Альтернативное энергоснабжение дома: Автономное электроснабжение загородного дома и дачи, автономные источники и системы электропитания

Альтернативное бесперебойное электроснабжение: выдумка или реальность?

Запасы энергетических ресурсов (газа, нефти) на Земле неизменно сокращаются, что приносит с собой определенные неудобства для людей. Ученые всего мира уже на протяжении целого века занимаются поиском альтернативных источников, которые смогли бы обеспечить полноценное энергоснабжение не только отдельных домов и предприятий, но и целых поселков и городов. 

 

Бесперебойное электроснабжение без использования топлива и газа возможно, и это факт. На Земле, помимо нефти и газа, существует множество запасов других источников энергии, самые простые и доступные из них – вода, ветер и солнечное тепло.

 

Энергия ветра в домашних условиях

Первые ветреные электростанции или ветрогенераторы появились еще в середине 20 века. С тех пор исследователи всего мира приступили к более тщательному изучению установок такого типа.

 

Сегодня уже никого не удивят ветряные

электростанции, добывающие электроэнергию для небольших поселков, животноводческих ферм или промышленных предприятий. Установка ветреной электростанции возможна практически в любых климатических поясах, главное, чтобы на предполагаемой местности среднегодовая сила ветра превышала 4 м/с. Обслуживание ветреной электростанции намного проще, чем, например, использовать в тех же целях дизель-генератор. А мощность практически ничем не уступает привычным дизель-генераторным установкам (ДГУ). 

 

Доставка энергии солнца на дом

Источник бесперебойного питания, работа которого зависит от энергии солнца, считается вторым по распространенности, но не последним по эффективности среди альтернативных источников питания. На протяжении долгого периода времени считалось, что солнечные электростанции никоим образом не могут подойти для российских климатических условий.

 

Но прошло время, и сегодня с полной уверенностью можно сказать, что солнечные электростанции (батареи) смогут обеспечить автономное электроснабжение целых городов и крупных предприятий даже в суровых климатических условиях России. Конечно, все это в будущем, однако уже сегодня существуют солнечные батареи, снабжающие энергией отдельные дома и учреждения. 

 

Гидрогенератор, или волны тоже вырабатывают энергию

Это высказывание несколько не верно, так как не волны вырабатывают электрическую энергию, а сила водного потока, заставляющая генератор вырабатывать ток. Водные электростанции могут строиться практически на любой местности, где есть открытый непрерывный поток воды. Вблизи морского побережья мини-

электростанции также строятся. Только принцип их работы основывается на учете времени прилива и отлива, что обеспечивает стабильное энергоснабжение потребителей.  

 

Иногда в силу тех или иных обстоятельств альтернативные источники питания оказываются малоэффективными. Заменить их может дизель-генератор или бензиновые электростанции, которые безотказно работают в любых условиях.

Альтернативные источники электроэнергии для загородного дома —

В настоящее время в качестве основных используются следующие источники электрической энергии: атомные электростанции, работающие на ядерном топливе, тепловые электростанции, работающие на угле или газе и гидроэлектростанции. В ближайшие 50-60 лет запасы природного газа, угля, нефти будут исчерпаны практически полностью и возникнет энергетический кризис, поэтому уже сейчас в большинстве стран мира ведутся разработки энергосберегающих технологий, поиск альтернативных и недорогих источников энергии.

Электроснабжение частного дома можно осуществить различными способами. Так, например, если рядом с домом или на небольшом расстоянии от него проходит линия электропередач 0,4 кВ, то самым недорогим вариантом подключения будет вариант заказа в электромонтажной организации работ по подключению дома к электрическим сетям общего пользования. Если же подключение к электрическим сетям общего пользования связано с большими финансовыми затратами, то актуальным становится вопрос выбора альтернативного источника электроснабжения.

Существует несколько эффективных альтернативных источников электроэнергии. Основными из них являются работающие на энергии солнца и ветра. Выбор альтернативного источника довольно сложный и трудоемкий процесс. Прежде всего, необходимо рассчитать потребляемую электрическую мощность всех потребителей дома с учетом коэффициента загрузки и коэффициента одновременности, затем на основании полученных результатов выбрать мощность и тип источника электроснабжения, руководствуясь стоимостью оборудования, электромонтажных работ и кВт*ч электроэнергии.

Для электроснабжения среднестатистического загородного дома, расположенного в Подмосковье, использующего нагрузку, состоящую из холодильника, освещения, телевизора, кондиционера и стиральной машины, необходим источник электроэнергии мощностью 6 кВт. Среднесуточное потребление составит порядка 16 кВт*ч. Выбор альтернативного источника электроэнергии необходимо производить с учетом возможного увеличения потребляемой мощности:

Ветрогенератор

Стоимость ветроустановки в сборе мощностью 7 кВт составит порядка 24000 долларов. В состав комплекта, помимо самого вертогенератора и мачты для его установки, войдёт контроллер заряда аккумуляторов, инвертор 48/220 В, 20 аккумуляторных батарей емкостью 200 А*ч, необходимых для бесперебойной работы электрооборудования дома во время штиля или низкой скорости ветра.

Солнечная батарея

Электроустановка на основе солнечных модулей мощностью 7 кВт будет стоить ориентировочно 30000 долларов. Комплект будет состоять из 45 монокристаллических солнечных панелей мощностью 270 Вт, контроллера заряда, инвертора 48/220 в и 20 аккумуляторных батарей емкостью 200 А*ч, необходимых для бесперебойной работы в ночное время. Необходимо учесть, что помимо стоимости самой установки по выработке электрической энергии необходимо будет оплатить стоимость электромонтажных работ, составляющих порядка 20% стоимости оборудования.

Альтернативные источники электроэнергии имеют свои недостатки. Так, например, ветрогенератор начинает вырабатывать электроэнергию при скорости ветра от 3 м/с, а на номинальную мощность выходит при скорости ветра от 6 до 12 м/с в зависимости от модели и производителя. Солнечные элементы также зависят от погодных условий, в пасмурную погоду выработка электроэнергии у них снижается в разы.

В CLIMAG.RU всегда помогут произвести грамотный выбор оборудования для альтернативного источника электроэнергии, его установку и электромонтажные работы.

Альтернативная энергия своими руками для вашего дома

Основными альтернативными источниками энергии своими руками, позволяющими сэкономить на ваших счетах, являются солнечные батареи, ветряные турбины и гидроэлектростанции.

Поскольку счета за электроэнергию становятся все более и более дорогими, а цена на нефть неуклонно растет, становится все более и более популярным рассматривать альтернативных источников энергии для обеспечения домохозяйств электроэнергией. Жизнеспособными возобновляемыми зелеными источниками , доступными для обычных домохозяйств, являются солнечные панели, ветряные турбины и гидрогенераторы.

Солнечные панели и ветряные турбины занимают львиную долю рынка альтернативной энергии своими руками, но в зависимости от условий окружающей среды вы также можете рассмотреть возможность использования гидроэлектростанции. Готовые приложения, как известно, дороги для начала, хотя они стоят каждого цента и окупаются в долгосрочной перспективе.

Для большинства людей эти начальные затраты являются основным препятствием на пути к освобождению от тирании сети. Тем не менее, альтернативных источников энергии своими руками может сократить ваш инвестиционный бюджет на тысячи и помочь вам сократить или даже устранить счета за электроэнергию .

Ниже вы найдете информацию о 3 основных вариантах: солнечная энергия, энергия ветра и гидроэлектроэнергия.

Diy Альтернативная энергия от солнца

Photo by Vivint Solar on Unsplash

Солнечная энергия является наиболее популярным видом альтернативной энергии для домашнего электричества и получается благодаря нескольким наборам из фотогальванические элементы  состоящие из солнечных панелей для преобразования солнечного света в электричество с помощью явления, называемого фотоэлектрическим эффектом. Фотоэлектрический эффект заключается в высвобождении электронов с поверхности при попадании на нее света.

Сам свет можно рассматривать как поток частиц, называемых фотонами. Каждому электрону нужен фотон, который должен быть испущен с поверхности, при условии, что частота света достаточно короткая, как в случае видимого или ультрафиолетового света. Если частота слишком высока, свет может иметь высокую интенсивность, но все же не способен производить фотоэлектрический эффект, при этом электроны не высвобождаются. Чтобы возник фотоэффект, фотон должен быть достаточно энергичным, чтобы высвободить электрон с поверхности. Следовательно, это частота света ключевой элемент для проявления фотоэффекта. Без достаточно короткой частоты вся интенсивность в мире не заставит фотоны высвобождать электроны.

Фотогальваническая энергия является наиболее распространенным и жизнеспособным способом получения бесплатного электричества в домашних условиях (бесплатно, за исключением затрат на установку), так как реализовать проект «сделай сам» стало относительно легко и очень дешево. Все больше и больше людей прибегают к самодельным солнечным панелям , чтобы компенсировать высокие затраты на покупку готовых решений, часто в пределах 20 000 долларов США для среднего домохозяйства, в то время как солнечную панель Diy можно собрать из деталей, найденных в Интернете или на местном оборудовании, всего за 200 долларов США, а некоторые Свободное время. Далее вы можете найти подробный план проектов самостоятельной солнечной энергетики, наиболее распространенной альтернативной энергии в домашних условиях.

Самодельная альтернативная энергия от ветра

фото Тоби Келлнер через Wikimedia

Энергия ветра является вторым по распространенности альтернативным источником энергии для домашних хозяйств, он прост в реализации и часто используется в качестве источника электроэнергии, дополняющего солнечную энергию. Это связано с тем, что эти два источника возобновляемой энергии являются прерывистыми, в зависимости от времени суток или сезона, что делает их полезными, когда другой непродуктивен. Однако, в зависимости от географического положения и местного климата, для электроснабжения всех домов подойдет только одна из двух технологий.

Ветровая электроэнергия вырабатывается с помощью ветряных турбин с вертикальной или горизонтальной осью . Наиболее распространенным типом является турбина с горизонтальной осью, как для коммерческого, так и для домашнего использования. Для обычного домохозяйства лучше сначала рассчитать, сколько ветра доступно, чтобы определить, сколько турбин необходимо. Для этого вам необходимо оценить плотность энергии ветра в вашем регионе, которая представляет собой годовую мощность, доступную на квадратный метр турбины, рассчитанную на разных высотах.

Также лучше построить несколько ветряных турбин меньшего размера, чем одну большую из-за дополнительных затрат, связанных с возведением большой опорной мачты, как на материалы, так и на рабочую бригаду. Большинство современных турбин имеют конструкцию с 3 лопастями, поскольку она оказалась наиболее эффективной, и располагают их с наветренной стороны, перед мачтой, чтобы создаваемая ею турбулентность не мешала лопастям, заставляя турбину более эффективным.

Ветряные турбины преобразуют энергию ветра в электричество. Традиционные турбины с горизонтальной осью состоят из 3 основных частей.

1. Ротор , включая лопасти для преобразования энергии ветра в низкоскоростное вращение.
2. Генератор , который включает в себя электрический генератор, элементы управления и редуктор для преобразования низкой скорости вращения лопастей в высокую скорость вращения, таким образом вырабатывая электроэнергию.
3. Башня и механизм рыскания.

Энергия ветра является вторым наиболее распространенным источником альтернативной энергии в домашних условиях и особенно подходит, если вы живете в ветреном месте, например, у моря. Его можно легко реализовать с помощью проекта ветроэнергетики «Сделай сам», помогая сократить счета за электроэнергию очень экологичным способом.

Альтернативная энергия из воды своими руками

Фото Шэрон Питтауэй на Unsplash

С коммерческой и статистической точки зрения, гидроэлектростанций на сегодняшний день являются наиболее успешными из всех доступных возобновляемых источников энергии, составляя 88% всех альтернативных источников энергии. энергии произведено в мире . Гидроэлектростанции являются нормой для снабжения электросетей. Однако для удовлетворения потребностей в электроэнергии одного домохозяйства гидроэлектроэнергию следует рассматривать как дополнительный источник энергии к солнечной и ветровой энергии.

Это связано с тем, что микрогидрогенераторы , такие как самодельные устройства , не имеют резервуаров на разных высотах для хранения энергии, как большие электростанции. Резервуары существуют для хранения энергии, когда спрос низкий, и высвобождения ее позже, когда происходит всплеск. Из-за присущей им простоты они обеспечивают прерывистый источник энергии, который колеблется в зависимости от времени года и течения воды.

Гидроэлектрический генератор будет обеспечивать наибольшую мощность зимой, когда поток воды в изобилии, хорошо дополняя солнечную энергию (и/или энергию ветра), которая будет минимально эффективной в это время года. Гидрогенератор работает аналогично ветряному генератору, но имеет конструкцию турбины, специально адаптированную для водяной жидкости.

Гидрогенератор своими руками можно построить с относительной легкостью, что обеспечит альтернативное энергоснабжение вашего дома.

Об авторе : Уильям С. Эндрюс, тренер по личному развитию. Ему нравится помогать людям справляться с их проблемами. На этот случай у Вильяма есть свой раздел на сайте сервиса, где можно попросить написать за меня мою работу. Кроме того, он принимает участие в различных конференциях, чтобы улучшить свои знания и развить новые навыки.

7 способов обеспечить свой дом возобновляемой энергией – Key Life Homes

Перейти к содержимому

Предыдущий Следующий

• Посмотреть увеличенное изображение

Если вы не очень богаты, вы, вероятно, всегда ищете способы сэкономить пару долларов. Один из лучших способов сократить ежемесячные счета — инвестировать в возобновляемые источники энергии. Не от электростанции, а то, что можно и самому напугать.

Использование возобновляемых источников энергии для питания вашего дома может сократить или полностью исключить ваши счета за коммунальные услуги, а налоговые льготы для установки возобновляемых источников энергии могут сделать их еще более рентабельными. Вот семь различных способов обеспечить ваш дом возобновляемой энергией.

Солнечные батареи на крыше
Это, вероятно, самый распространенный и очевидный метод, если вы ищете возобновляемые источники энергии. Солнечные панели обычно устанавливаются на крыше, хотя вы также можете установить их во дворе. В зависимости от вашей широты и ориентации панелей вы можете генерировать 10 или более ватт на квадратный фут. Типичный дом потребляет не менее киловатта энергии, поэтому нескольких квадратных футов солнечных панелей должно быть достаточно для обеспечения большинства или всех ваших потребностей.

Если срок службы вашей нынешней крыши подходит к концу, вы также можете подумать о покупке солнечной черепицы.

Там, где стандартные солнечные панели на крыше устанавливаются поверх вашей текущей крыши, солнечная черепица фактически заменяет вашу черепицу. SolarCity Илона Маска недавно объявила о планах начать производство солнечной черепицы, и другие компании, такие как SunTegra, производят их уже много лет.

Конечно, один большой недостаток солнечной энергии заключается в том, что она работает только тогда, когда солнце встает. Если вы хотите снабжать свой дом энергией, когда солнце садится, вам нужно будет платить за электроэнергию в сети или инвестировать во второй тип возобновляемой энергии.

Ветряные турбины
Ветряные турбины чаще всего устанавливаются на ветряных электростанциях или на плавучих объектах в открытом море, но если у вас достаточно недвижимости, вы можете установить небольшую ветряную турбину на своем участке для питания своего дома.

У ветряных турбин есть несколько недостатков, которые делают их менее популярными в жилых районах. Они могут быть некрасивыми и создавать много шума. Они занимают место, и в зависимости от того, где вы живете, местные законы и правила зонирования могут прямо запрещать это.

Но если эти недостатки вас не касаются или не беспокоят, энергия ветра может оказаться большим преимуществом. Энергия ветра более стабильна, чем солнечная, и ветряная турбина хорошего размера может легко обеспечить большую часть или все ваши потребности в электроэнергии. В зависимости от вашего региона, ветер может быть лучшим вложением в возобновляемые источники энергии, чем солнечная энергия.

Солнечная печь
Возможно, вы не готовы обеспечивать весь свой дом возобновляемой энергией. Это большой проект, и, возможно, он просто неосуществим по разным причинам. Вы все еще можете обеспечить часть своего дома возобновляемой энергией, построив солнечную печь.

Солнечные печи, как правило, используются для научных выставок, но на самом деле печи потребляют довольно много электроэнергии. Использование солнца для пассивного нагрева пищи — хороший способ начать работу в мире возобновляемых источников энергии. Солнечные печи работают, улавливая солнечный свет для нагревания пищи. Вы можете купить солнечную печь или построить свою собственную из нескольких распространенных материалов.

Солнечные печи имеют ряд преимуществ: они бесплатно разогревают пищу и работают даже при отключении электроэнергии или в чрезвычайной ситуации. Вам никогда не придется есть холодную еду из-за нехватки энергии.

Гидроэнергетика

Это не сработает для большинства людей, но если в вашем доме есть источник проточной воды, вам повезло. Вы можете направить часть или весь ручей или реку, чтобы течь через турбину и питать свой дом.

Есть несколько способов сделать это, но в самом простом случае вам нужно найти наибольшее расстояние по вертикали, которое пройдет вода, и отвести эту воду, чтобы она проходила через турбину контролируемым образом. В зависимости от количества воды и расстояния по вертикали вы можете таким образом производить значительное количество энергии. Установить гидрогенератор непросто, и вам может понадобиться профессиональная установка. Однако, если у вас есть некоторые инженерные знания, вы можете даже построить его самостоятельно с нуля.

Преимущества гидроэнергетики огромны. В отличие от солнца и ветра, гидроэнергетика стабильна и непрерывна, а это означает, что вы всегда будете получать один и тот же вход, несмотря ни на что. Вам никогда не придется беспокоиться о том, что ваш генератор не сможет обеспечить электричеством ваш дом. Эта часть ума может стоить небольшого инженерного проекта.

Солнечное водонагревание
Солнечная энергия не должна просто генерировать электричество. Вы также можете использовать энергию солнца для обогрева дома.

Солнечные водонагреватели используют солнце для нагрева запаса воды, которую затем можно прокачивать через радиаторы, из кранов или насадок для душа. Эта система намного дешевле, чем использование газа или электричества для нагрева воды, и ее проще установить, чем солнечные панели. Если вы не готовы полностью посвятить весь свой дом возобновляемым источникам энергии, хорошей альтернативой может стать солнечное водонагревание.

Существует множество различных типов солнечных водонагревателей, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки, поэтому обязательно выберите тот тип системы, который лучше всего подходит для вас.

Кондиционер на солнечной энергии
Может показаться странным использовать солнечное тепло для охлаждения дома, но это именно то, что делает кондиционирование на солнечной энергии. Солнечный кондиционер использует те же принципы, что и солнечный водонагреватель, но использует эту горячую воду в системе кондиционирования воздуха.

Кондиционер потребляет больше электроэнергии, чем что-либо еще в вашем доме. Кондиционер может стоить вам значительную сумму денег каждый год, особенно если у вас есть система кондиционирования и вы живете в жарком климате. Использование горячей воды для охлаждения вашего дома может сэкономить ваши деньги и помочь окружающей среде.

В качестве бонуса, горячая вода, произведенная для кондиционирования воздуха, также может быть использована для других целей в вашем доме. В зависимости от вашей установки вы также можете получить преимущества солнечного нагрева воды с дополнительным кондиционированием воздуха.

Tesla Powerwall
Технически Powerwall (или другая аналогичная большая перезаряжаемая батарея) не является источником возобновляемой энергии, но он хорошо работает с любым домашним возобновляемым генератором и даже может сэкономить вам деньги без какой-либо другой возобновляемой системы.

Powerwall — это большая перезаряжаемая батарея, способная хранить несколько киловатт-часов электроэнергии. Сам по себе он может быть запрограммирован на зарядку от сети, когда цены на электроэнергию низкие, и на разрядку, когда цены высокие, чтобы сэкономить ваши деньги в часы пик.

Тем не менее, Powerwall лучше всего использовать в сочетании с источником возобновляемой энергии, таким как солнечная энергия или энергия ветра.