані моменти для випадку з сонячними батареями більш детально розглянуті на сторінці « Сонячна електростанція - За і проти «. Багато положень, розглянуті в цій статті, належать до всіх автономним електростанціям.

Автономна система електропостачання

Отже, з чого ж повинна складатися система автономного електропостачання?

Зазвичай склад енергосистеми наступний:

1. Джерело електричної енергії. Їх може бути один або декілька. Їм може бути:
   • рідкопаливний генератор ЖТГ (бензо- або дизель- електричний агрегат)
   • фотоелектрична батарея
   • вітроелектричної установки
   • мікро або мала гідроелектростанція

   В якості основного може застосовуватися будь-який з перерахованих джерел. решта
   можуть використовуватися як додаткові або резервні.

2. Акумуляторна батарея (АБ). У системах на поновлюваних джерелах енергії,
   в силу мінливості поновлюваного ресурсу, це необхідний елемент. навіть
   якщо основне джерело у Вас ЖТГ, наявність акумуляторної батареї дозволить
   Вам включати його на нетривалий час протягом дня, а електроенергію
   мати безперервно.
3. Інвертор, тобто перетворювач постійного струму в змінний. необхідний,
   якщо у Вас є споживачі змінного струму на напругу 220 В, або якщо
   Ваші споживачі знаходяться на значній відстані від АБ (втрати в проводах
   постійного струму низької напруги можуть виявитися істотними).
4. Контролер заряду АБ. Необхідний для запобігання перезаряду і переразряда АБ. Дуже часто буває вбудований в інвертор.
5. Електротехнічне обладнання - щити, вимикачі, автомати, запобіжники, кабелі, система заземлення і т.д.
6. Навантаження. В автономній системі електропостачання необхідно використовувати тільки енергоефективні прилади. Наприклад, використання ламп розжарювання дуже не рекомендується, так як вони споживають струм в 4 рази більший, ніж люмінесцентні лампи, і в 10 разів більше, ніж світлодіодні. Незважаючи на те, що зазвичай енергоефективні прилади дорожче, їх використання може обернутися значною економією за рахунок зниження потужності джерела енергії і ємності АБ.

З метою збільшення тривалості роботи системи в автономному режимі, система безперебійного електроживлення зазвичай містить ще один або кілька поновлюваних джерел енергії. Як ВДЕ використовуються виробляють
електрика: сонячні батареї (СБ), вітроелектричні установки (ВЕУ), мікроГЕС і, іноді, термоелектричні генератори (ТЕГ). Ці джерела підключаються до АБ через контролер заряду, що захищає АБ від перезарядження.

У середній смузі Росії, влітку приходить близько 5 кВт * год сонячної енергії на 1 квадратний метр. Близько 15% від цієї енергії може бути перетворено в електроенергію в фотоелектричних батареях. Взимку прихід сонячної енергії мінімальна і в кілька разів менше, ніж влітку (в грудні-січні - в 5-8 разів менше, ніж в червні-липні).

Потужність ВЕУ пропорційна квадрату діаметра вітроколеса і визначається потужністю електричного генератора. Номінальну потужність ВЕУ зазвичай досягає при вітрі близько 10 м / с. За вітровим умовам в Середній Росії, за літо ВЕУ виробляє менше 20% кількості електроенергії від свого річного потенціалу. Зате в інші пори року ВЕУ працює ефективніше СБ України. У Московській області, де середньорічна швидкість вітру 3 м / с, ВЕУ виробляє 10-15% від зазначеного виробником номінальної кількості річний електроенергії. Наприклад, ВЕУ потужність 1 кВт за рік виробила 8760 кВт.год, а лише 876-1314 кВт.год