Energia alternativa alla dacia. Scegliere il proprio sistema di alimentazione. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Hai una casa in campagna ma non c'è la possibilità di prolungarla con la linea elettrica? Il collegamento a reti di alimentazione centralizzate è proibitivo? Ti diremo come organizzare il tuo approvvigionamento energetico autonomo.

In apparenza, generare la propria elettricità da fonti energetiche rinnovabili è un modo ideale per evitare di pagare le bollette energetiche mensili. Per molti proprietari di casa, produrre la propria energia è una soluzione adeguata per soddisfare le esigenze esistenti. Tuttavia, una tale soluzione richiede determinati investimenti materiali e tempo, sia durante l'acquisto che durante la manutenzione del sistema. Pertanto, il passaggio al proprio sistema di approvvigionamento energetico è una questione molto responsabile e richiede un approccio ponderato.

Quando crei il tuo sistema di alimentazione, devi:

• Esplorare gli ostacoli legali e naturali all'installazione della propria centrale elettrica;
• Studiare i prezzi e le specifiche tecniche dei produttori o dei fornitori di apparecchiature;
• Se la fattibilità economica è un fattore chiave, è necessario condurre un’analisi economica che tenga conto di tutti i fattori che possono influenzare il costo dell’elettricità generata;
• Comprendere le basi dell'utilizzo dei sistemi di energia rinnovabile;
• Considera la possibilità di combinare il tuo sistema con altre fonti energetiche e considera tutti i modi per migliorare l'efficienza energetica della tua casa;
• Pianificare la manutenzione. Ciò vale soprattutto per un sistema contenente un'unità diesel o benzina-elettrica (come fonte di alimentazione principale o di riserva). Sarà inoltre necessario monitorare lo stato della batteria (le batterie fotovoltaiche richiedono un minimo di manutenzione).

Avere una propria centrale elettrica è consigliabile quando:

• Nella tua zona non esiste una rete di alimentazione centralizzata oppure il collegamento è legato alla posa di nuove linee elettriche e all'installazione di un'ulteriore cabina;
• Vuoi essere indipendente dalla tua rete elettrica locale;
• La zona in cui si trova la tua casa è ricca di risorse energetiche rinnovabili;
• Hai decisioni strategiche che ti permetteranno di non rimanere senza energia quando non arrivano energie rinnovabili;
• Non perdi la speranza; che nel nostro Stato verranno messi in atto meccanismi per stimolare la generazione; energia pulita. Questi esistono ora nei paesi sviluppati dell'Europa, negli Stati Uniti, in Cina, India, Giappone e molti altri.

Quando hai bisogno della tua energia?

Negli ultimi anni, il costo della connessione alle reti di alimentazione centralizzata è aumentato in modo significativo. Aggiungete qui il costo di costruzione e attrezzatura della sottostazione e si scopre che per le singole case e i piccoli insediamenti il ​​collegamento alle reti di alimentazione centralizzate è un lusso insostenibile.

Sfortunatamente, la risorsa eolica non è sempre sufficiente per garantire un approvvigionamento energetico affidabile, e l’energia solare può soddisfare il fabbisogno elettrico di una casa media solo dalla primavera all’autunno (in inverno, quando il consumo di energia aumenta, anche le risorse solari non sono sempre sufficienti). . Il modo più comune per risolvere il problema dell'alimentazione in questi casi è utilizzare generatori di corrente alternata azionati da un motore a combustione interna (ICE) a benzina o diesel. Tuttavia, tale soluzione richiede elevati costi operativi associati all'erogazione del carburante e frequenti riparazioni del motore a combustione interna.

Per il funzionamento di un frigorifero domestico con un compressore da 100-200 W, sono necessari un'alimentazione elettrica XNUMX ore su XNUMX e il funzionamento continuo del motore a combustione interna in una modalità antieconomica, vicino al minimo. Una riduzione significativa del consumo di carburante può essere ottenuta utilizzando batterie a ricarica rapida molto costose e un caricabatterie potente. L'utilizzo di un'unità di avviamento automatico del motore standard raddoppia quasi il costo del sistema.

In una situazione del genere, tenendo conto della natura probabilistica delle fonti di energia rinnovabile e del costo relativamente elevato delle apparecchiature per l'energia rinnovabile, la soluzione più giustificata è quella di creare un sistema energetico ibrido basato su un generatore elettrico a combustibile liquido (o gas), nonché come batterie fotovoltaiche e/o un impianto eolico. In questo caso, i pannelli fotovoltaici e le turbine eoliche non vengono selezionati in base alla domanda elettrica totale, ma per fornire il carico di base (ad esempio illuminazione, radio, frigorifero) e il resto dell'energia viene prodotta da un generatore elettrico a combustibile liquido .

In generale, se la potenza totale dei vostri consumatori (carichi elettrici) non supera diversi kW, l'energia consumata è inferiore a diversi kWh al giorno e la distanza fino al punto di connessione alle reti di alimentazione centralizzata è superiore a diverse centinaia di metri , quindi un sistema di alimentazione autonomo per la tua casa è molto più redditizio rispetto alla connessione alle reti.

Vantaggi della creazione del proprio sistema di alimentazione autonomo:

• Non è necessario pagare per l'allacciamento alle reti di alimentazione centralizzate e per la costruzione delle linee elettriche;
• Non sei dipendente dai prezzi dell'elettricità;
• Sei il proprietario della tua attrezzatura e puoi generare elettricità quando vuoi.

Composizione del sistema di alimentazione

1. Fonte di energia elettrica. Possono essercene diversi (principale e di backup):

• generatore a combustibile liquido (unità a benzina o diesel-elettrica);
• batteria fotovoltaica;
• centrale eolica;
• micro o piccola centrale idroelettrica;
• generatore termoelettrico.

L'utilizzo di un generatore a combustibile liquido (LFC) nel sistema di alimentazione consente:

• non dipendono dalle condizioni meteorologiche;
• dallo ZhTG è possibile effettuare una carica forzata di una batteria scarica ad un livello pericoloso. In questo caso, il turbogeneratore funzionerà al carico massimo, garantendo un consumo specifico minimo di carburante;
• alimentare un carico relativamente grande: lavatrice, strumenti di produzione (macchine, ecc.), ferro da stiro, ecc.;
• prevedere l'utilizzo vantaggioso del calore prodotto durante il funzionamento del turbomotore a gas installando uno scambiatore di calore sul tubo di scarico, oppure utilizzare il calore del liquido di raffreddamento del turbomotore a gas (per i modelli raffreddati a liquido). In questo modo è possibile ottenere un impianto di cogenerazione in grado di aumentare l'efficienza complessiva del 30-50%.

2. Batteria ricaricabile (AB) con capacità sufficiente ad alimentare il carico medio giornaliero. Nei sistemi ad energia rinnovabile, a causa della variabilità della risorsa rinnovabile, questo è un elemento necessario. Anche se la fonte principale è un generatore a combustibile liquido, la presenza di una batteria consentirà di accenderlo per un breve periodo e di avere comunque un'alimentazione continua.

3. Inverter (convertitore da CC a CA).

4. Caricabatterie e regolatore di carica AB.

5. Sistemi per l'avvio e l'arresto automatico del generatore in funzione della tensione della batteria.

6. Apparecchiature elettriche: quadri, interruttori, fusibili, cavi, sistema di messa a terra, ecc.

7. Caricare. In un sistema di alimentazione autonomo, è necessario utilizzare solo dispositivi ad alta efficienza energetica. Ad esempio, si sconsiglia l'uso delle lampade a incandescenza perché consumano quattro volte più corrente delle lampade fluorescenti. Nonostante i dispositivi ad alta efficienza energetica siano generalmente più costosi, il loro utilizzo può comportare risparmi significativi riducendo la potenza della fonte di energia e la capacità della batteria.

Potenziale energetico tecnicamente ottenibile da fonti energetiche non tradizionali e rinnovabili in termini di carburante standard (milioni di tonnellate equivalenti di carburante)

Il principio di funzionamento di un sistema di alimentazione automatizzato

Nella figura è mostrato uno schema a blocchi di un tipico sistema di alimentazione automatizzato basato su un generatore a combustibile liquido e batterie.

Un motore a combustione interna (diesel, benzina o gas liquefatto o naturale) aziona un generatore elettrico a corrente alternata. Durante il funzionamento del generatore, il carico viene alimentato direttamente dal generatore tramite un relè di trasferimento installato nel gruppo di continuità. Allo stesso tempo, le batterie vengono caricate. Allo stesso tempo, il microprocessore del gruppo di continuità controlla la corrente di carica in modo da non sovraccaricare il generatore e garantire una carica efficiente della batteria.

Il motore si avvia automaticamente dal motorino di avviamento del generatore integrato, alimentato dalla batteria di avviamento integrata. Allo stesso tempo, l'unità di controllo dà il comando di aprire la valvola di alimentazione del carburante, dopodiché il sistema entra in modalità generazione. Per aumentare la durata della batteria principale, l'unità di controllo monitora costantemente il livello di tensione della batteria e, a seconda della tensione, dà il comando di avviare il motore e caricare la batteria, oppure di spegnere il motore e interrompere la ricarica la batteria. I valori di tensione superiore e inferiore per la batteria vengono selezionati in base al tipo e alla natura del carico.

A carico massimo prolungato, per evitare un rapido scaricamento della batteria, deve essere possibile forzare l'accensione manuale del motore a combustione interna per ricaricare la batteria, indipendentemente dalla tensione della batteria.

In un sistema così autonomo, le batterie funzionano in condizioni cicliche pesanti. Pertanto, è necessario utilizzare batterie che funzionino bene in queste modalità: tipo gel o OPz. Quando si utilizzano batterie AGM, è necessario impostare un'alta tensione per accendere il generatore, il che può portare a frequenti avviamenti del generatore.

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