Альтернативные источники энергии для дома: солнечные батареи и ветрогенераторы

Содержание

Комбинированные системы с солнечными батареями и ветрогенераторами

Альтернативные источники энергии для дома: солнечные батареи и ветрогенераторы

Использование солнечных батарей позволяет обеспечить дома бесплатной энергией, особенно в условиях нестабильности электроснабжения.

Однако у этого метода есть один недостаток – в пасмурную погоду эффективность гелиосистемы очень низка, и дому требуется дополнительный источник энергии.

Применение разного рода генераторов (бензиновых, дизельных) неудобно, поскольку они требуют значительных расходов и очень шумят. Лучший выход – комбинированные установки, включающие в себя солнечные батареи и ветрогенераторы.

Такие гибридные комплексы позволяют в полной мере использовать возможности природной энергетики и компенсировать их отдельные недостатки.

К примеру, ветрогенераторы в принципе нецелесообразно применять без резервного энергоисточника.

Дело в том, что при нескольких безветренных днях подряд (что отнюдь не редкость) аккумуляторы разряжаются слишком сильно, что негативно сказывается на их работоспособности и ресурсе.

Солнечные же батареи малоэффективны в пасмурную погоду, которая обычно сопровождается ветреностью.

Таким образом, ветряки и гелиопанели отлично дополняют друг друга, обеспечивая постоянную зарядку АКБ и поддерживая энергоснабжение дома на должном уровне.

Еще одно преимущество – солнечные системы не требуют расходов на содержание и топливо, при этом они максимально эффективны в летний период, когда скорость ветров обычно ниже.

В летний период и солнечной зимой максимальная энерговыработка будет идти от солнечных батарей. А вот в пасмурное межсезонье, когда облачность значительна и дуют сильные ветра, производить энергию будут преимущественно ветряки.

Состав гибридных систем

Каждая комбинированная солнечно-ветровая установка включает в себя гелиопанели, ветрогенератор, зарядный контроллер, аккумуляторы и инвертор. Мощность компонентов подбирается исходя из нужд энергопотребления. Но нужно учитывать и еще один фактор – тип ветрогенератора.

Различают ветрогенераторы:

  • Горизонтальные. Эти установки дешевле, но они эффективны при господствующих ветрах одного направления. В условиях переменных ветров их производительность минимальна;
  • Вертикальные. Стоят эти источники энергии примерно в 2-3 раза дороже горизонтальных, но при этом эффективно работают и в случае постоянно меняющегося направления ветра.

Таким образом, ветрогенераторы и солнечные батареи могут полностью обеспечить энергонезависимость жилья. Кроме того, такие системы отличаются более гибкими возможностями подбора конфигурации, чем чисто солнечные или чисто ветряные установки. Вполне приемлемы и расценки на них.

Например, система из ветряка мощностью 600 Вт и батареи в 250 Вт (с контроллером, инвертором и АКБ) обойдется примерно в 85 тыс. рублей. Выработка установки составит порядка 100 кВтч/месяц.

Установка и коммутация

Монтируются элементы в гибридной системе также, как и в случае независимой установки. Солнечные батареи располагают на крыше или на отдельной монтажной ферме (в этом случае можно оптимально отрегулировать их наклон относительно горизонта), а ветряки – на мачтах возле дома.

Несмотря на то, что при вращении лопасти ветряков издают специфический звук (что многие относят к их недостаткам), они не создают дополнительных неудобств. Дело в том, что звук достаточно монотонен и не резок, поэтому люди очень быстро перестают замечать его.

Подключение проводится по классической схеме. Ветрогенератор и солнечные панели через контроллер коммутируются к АКБ, где и накапливается выработанная энергия. Потребители переменного тока подсоединяются через инвертор.

Затраты

Как и любая другая автономная энергосистема, солнечно-ветряная установка требует солидных первоначальных расходов. Однако все вложения окупаются полной энергонезависимостью от центральных сетей. Расходов же на обслуживание такая система не требует.

Окупаемость проекта зависит от сложности установки и нагрузки на систему, но в среднем она составляет 2-3 года.

Этот срок может показаться слишком большим, но нужно учитывать, что цены на электричество постоянно поднимаются, кроме того, подключение коттеджа к центральному энергоснабжению и установка соответствующего оборудования (трансформатора, кабельной трассы) также требуют солидных затрат.

Таким образом, для дома установка гибридной системы будет лучшим решением. На даче ставить подобные комплексы нерационально, поскольку они рассчитаны на круглогодичное использование, а дачей пользуются в основном в летний сезон.

Источник: http://solarb.ru/kombinirovannye-sistemy-s-solnechnymi-batareyami-i-vetrogeneratorami

Ветровые электростанции для дома: цены, мощности и отзывы, достоинства и недостатки

Альтернативные источники энергии для дома: солнечные батареи и ветрогенераторы

Полезные ископаемые, добываемые из недр земли и используемые человечеством в качестве энергоресурсов, к сожалению, не безграничны. С каждым годом их стоимость увеличивается, что объясняется сокращением уровня добычи. Альтернативным и набирающим обороты вариантом энергоснабжения выступают ветряные электростанции для дома.

Они позволяют преобразовывать энергию ветра в переменный ток, что дает возможность обеспечивать все потребности в электричестве любых бытовых приборов. Главное преимущество таких генераторов – это абсолютная экологичность, а также бесплатное пользование электричеством неограниченное количество лет.

Какие еще преимущества имеет ветрогенератор для дома, а также особенности его эксплуатации, разберем далее.

Еще древние люди заметили, что ветер может стать отличным помощником в осуществлении множества работ. Ветряные мельницы, позволявшие превращать зерно в муку, не затрачивая собственных сил, стали родоначальниками первых ветрогенераторов.

Ветряные электростанции состоят из определенного количества генераторов, способных получать, преобразовывать и накапливать энергию ветра в переменный ток. Они вполне могут обеспечить целый дом электроэнергией, которая берется из ниоткуда.

Однако, нужно сказать, что затраты на оборудование и их обслуживание не всегда дешевле, нежели стоимость центральных электросетей.

Преимущества и недостатки

Итак, прежде чем присоединиться к сторонникам бесплатной энергии, нужно осознать, что ветряные электростанции имеют не только преимущества, но и определенные недостатки. Из положительных сторон использования энергии ветра в быту можно выделить следующие:

  • способ абсолютно экологически чистый и не вредит окружающей среды;
  • простота конструкции;
  • легкость эксплуатации;
  • независимость от электросетей.

Домашние мини-генераторы могут, как частично обеспечивать электричеством, так и стать полноценным его заменителем, преобразуясь в электростанции.

Однако не нужно забывать про недостатки, которыми являются:

  • высокая стоимость оборудования;
  • окупаемость наступает не ранее чем через 5-6 лет использования;
  • относительно небольшие коэффициенты полезного действия, отчего страдает мощность;
  • требует наличия дорогостоящего оборудования: аккумулятор и генератор, без которого невозможна работа станции в безветренные дни.

Чтобы не потратить уйму денег впустую, перед покупкой всего необходимого оборудования, следует оценить рентабельность электростанции. Для этого высчитывают среднюю мощность дома (сюда входят мощности всех используемых электроприборов), количество ветреных дней в году, а также оценивают местность, где будут располагаться ветряки.

Основные конструктивные элементы

Простота возведения электростанции объясняется примитивностью конструктивных элементов.

Чтобы пользоваться энергией ветра, потребуются такие детали:

  • ветряные лопасти – захватывают поток ветра, передавая импульс ветрогенератору;
  • ветрогенератор и контроллер – способствуют преобразованию импульса в постоянный ток;
  • аккумулятор – накапливает энергию;
  • инвертор – помогает преобразовывать постоянный ток в переменный.

Читайте так же:  Делаем солнечные батареи для дома своими руками

Вся схема получения электричества проста: ветер крутит лопасти, передавая ветрогенератору импульс, который переходя на контроллер, преобразуется в ток. Этот ток попадает в аккумуляторную батарею, где способен храниться достаточно длительное количество времени. Включая любой электрический прибор, инвертор берет заряд у аккумулятора, преобразуя постоянный ток в переменный.

Типы электростанций

Ветрогенераторы отличаются между собой ориентационной направленностью оси. Выделяют:

  1. Ветрогенератор с горизонтальной осью, ориентированной перпендикулярно воздушному потоку. Конструкция напоминает устройство и принцип работы обычного флюгера. Роторный генератор обладает повышенным КПД, а также имеет более доступную стоимость. Принцип работы основывается на сопротивлении воздушного потока, который посылает импульс, преобразуемый в ток.
  2. Ветрогенератор с вертикальной осью более компактный, однако, отличается дорогой стоимостью. Их конструктивные особенности не зависят от направления ветра, поэтому лопасти выполняются в виде турбин. Отсюда снижается нагрузка на ось, что влияет на мощность. Ортогональные ветрогенераторы наиболее удобны в тех местах, где направление ветра постоянно меняется.

Электростанции могут объединять несколько генераторов, имеющих различные пространственные оси. Обычно это делается в том случае, когда требуется на небольшом участке расположить станцию с достаточно большой мощностью.

Целесообразность покупки для дома

Как видим, ветровой генератор – достаточно дорогое удовольствие. Его стоит устанавливать только в том случае, когда:

  • имеется подходящая местность;
  • в регионе преобладают сильные ветра;
  • нет другого альтернативного источника электричества.

В других случаях ветряные электростанции не дадут желаемого результата, став лишней тратой немалых денег. Наиболее оптимальным считается вариант комплиментации генераторов. К примеру, их использование является единственным источником энергии в регионе, а продолжительность ветренных дней минимальна.

Для этого используют дизельные или бензиновые генераторы в качестве основного источника электричества, а ветряными пользуются только тогда, когда это позволяет стихия (в качестве переменного источника питания). Солнечные батареи также идеальны для тандема получения электричества альтернативным способом.

Также ветрогенераторам можно выделить определенную роль, к примеру, выполнять функцию отопления. Накопленная незначительная мощность вполне способна нагреть батареи, экономя при этом деньги.

Расчет размера и места размещения

Чтобы произвести расчет нужного количества генераторов для электростанции ветряного типа, учитывают:

  • необходимую мощность;
  • количество ветряных дней;
  • особенности месторасположения.

Итак, для того, чтобы установка ветрогенератора была оправданной затратам, нужно определить количество ветряных дней в году, а также их преобладающее направление. Приморские районы и площадки в горах имеют наиболее выгодное месторасположение, поскольку здесь сила ветра превышает 60-70 м/с, а этого вполне достаточно, чтобы отказаться от местного электричества.

На равнинной территории ветер отличается равномерностью потока, однако его силы порой недостаточно для полного обеспечения частного дома. Установка вблизи посадок и лесов нерентабельна вовсе, поскольку энергия ветра расходуется и задерживается в большей степени на деревьях.

Читайте так же:  Узнаем все про кавитационные теплогенераторы

Поток ветра имеет увеличение мощности прямопропорциональную отдалению от поверхности земли. Соответственно, чем мачта ветряка выше, тем больший импульс она сможет захватить.

Однако, чем дальше она удалена от земли, тем большего укрепления требует. Вспомогательные опоры не всегда могут полностью удержать ветряк.

При сильном порывистом ветре вероятность падения высокой мачты намного больше, нежели мачты, установленной на уровне 5-7 метров.

Наиболее оптимальное удаление мачты от земли – 10-15 метров. Ее крепление осуществляется при помощи двух способов:

  1. Бетонирование основы – выкапывают четыре глубоких, но небольших в диаметре ямы, в которые погружают растяжки ветряка и бетонируют. Процесс трудоемкий и затратный, но самый надежный. При сильном ветре мачта останется неподвижной, и единственной порчей ее может стать слом лопастей.
  2. Металлические растяжки – при помощи металлического троса ветряк закрепляют перпендикулярно поверхности земли, при этом хорошо натягивают трос, закрепляя его концы в грунт.

От выбора способа закрепления мачты зависит продолжительность эксплуатации электростанции в целом.

Также важно позаботиться о рабочей площадке, на которой собственно и будут располагаться генераторы. Площадка должна быть равноудалена от любых строений на величину, кратную трем размерам мачты. Если планируется устанавливать электростанцию, конструктивные элементы которой изготавливались под заказ, установку лучше доверить специалистам.

Наличие специального оборудования, а также опыта проведения подобных работ убережет ветровую электростанцию от преждевременных поломок.

Что нужно учитывать при установке

Чтобы эксплуатация ветрогенератора была успешной и продуктивной, нужно учитывать следующие факторы:

  • вблизи лопастей не должны расти деревья, а также гнездиться птицы;
  • если грунт, на который производится монтаж электростанции, рыхлый, нужно позаботиться о его укреплении (бетонирование площадки);
  • любая электростанция требует периодическое обслуживание, которое заключается в чистке основных элементов, поэтому генератор должен быть установлен таким образом, чтобы в любой момент можно было к нему получить полный доступ.

Репортаж про обратную сторону установки ветрогенераторов — про проблемы от их установки

Стоимость

Если брать во внимание, что средняя мощность, необходимая для полноценного обеспечения электричеством дом, составляет 500-1000 кВт, то энергия ветра оказывается не такая уж и бесплатная. Все дело в том, что стоимость оборудования напрямую зависит от требуемой мощности.

Генераторы на 10-12 кВт, указываемые как ветрогенераторы малой мощности, обойдутся покупателю в 20-30 тыс. рублей. И это если брать китайские модели, не оснащенные мачтой и не предназначенные для ремонта. Более серьезные модели, отзывы о которых наилучшие, начиная от 5 вольт, обойдутся в среднем от 30 000 рублей.

Полная стоимость комплекта электростанции, мощности которой хватит на обеспечение бытовых нужд, составляет порядка 160 тыс. рублей.

Читайте так же:  Обзор распределительных электрических шкафов

Большой рассказ про ветрогенераторы и их стоимость на примере конкретного решения

Цена заоблачная, но если смотреть далеко вперед, то ее окупаемость составит всего 12 лет.

Производители

Отечественные производители ветрогенераторов, которые закрепились на рынке и зарекомендовали себя с лучшей стороны:

  • «Ветро-Свет»;
  • «Rkraft»;
  • «СКБ Искра»;
  • «Сапсан-Энергия»;
  • «Ветроэнергетика».

Эти организации не только производят изготовление по индивидуальному заказу, но и предоставляют услуги по расчету и проектированию ветровых электростанций на любой вкус, выбрать наиболее подходящее оборудование, основываясь на личных замерах, расчетах и показателях желаемой мощности.

Среди зарубежных производителей особой популярностью пользуются модели следующих производителей:

  • Китай: Ming Yang, Sinovel, Goldwind;
  • Дания: Vestas;
  • Испания: Gamesa;
  • Индия: Suzion;
  • США: GE Energy;
  • Германия: Siemens, Enercon.

Зарубежные производители отличаются повышенным уровнем качества, который достигается за счет наличия высокотехнологического оборудования. Однако, установка таких электростанций предполагает наличие дорогостоящего ремонта, запчастей для которого в отечественных магазинах не найти.

Интересное мнение: профессор Довиденко рассказывает, почему в России не торопятся строить ветрогенераторы

Своими руками

С каждым годом интерес к ветрогенераторам растет, заставляя людей отказываться от привычных энергоресурсов и переходить на альтернативные.

Их высокая и для многих недоступная стоимость всего комплекта наталкивает на мысль о создании ветряка своими руками.

Самодельный электрогенератор обойдется потребителю в 3-5 тыс рублей, 90% суммы которой отводится на качественный аккумулятор, способный длительное время держать заряд.

Достоинства самодельного создания ветрогенератора велики. Обладая простыми навыками можно построить мини электростанцию, которая сможет в незначительной степени разгрузить основную линию электропитания.

Наиболее легким вариантом является ветряк с вертикальной вращательной осью. Она не требует создания опоры и высокой мачты, легко и просто монтируется, а также обладает неплохими характеристиками.

Рассчитать ее мощность также не составит труда, а сколько гордости вызовет ветровая электростанция, созданная самостоятельно.

Таким образом, какая бы мощность не была у ветровой электростанции, стоимость ее оставляет желать лучшего. Безупречная экологичность и безопасность для здоровья конкурируют с заоблачной стоимостью самой конструкции.

В том случае, когда альтернативных источников энергоснабжения не наблюдается, ветровая электростанция, какой бы она марки не была, способна обеспечить дом электричеством.

Многие люди, которым недоступно пользование привычными энергоресурсами, дабы удешевить стоимость ветрогенератора, присваивают ему второстепенную роль, отдавая предпочтение бензиновым или дизельным аналогам. С незначительными задачами и расходами электричества они справляются на ура, при этом не стоят как половина автомобиля.

Источник: http://generatorexperts.ru/alternativnye-istochniki/vetrovye-elektrostancii.html

Альтернативная энергия готовые решения на завтра

Альтернативные источники энергии для дома: солнечные батареи и ветрогенераторы

Сегодня люди не могут и не хотят зависеть от единственного источника электроэнергии. Это неудобно и неприятно, поэтому они ищут источники альтернативной энергии, которые смогут бесперебойно поставлять ее в дома, защищая их от холода, делая проживание  комфортным и безопасным. Запускаться они могут вручную или автоматически, когда происходит обесточивание основного фидера.

Об альтернативных энергии, которые к тому же смогут очистить планету от продуктов работы двигателей, сделав жизнь экологически безопасной, думают и в мировом масштабе.

В Швеции, например, до 60% частных домов уже сегодня используют альтернативные источники энергии, которые являются резервным безотказным дополнением основному.

Думается, что, как и во всем цивилизованном мире, в нашей стране они также получат долгожданную популярность.

В первую очередь к таким источникам относится энергия Солнца, воды, ветра, тепла и биомассы. Солнечные батареи и ветрогенераторы  уже перестали быть экзотикой, о внедрении которых можно говорить лишь как о далекой перспективе. Их используют во многих странах мира, в том числе и у нас, хотя в незначительном пока количестве.

Ветер, как альтернативный источник энергии

Энергию ветра использовали еще наши предки, которым принадлежит такое изобретение, как ветряная мельница,  при помощи которой зерно без затрат превращали в муку, сбивали масло, изготавливали бумагу. В Голландии даже с их помощью производили осушение болотистых почв.

Несмотря на то, что в далекие годы в энергетической гонке победу одержали нефтепродукты, сегодня вновь возвращаются к реализации этого замысла, поскольку,  сегодня  многие понимают, что пришло время, когда пора задуматься об экологической безопасности.

Если генератор подсоединить к ветряку, то, поскольку дует ветер практически всегда, можно  получить бесшумный  источник альтернативной энергии, работающий на использовании энергии ветра.

Уже разработаны модели ветрогенерторов, у которых различная ориентация осей вращения по отношению к ветру:

  • С горизонтальной осью вращения, параллельной направлению ветра.
  • С вертикальной осью, перпендикулярной направлению ветрового потока.
  • Без использования движущихся  частей – устройство, использующее термоэлектрический эффект Томсона.
  • С горизонтальной осью вращения с фиксированным, относительно направления ветра, направлением, которые применяют при единственном направлении ветра (господствующем).
  • Лопастей у ветроколеса может быть от одной до пятидесяти и больше.

Обычно, большой системой, на которой крепится ветроколесо, управляет электроника. Малые ветрогенераторы, как правило, для ориентации по направлению ветра снабжаются хвостовым оперением.

Для того, чтобы ограничить вращение ветроколеса используются различные методы: установка лопастей в положение флюгерное, применение клапанов на лопастях и пр.

Помимо этого, у таких генераторов, использующих силу ветра, могут быть лопасти различной формы: S-образной, в виде чаши, пластины и др.

: Ветрогенераторы — альтернативная энергия

Современные ветрогенераторы, какими бы мощными не были, пока не могут обеспечить альтернативной энергией потребности крупных городов. Зато в небольших хозяйствах они уже сегодня являются отличными помощниками.

В США, например,  они используются для освещения городов, находящихся  в труднодоступной местности, и небольших ферм. В Германии много лет такую установку используют для опреснения морской воды. У нас они применяются в основном для механизации подъема воды в южных животноводческих хозяйствах.

Это позволяет сэкономить: в десять раз в сравнении с подвозом воды на машинах и в четыре раза, по сравнению с дизельными установками.

Ученые понимают, что альтернативная энергия ветра – это миллиарды мегаватт в час. Если даже использовать ее небольшую часть, все равно  миллионы жителей планеты могут быть обеспечены электричеством. Вот почему вновь завертелись повсеместно ветряки, а рынок ветряной энергетики стал одним из самых развивающихся.

  По статистике, за 2001 год количество получаемой в мире  энергии ветряков составило двадцать четыре тысячи мегаватт. Имеются, пусть пока незначительные, подвижки и в нашей стране – это ветроэлектрические установки малой мощности. Производят их за рубежом, но они удобны в транспортировке, недороги, просты в монтаже и эксплуатации.

И чисты экологически.

Способны же они не просто обеспечить электроэнергией (для освещения, например), но и стать для бытовых приборов, насосов, электрического инструмента источником, обеспечивающим их бесперебойную работу. Установка УВЭ500М, например, при средней скорости ветра 4 метра в секунду, может в месяц выдавать до 30 кВтч энергии.

Добавив несколько агрегатов, можно  увеличить выработку. Поскольку, установка укомплектована аккумулятором, способным накапливать электричество, то даже тогда, когда нет ветра, подача света в дом не прекратится.

Чем не альтернативная энергия? Готовые решения, которыми можно пользоваться уже сегодня, не ограничиваются ветрогенераторами, но они, к сожалению, пока не находят массового спроса, поэтому остаются дорогими.

Солнце – бесплатный и вечный источник альтернативной энергии

Другим основным источником альтернативной энергии  служит Солнце. Все более целесообразным становится эксплуатация солнечных батарей, сфера применения которых очень широка. Это сельское хозяйство и промышленность, частный сектор и космос, т.е.

везде, где отсутствует централизованное энергоснабжение. Помимо того, что солнечные батареи – это чистый экологический источник энергии, они характеризуются длительным сроком службы, работают бесшумно и дают возможность наращивать мощность. Им не нужно системное обслуживание.

Единственное, что может снижать их эффективность  — загрязненные панели.

Они эффективно служат туристам, рыбакам, путешественникам, т.е. тем, кто длительно находится в условиях отсутствия коммуникаций. Солнечные батареи способны заряжать различные мобильные устройства: планшеты, мобильные телефоны, ноутбуки, фотоаппараты и видеокамеры.

Главное правильно подобрать мощность этих компактных современных устройств. В сфере бизнеса применяются они не только как аварийный источник питания (или дополнительный), но и как источник заработка.

Для развития солнечной энергетики введен «зеленый тариф», который позволяет сгенерированную солнечными, тепловыми, водяными и ветряными электростанциями энергию, по высокой цене продавать государству.

: Солнечные батареи для дома — альтернативная энергия

Солнечные батареи альтернативной энергии, параллельно массе преимуществ, имеют один, но весомый недостаток – цену. Они очень дорогое удовольствие.

Несколько лучше  с ними обстоит дело на Западе, где несколько компаний наладили их производство и занимаются продвижением на рынке своего продукта.

Так производители Дании – компания «ТермоСол» рекламировали недавно свои вакуумные солнечные батареи, специально разработанных для регионов с прохладным климатом. Кроме того, не первый год компания занимается производством систем тепло- и водоснабжения, работающих на солнечной энергии.

https://www.youtube.com/watch?v=_i4v2QA0HYk

Батареи альтернативной энергии, работающие на солнечном свете, и в пасмурную погоду, и во время низкого солнцестояния будут надежным источником энергии. Не помешает сбору энергии низкая температура и ветер.

Тепло земли можно использовать во благо человеку

Еще один альтернативный источник   тепло земли, реализованный в тепловых насосах, которые давно функционируют в домах дальнего зарубежья, а у нас появились совсем недавно. Основаны они на том, что для отопления используется тепло, забираемое из окружающей среды – воздуха, воды, почвы. В том числе и в холодное время года. Кажется, откуда зимой тепло?

Оказывается, его можно получать из грунта, температура которого на глубине постоянна. А благодаря испарителю, имеющемуся в установке,  тепло небольшого теплового потенциала (грунта) передается фену.

Компрессором полученный пар сжимается, что приводит к повышению температуры пара до нужного уровня, которое и передается в системы отопления и водоснабжения. Насос, как видим, выполняет работу по трансформации тепловой энергии с низкого уровня до того, который необходим потребителю.

Работает эта неприхотливая конструкция в диапазоне температуры 25 — +50 градусов. Монтируется она легко и является экологичной.

: Тепло из-под земли — альтернативная энергия

Вывод

Отечественные производители предлагают в альтернативной энергии также использовать гибриды – ветрогенераторы, снабженные солнечными батареями, чтобы солнечные батареи занимались производством энергии  в солнечный день, а ветряки тогда, когда на улице пасмурно.

Подводя итоги, видим, что традиционный источник энергии (электричество) – далеко не единственный. И выбор за человеком, который может воспользоваться любым существующим или дождаться, пока откроют что-то новое.

Источник: https://motocarrello.ru/jelektrotehnologii/1261-alternativnaja-jenergija.html

Альтернативная энергетика: солнечные батареи, ветрогенераторы, электрогенераторы

Альтернативные источники энергии для дома: солнечные батареи и ветрогенераторы

Альтернативная энергетика – это технологии, материалы и устройства для получения электрической и тепловой энергии в независимости от централизованных сетей тепло- и электроснабжения.

В данной статье мы рассмотрим несколько самых популярных независимых источников электроэнергии и тепла, начиная от простейших двухтактных бензогенераторов, и заканчивая объединёнными системами, состоящими из ветрогенераторов, солнечных батарей и солнечных коллекторов, управляемых компютером.

Далее будет небольшое лирическое вступление (где, зачем, почему и кому нужны эти самые альтернативные источники), у кого нет времени, прыгайте сразу на текст по существу.

Лирическое вступление. Где на Руси жить хорошо?

Итак, Вы живете в тесной квартире на 12 этаже городской многоэтажки.  Вид из окна, несмотря на высокое положение вашей собственности, открывается не очень радужный.  Такие же дома по соседству, трубы и корпуса давно закрытой фабрики, дорога с вереницей легковушек, грузовиков и автобусов.

Уже давно в голове засела мечта о своём домике в деревеньке.(желательно недалеко от города, с электричеством, интернетом и прочими удобствами). Риэлторы всегда идут навстречу, десятки заманчивых предложений с описанием Рая.

Но приезжая на встречу с продавцом, оказывается, что «деревенька неподалеку» оказывается бывшим совхозом в двух часах езды, «хорошие соседи» — многочисленные представители кочевого народа, а «крепкий деревянный дом»  — полусгнившая развалина. 

Конечно, случаются и стоящие предложения, но очень высокостоящие, а залезать в петлю ипотечного кредита совсем не хочется. Наконец звонок, риэлтор взволнованно рассказывает о найденном специально для Вас участке земли. Приезжаете, смотрите.

Да, участок хорош, недалеко от города, с адекватными соседями, и главное, очень недорого. Правда, нет электричества. Ну и конечно, воды и других удовольствий. Но цена! Ну вот, участок Ваш! Поздравляем! В мечтах уже свой дом, газон с играющими детьми. А пока 6 соток голой земли.

Дальше дело техники и финансов. В строительной компании заказываете проект, и через какое-то время получаете ключи от дома. Отсутствие коммуникаций – проблема строителей, Вы только заплатите им за работу немного больше.

Теперь у Вас есть дом на собственной земле.

Но нет в нем ни света, ни воды. Подключится к соседней линии ЛЭП нельзя из-за каких-то там правил.

А ведь без электричества никак. Не работает насос водяной скважины, нечем запитать электрообогреватели. В телефоне и ноутбуке садятся аккумуляторы.
Нужно искать альтернативные источники электроэнергии. Сейчас на рынке достаточно большой выбор различных вариантов автономного электроснабжения. Рассмотрим некоторые из них.

Для начала нужно понять, сколько электричества потребляет ваш дом. 

Если это небольшой коттедж, в котором Вы только проводите летние отпуска, и если из бытовой техники холодильник, да телевизор, ну плюс всякие мелочи типа светильников и зарядок для гаджетов, то для обеспечения всех потребностей хватит 2-3 киловатт. (но учтите, что утюг и электрический чайник одновременно включить не получится!!!)

Ну а если это особняк с бойлером, насосом для воды, электроплитой и стиральной машиной, то Вам понадобятся и все 10-15 кВт энергии.

Бензогенераторы

Прежде всего – это бензогенератоы, они являются самыми доступными источниками альтернативной энергетики. Достаточно простые устройства, с бензиновым или дизельным двигателем. Мотор вращается, крутит генератор, а тот в свою очередь вырабатывает ток.
Все электрогенераторы подразделяются на синхронные, асинхронные и инверторные.

Если не углубляться в электротехнику, то инверторные электрогенераторы будут лучше для питания компьютеров и разных тонких электронных устройств.

Но мощность у инверторных бензогенераторов невелика, не более киловатта. Да и с надежностью электронных мозгов не всегда всё хорошо.

Да и современные блоки питания бытовой электроники позволяют не обращать внимания на небольшие скачки напряжения, свойственные асинхронным генераторам. 

Самые простые и недорогие оснащены двухтактным бензиновым двигателем. Такие генераторы дешевы и легки, но рассчитаны на кратковременную работу, мощности их хватит (0.5-0.7 кВт) для питания небольшого садового домика. Двухтактные моторы шумные, неэкономичные, с маленьким ресурсом и требуют добавлять в бензин специальное масло. Запуск ручной. Это хороший вариант для дачников.

Генератор помощнее, 2,5 кВт, уже с четырехтактным двигателем. В таких генераторах установлен более ёмкий бак для горючего, позволяющий без остановки проработать 8-10 часов.

Двигатель имеет систему воздушного охлаждения, защиту от масляного голодания и ресурс более 1000 часов. Бензин — обычный А92. В таких генераторах часто имеется розетка на 12 вольт, например для зарядки аккумулятора автомобиля. Запуск ручной.

Хорошо запускаются зимой. Экономичен. Весит такой агрегат около 45-50 килограмм.

Генератор на 10 кВт. Это уже целая электростанция, позволяющая круглосуточно обеспечивать электроэнергией небольшой дом. Имеется система автоматического запуска при отключении электричества. Весит такой агрегат от 120 кг., а бензина потребляет около 4 литров в час.

В этой электростанции использован более экономичный дизельный двигатель с жидкостным охлаждением. Во многих моделях есть выносной пульт управления, система автоматического запуска. Вес таких агрегатов более 300 килограмм, а потребляют они около 5-6 литров дизельного топлива в час.

Достоинства такого устройства – относительно низкая цена, большая мощность, ну а недостатки – бензогенератор должен работать на улице, либо иметь абсолютно надежный выход выхлопных газов наружу, бензин, либо солярка, которую надо где-то хранить и покупать время от времени и шум, создаваемый при работе.

Ветрогенераторы

Ветрякам не нужно топливо, только ветер, который вращает лопасти генератора. Бесплатная, экологически чистая энергия. Правда есть несть пара нюансов. Местность, где планируется установка ветрогенератора, должна быть равнинной, с постоянно дующими ветрами.

Скорость ветра – около 4-5 метров в секунду. Направление неважно, так — как современные ветрогенераторы сами следят за направлением потоков. Мощность современных ветряных мельниц сравнительно невелика и зависит от размеров установки и, конечно, от скорости ветра.

Наиболее часто встречаются ветряки от 600 до 5000 Ватт.

Причем ток от генератора ветряка сначала поступает в аккумуляторы, а затем, через специальный преобразователь, в домовую сеть. Высота установки колеблется от 6 до 30 метров. Мачта крепится в бетонированном основании, дополнительно устанавливаются растяжки.

Лопасти ветрогенератора практически не создают шума.
Возникает вопрос, а почему этот альтернативный источник энергии, да еще и бесплатной, так мало распространен? К сожалению, стоимость самой мачты, лопастей, электрики, достаточно велика.

К примеру, установка мощностью в 2 кВт обойдется с монтажом в 100-120 тысяч рублей. Это без батарей и инветрора. В целом, возможность похвастаться соседям, что обладаете халявным источником электричества, может влететь в копеечку.

Да и аккумуляторы надо менять время от времени, а на установку особо высокой мачты может потребоваться разрешение.

Солнечные батареи

Иногда погода преподносит сюрпризы. Ветра нет. День, два. Светит солнышко, иногда лёгкое обманчивое дуновение касается лопастей ветряка, они делают пару оборотов и замирают. В таких случаях используют еще один источник альтернативной электроэнергии, применяемый и в калькуляторах и на космической станции – солнечную батарею.   

В солнечной батарее находятся фотоэлементы — пластины из кремния высокой степени очистки. Падающий на них свет и позволяет вырабатывать электричество. Для повышения мощности пластины соединены между собой в батарею. Сверху солнечная батарея накрыта прозрачным экраном, а основанием служит сталь или алюминий.

Солнечный свет будет хорошим дополнением энергии ветра. Ведь в ясный безоблачный полдень на земную поверхность лучи Солнца приносят до киловатта энергии на квадратный метр. Бустерная батарея будет получать больше заряда, и продолжительность её «жизни» увеличится.

Солнечные батареи обычно устанавливают на южной стороне дома, там, где максимальная освещенность. От площади освещения зависит мощность источника энергии.

При выборе солнечной батареи следует учитывать географическую долготу, ведь на юге солнечные лучи падают под более прямым углом, позволяя получить больше электричества.

Так — же нельзя пренебрегать погодными условиями, ведь в пасмурный день эффективность солнечной батареи резко падает, примерно на 50-70 процентов.
Теперь поговорим о достоинствах и недостатках этих источников энергии. В солнечных батареях нет движущихся частей, следовательно нечему изнашиваться.

Монтировать панели намного проще, в отличие от высоченных мачт ветряков. А при желании легко увеличить мощность, докупив необходимые панели.
Теперь минусы. Цена. Солнечная панель в 250 Ватт мощности обойдется в 20 000 – 22 000 рублей. Так — же нужен инвертор и батареи, но можно воспользоваться электроникой ветряка. Освещение. Наша страна – не Рио-де-Жанейро. 

Солнечных дней не очень много, осень, зима, длинные ночи и короткие дни ограничивают выработку энергии.
Элементы солнечной батареи достаточно хрупкие. Панель следует время от времени очищать от грязи или снега. Да и КПД кремниевых преобразователей не более 15 %. Но, работая вместе, Солнце и ветер, смогут практически бесперебойно снабжать Ваш дом электроэнергией.

Солнечный коллектор

На отоплении и горячей воде можно хорошо сэкономить, если использовать солнечный коллектор.

Внутри коллектора расположены трубки с теплоносителем, обычно это вода или антифризы, которые не замерзают при отрицательных температурах. Трубки установлены на поглотителе – медном или алюминиевом листе, покрытым черной матовой краской.

Сверху коллектор накрыт листом прозрачного поликарбоната.

Солнечные лучи разогревают металлическую пластину, тепло передается в циркулирующую по трубкам жидкость, а затем через теплообменник происходит нагрев воды, которая идет на бытовые нужды.

Второй обладает большим КПД , сложнее и стоит дороже.
Грамотно спроектированные и качественно собранные коллекторы поглощают до 95 процентов падающего на них солнечного тепла. Монтаж и подключение не вызывают сложностей.

Для работы солнечного коллектора необходим электронасос, обеспечивающий циркуляцию в системе, регулятор температуры и теплообменник.

Если использовать проточную воду из водопровода, то соли растворенные в ней вскоре забьют накипью тонкие трубки коллектора.

Стоимость полного комплекта оборудования с вакуумной панелью тепловой мощностью около 5000Ватт составляет примерно 200 – 260 тысяч рублей. Срок службы системы около 20 лет. А обслуживание сводится к периодической очистке панелей от пыли и грязи.

Альтернативная энергетика. Быть или не быть

Как видим, рассмотренных в данной статье систем хватает для обеспечения своего жилища электричеством и теплом, хотя стоимость солнечных батарей, коллекторов и ветрогенераторов достаточно велика, но независимость от прихотей руководства садовых товариществ или чиновников энергетических компаний — они стоят того. Да и киловатты практически бесплатного электричества лет за пять — десять всё — равно  окупят  стоимость оборудования, монтажа и необходимого обслуживания. В конце концов, альтернативная, экологически чистая энергетика – просто модный тренд!

Источник: http://solla.site/2017/alternativnaya-energetika/

Ветрогенераторы или солнечные батареи, что лучше выбрать?

Альтернативные источники энергии для дома: солнечные батареи и ветрогенераторы

Скачки напряжения в сети и перебои с поставкой электроэнергии способны доставить много хлопот владельцам отдаленных загородных домов или даже парализовать работу фермерского хозяйства, находящегося на отшибе.

Покупка отдельных ИБП для циркуляционного насоса, компьютера, котла, кондиционера и холодильника может решить проблему, если электричество включат в течение часа. Отсутствие напряжения в сети в течение суток грозит глобальной катастрофой на местном уровне. Домовладельцы поневоле задумываются о приобретении автономного источника энергии.

Дизельный или бензиновый генератор не стоит даже рассматривать ввиду дороговизны топлива, необходимости постоянного пополнения запасов и чрезвычайной опасности пожара. Остается сделать выбор между ветряной и солнечной электростанцией.

Изучив требования к установке, особенности монтажа и обслуживания, возможные проблемы и пути их решения и сопоставив с вашими запросами и местными условиями, можно принимать окончательное решение о целесообразности использования силы ветра или энергии солнца в каждом конкретном случае.

Стоимость оборудования

Для монтажа автономной бытовой электростанции, кроме солнечных панелей и генератора с лопастями понадобится следующее:

  • инвертор;
  • контроллер;
  • аккумуляторные батареи.

Стоимость приобретения и монтажа всего комплекса оборудования при установленной мощности в 20 кВт приблизительно будет равна. Цена ВЭУ будет меньше, однако ее установка обойдется дороже, чем инсталляция солнечных батарей.

Существуют сотни вариантов комплектации солнечной и ветряной электростанции для бытового пользования. Однако можно смело сказать, что за 2 миллиона рублей можно заказать «под ключ» современную электростанцию, использующую силу ветра или энергию солнца.

Говорить о стоимости 1 кВт в автономной системе некорректно, так как вопрос стоит о наличии или отсутствии электричества.

Срок эксплуатации солнечных панелей больше приблизительно на 10 лет. Окупаемость проекта рассчитать будет проще, если вы имеете приносящее доход приусадебное хозяйство, наладить которое было бы в принципе невозможно без электричества.

Предварительные изыскания и консультации

На установку ветряка должны дать согласие соседи. Данное требование может остановить работы еще в самом начале.

Обычно на монтаж ВЭУ решаются домовладельцы, живущие на окраине населенных пунктов и имеющие земельные участки более 1 га, что позволяет не спрашивать мнение односельчан.

В любом случае не получиться избежать проведения экологической экспертизы, так как лопасти генератора потенциально опасны для гнездящихся в вашем районе птиц.

Лучше всего устанавливать оборудование на вершине холма, даже если он находится в некотором отдалении от дома и хозяйственных построек. Для изучения ветрового потенциала необходимо предварительно получить данные с предполагаемого места монтажа оборудования. Так как лопасти ВЭУ должны находиться на высоте 25-35 метров, необходимо построить стальную мачту.

После получения от специалистов проекта фундамента, можно начинать бурить отверстия. Арматурные каркасы готовятся на поверхности и опускаются перед заливкой бетона. Расчет количества раствора очень важен, потому что весь монолитный слой должен укладываться единовременно. Столь строгие требования связаны с тем, фундамент будет нести значительные нагрузки.

Мачта монтируется на болтовых соединениях. На ее вершине устанавливается свободно вертящийся по принципу флюгера анемометр. С момента подключения к компьютеру станции наблюдения за ветром должен пройти 1 год, чтобы получить заключение об экономической целесообразности монтажа ВЭУ.

В случае негативных выводов, мачту можно разобрать и продать, а на фундаменте построить подсобное помещение.

Для установки солнечных панелей необходимо выделить участок земли площадью около трех соток, позволяющий расположить каркас, ориентированный строго на юг. Крепить батареи на крыше, располагая свободным пространством во дворе, не имеет смысла.

Это обойдется дороже и внесет дополнительные сложности в решение проблемы разворота панелей вслед за изменяющейся траекторией движения солнца по небосклону.

Следует заметить, что неправильный угол наклона рабочей поверхности снижает эффективность работы батарей на 30%.

Монтаж оборудования

Установка ветровой электрической установки осуществляется на построенную ранее мачту при помощи крана с телескопической стрелой, длина которой 40 метров.

Все работы должны проводиться специализированной организацией, которой дилер дал разрешение устанавливать свое оборудование.

Кроме лопастей и генератора на вершине мачты будут установлены датчики направления ветра и электромеханический привод, который предназначен для разворота рабочей части в нужном направлении.

Монтаж солнечных панелей начинается с заливки столбчатого фундамента. К закладным металлическим деталям приваривается швеллер высотой около 2,5 метров. При помощи лазерного уровня размечается точка крепления поворотного каркаса.

Монтаж автоматического поворотного механизма будет означать для вас удорожание проекта на 30-40 процентов. В бюджетных бытовых электростанциях угол наклона регулируют вручную, выставляя опорный рычаг на одно из четырех положений в зависимости от времени года.

На металлический каркас навешиваются солнечные панели и закрепляются при помощи болтов и гаек. При монтаже конструкции необходимо предусмотреть аварийное положение, в котором она закрепляется в случае объявления штормового предупреждения.

Огромная парусность солнечных панелей является серьезной проблемой, поэтому все работы должны осуществляться в полном соответствии с проектом. Вдоль ряда столбов нужно выкопать траншею, куда будет уложен силовой кабель, ведущий к инвертору.

Принцип действия и обслуживание

Благодаря своим аэродинамическим особенностям лопасти ветряной турбины максимально используют силу ветра для вращения. Внутри турбины электромагнитная система преобразует эти вращательные движения в электричество.

Поворот лопасти приводит в движение центральную ось, которая соединена с ротором внутри генератора. Магниты, закрепленные по окружности, создают движущееся магнитное поле.

Подчиняясь законам физики, электроны в катушках стартера также приходят в движение. Возникает переменный ток.

Техническое обслуживание генератора осуществляется в среднем один раз в год. Оно включает в себя тестирование всех систем и проверку износа механических деталей. Необходимо периодически менять подшипники и смазывать трущиеся части.

Чем сильнее ветер, тем быстрее вращаются лопасти, и больше вырабатывается энергии. Однако при скорости воздушных потоков, превышающей 40 метров в секунду, ВЭУ должна прекратить выработку электроэнергии.

Лопасти автоматически переводятся в аварийный режим.

Покупка блока управления и системы приводов на случай урагана увеличат сумму сметы, однако рисковать не стоит, даже если в вашей местности смерчи – крайне редкое явление.

Фотоэлектрические панели не имеют трущихся механических частей. Солнечный свет, проникая через первый «дырочный» слой кремния или перовскита, “отрывает” электроны внутри второго слоя материала. Возникает электрическое напряжение.

Учитывая вышеизложенное, все обслуживание должно сводиться к регулярной очистке внешней поверхности от пыли и грязи. Так как каркас установлен на земле, сделать это будет несложно. Манипуляции лучше проводить не реже одного раза в неделю. Учитывая площадь панелей, время уборки не будет превышать 1 час.

Одной из главных проблем эксплуатации солнечных батарей является снижение их эффективности при перегреве рабочей поверхности. Каждый градус нагрева фотоэлемента снижает его отдачу на 1-2%.

В последнее время достаточно востребованы на рынке пленки, которые пропускают внутрь панели только фотоны света, не позволяя инфракрасному излучению нагревать кремний.

Однако высокая стоимость этих современных покрытий ставит под вопрос экономическую целесообразность их применения.

Познакомившись с особенностями монтажа, эксплуатации и обслуживания ветровой и солнечной электростанции, вы должны ответить на 4 вопроса:

  • Есть ли на вашем участке место, соответствующее описанным требованиям?
  • Готовы ли вы мириться с шумом, производимым вращающимися лопастями?
  • Сколько будет стоить ежегодное сервисное обслуживание оборудования в вашем районе?
  • Какая электростанция больше соответствует климатическим особенностям данной местности?

Установив рядом с усадьбой автономную электростанцию, вы перестанете зависеть от перебоев в централизованном энергоснабжении и обеспечите бесперебойное питание для котла, циркуляционного насоса и всех систем жизнеобеспечения.

Источник: https://econrj.ru/stati/solnechnie-jelektrostancii-i-vsjo-s-nimi-svjazannoe/vetrogeneratori-ili-solnechnie-batarei--chto-luchshe-vibrat.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.