De kosten van elektriciteit geleverd door centrale netwerken stijgen van jaar tot jaar, terwijl de kwaliteit niet beter wordt. Stroomstoringen komen nog steeds voor op het platteland. En vandaag zullen we opties bekijken voor autonome stroomvoorziening van een landhuis.
Als binnen de stadsgrenzen het probleem om iemands woonruimte van elektriciteit te voorzien slechts periodiek opduikt, dan is met een landhuis alles veel gecompliceerder – vaak worden nutsvoorzieningen beschadigd als gevolg van natuurverschijnselen en de acties van jagers op non-ferro. Je kunt natuurlijk terugkeren naar de beslissingen van het begin van de vorige eeuw, namelijk kerosinelampen en fakkels, die uiteindelijk bij zonsondergang naar bed gaan, maar we zijn al gewend aan de voordelen van de beschaving, onlosmakelijk verbonden met elektriciteit. Beschouw de kwestie van de energieonafhankelijkheid van een chalet ten opzichte van onbetrouwbare centrale communicatie.
Hoe u uw huis van energie kunt voorzien
Het bezitten van een huis in een landelijke omgeving, op aanzienlijke afstand van industriële centra, is aantrekkelijk vanuit een positie van stilte, schone lucht, omgeven door natuurlijke natuur. Er zijn echter situaties waarin huishoudelijke apparaten in zo’n huis weigeren te werken vanwege een lagere of te hoge spanning in het elektrische netwerk dan de nominale spanning (220 V) – en de dalingen kunnen hoger zijn dan 10% zoals vastgesteld door GOST 13109-97.
Het probleem met het gebrek aan spanning ligt in de aanzienlijke lengte van de bedrade communicatie waardoor elektrische stroom naar de huizen stroomt – hoe verder van het TP (transformatorstation) het huisje is, hoe meer de spanning daalt als gevolg van de weerstand van de draden. Overdag verandert de spanning in landelijke gebieden ten opzichte van het nominale vermogen vanwege onvoldoende vermogen van de TP en elektriciteitsnetten – het is overdag lager, omdat er op dit moment de meeste elektriciteitsverbruikers zijn, ’s nachts stijgt het sterk, omdat op dit moment het verbruik minimaal is.
Stroompieken kunnen het falen van huishoudelijke apparaten veroorzaken, met andere woorden, het kan doorbranden. Moderne huishoudelijke apparaten, vooral Europese, zijn ontworpen voor 10% spanningsdalingen in het elektriciteitsnet, maar niet meer, en op het platteland zijn 20-30% pieken heel goed mogelijk.
Het is mogelijk om dalingen in het elektriciteitsnet te compenseren met behulp van stabilisatoren, maar in het geval van een kritische spanningsval (meer dan 45%) zullen zelfs de beste daarvan niet helpen. Er zijn apparaten nodig die stroom kunnen leveren aan huishoudelijke apparaten als er geen elektriciteit uit centrale netwerken is. Hun keuze wordt bepaald door de doeleinden waarvoor de apparatuur zal worden gebruikt: back-upstroomvoorziening, extra of hoofdvoeding.
Apparatuur voor de back-upstroomvoorziening wordt automatisch of handmatig geactiveerd door de eigenaar wanneer de stroomtoevoer van het centrale netwerk wordt onderbroken of in geval van een kritieke spanningsval erin – het kan de werking van huishoudelijke apparaten gedurende een beperkte tijd handhaven, totdat de stroomvoorziening wordt hervat.
Extra (gemengde) stroomvoorziening is nodig in gevallen waarin de bestaande spanning in het netwerk onvoldoende is en huishoudens het voornemen hebben om energie-intensieve huishoudelijke apparaten te gebruiken.
In het geval dat een huisje niet kan worden aangesloten op centrale netwerken, evenals met een constant lage kwaliteit van de stroomvoorziening, is apparatuur voor autonome stroomvoorziening nodig, die fungeert als de belangrijkste leverancier van elektriciteit.
Om de taak die is toegewezen aan de apparatuur van back-up en extra voeding te vereenvoudigen, is het handig om huishoudelijke apparaten in huis in drie groepen te verdelen:
- De eerste bevat elektrische apparaten waarvan de ononderbroken werking niet vereist is en u kunt rondkomen met de hoofdstroomvoorziening. Deze omvatten vloerverwarmingssystemen of aan de muur gemonteerde infraroodpanelen, elektrische sauna’s, groepen lampen ontworpen voor verschillende verlichtingsscenario’s, enz..
- De tweede groep omvat huishoudelijke apparaten die huishoudens comfortabele leefomstandigheden bieden – basisverlichting, airconditioners, keukenapparatuur, televisies, audioapparatuur. Huishoudtoestellen uit deze groep hebben een noodstroomvoorziening nodig.
- Elektrische apparaten die zijn ingeschreven in de derde groep zijn van vitaal belang – noodverlichting, beveiligings- en brandalarmsystemen, elektronische sloten, verwarmingsketels die worden bestuurd door automatische apparatuur, boorgatpompen, enz. aanvullende of reservebronnen zonder mankeren.
Door het groeperen van huishoudelijke elektriciteitsverbruikers kunt u de capaciteit van apparatuur die elektriciteit opwekt correct selecteren, de werkelijke behoeften inschatten en niet te veel betalen voor een onnodig krachtig, of een duidelijk zwak model kopen.
Alle apparatuur voor autonome stroomvoorziening is niet in staat om uit het niets elektriciteit te produceren – het vereist initiële bronnen, die zijn onderverdeeld in hernieuwbaar en niet-hernieuwbaar. We onderzoeken de soorten apparaten die elektriciteit opwekken, afhankelijk van de gebruikte bronnen.
Niet-hernieuwbare energiebronnen
Autonome stroomvoorziening van een huis met apparatuur die olieproducten of aardgas verbruikt en elektriciteit opwekt, is het populairst onder eigenaren van onroerend goed in de voorsteden vanwege de grote populariteit. Alleen benzine- of dieselgeneratoren zijn echter populair, over de rest is minder bekend..
Benzine generatoren.Ze zijn klein van formaat en gewicht en zijn goedkoper dan dieselmotoren. Maar ze zijn niet in staat om ononderbroken elektriciteit te leveren – hun bedrijfsduur is niet meer dan 6 uur achter elkaar (motorvermogen is ongeveer 4 maanden), dat wil zeggen, benzinegeneratoren zijn ontworpen voor periodiek gebruik en zijn geschikt in gevallen waarin de levering van elektriciteit van de hoofdleverancier gedurende een periode van ongeveer 2 –5 uur en alleen van tijd tot tijd. Dergelijke generatoren zijn alleen geschikt als noodstroombron..
Diesel generatoren.Massief, dimensionaal en niet goedkoop, maar hun kracht en levensduur zijn veel hoger dan die van benzinemodellen. Ondanks de aanzienlijke kosten zijn dieselgeneratoren winstgevender in gebruik dan benzinegeneratoren – goedkope dieselbrandstof en ononderbroken werking gedurende meer dan 2 jaar, dat wil zeggen dat deze elektrische generator dag en maand kan werken, afhankelijk van tijdig tanken. Dieselgeneratoren zijn geschikt als back-up, aanvullende en primaire elektriciteitsleverancier.
Door gas aangedreven generatoren.Hun gewicht, grootte en kosten liggen dicht bij die van benzine-eenheden met hetzelfde vermogen. Ze werken op propaan, butaan en aardgas, maar zijn efficiënter op de eerste twee soorten gasvormige brandstoffen. Ondanks een periode van continu gebruik vergelijkbaar met benzinegeneratoren – niet meer dan 6 uur, hebben gasgeneratoren van elektriciteit een langere levensduur, gemiddeld ongeveer een jaar. Als belangrijkste elektriciteitsbron zijn gasgeneratoren geschikt met een grote reservering, maar voor een back-upelektriciteitsleverancier is het vrij.
Warmtekrachtkoppelingen of mini-WKK.Als we ze vergelijken met de hierboven beschreven elektrische generatoren, hebben ze twee belangrijke voordelen: ze kunnen niet alleen elektrische, maar ook thermische energie produceren; een lange levensduur hebben bij ononderbroken gebruik, gemiddeld 4 jaar. Afhankelijk van het model werken de warmtekrachtkoppelingen op diesel, gasvormige en vaste brandstoffen. Met aanzienlijke afmetingen, gewicht en kosten, zijn mini-WKK-centrales niet geschikt om energie te leveren aan één huis buiten de stad, aangezien hun elektrische vermogen begint vanaf 70 kW – dankzij een dergelijke installatie is het mogelijk om het probleem van het hele jaar door levering van elektriciteit en warmte aan het dorp vanuit verschillende huizen volledig op te lossen.
Onderbrekingsvrije voedingen op batterijen. Over het algemeen zijn ze behoren niet tot stroomaggregaten, omdat ze niet zelfstandig elektriciteit kunnen opwekken, alleen accumuleren en aan de consument geven. De energiecapaciteit van de UPS wordt bepaald door de capaciteit en het aantal batterijen in het complex, afhankelijk hiervan en het aantal stroomverbruikers kan de batterijduur van de UPS variëren van enkele uren tot meerdere dagen. Levensduur van één set UPS – gemiddeld 6-8 jaar.
Met betrekking tot generatorsets moet een punt worden opgehelderd: de gegeven levensduur betekent niet dat de elektrische generator na de productie moet worden weggegooid en een nieuwe moet worden gekocht, het is alleen nodig om grote reparaties uit te voeren en, ondanks enig stroomverlies, zal zijn bruikbaarheid worden hersteld. Volg ook de regels voor het onderhoud en de bediening van de generator..
Hernieuwbare energiebronnen
In de natuurlijke omgeving van onze planeet zijn er constant of periodiek energiebronnen waarvan de productie niet wordt geassocieerd met menselijke activiteiten – wind, waterstroom in rivieren, zonnestraling.
Windturbines.Ze zijn in staat om windenergie om te zetten in elektriciteit, maar tegen vrij hoge kosten is het rendement van windgeneratoren niet hoger dan 30%. De levensduur van windgeneratoren is ongeveer 20 jaar, de continuïteit van de stroomopwekking hangt af van de intensiteit van de wind. Het is mogelijk om deze installaties alleen als een volwaardige stroombron te beschouwen als ze zijn uitgerust met een UPS, evenals een elektrische noodgenerator (benzine, diesel) in geval van rust.
Zonnepanelen.Ze nemen energie van de zon op en zetten deze om in elektrische energie. En als de wind met een inconsistente snelheid waait, verlichten de zonnestralen de aarde gedurende elke daglichtuur. Het rendement van zonnepanelen is ongeveer 20%, hun levensduur is 20 jaar. Net als bij windturbines moeten zonne-installaties worden uitgerust met een UPS. De behoefte aan een back-upgenerator hangt af van de intensiteit van de zonnestraling in een bepaald gebied – in gebieden met voldoende zonnige dagen is een extra generator niet nodig en kan deze worden gebruikt als de belangrijkste elektriciteitsbron.
Mini-waterkrachtcentrale.De energie van water is, in vergelijking met wind en zon, veel stabieler – als de eerste twee bronnen onstabiel zijn (nacht, kalm), dan stroomt water in beken en rivieren op elk moment van het jaar. De kosten van apparatuur voor mini-waterkrachtcentrales zijn hoger dan die van windgeneratoren en zonnepanelen, vanwege een complexer ontwerp, omdat een waterkrachtgenerator werkt in agressieve omstandigheden. Het rendement van mini-waterkrachtcentrales is ongeveer 40-50%, de levensduur is meer dan 50 jaar. De mini-waterkrachtcentrale kan een jaar lang ononderbroken stroom leveren aan meerdere huizen tegelijk.
Na het lezen van de aanbeveling om huishoudelijke apparaten in groepen te verdelen op basis van de mate van belangrijkheid, blijft het alleen om erachter te komen hoe precies het vermogen van een elektrische generator voor apparatuur uit een of meer groepen kan worden geselecteerd. De eenvoudigste manier is om het nominale vermogen van huishoudelijke apparaten bij elkaar op te tellen, bijvoorbeeld: magnetron – 0,9 kW; mixer – 0,4 kW; elektrische waterkoker – 2 kW; wasmachine – 2,2 kW; spaarlamp – gemiddeld 0,02 kW; Tv – 0,15 kW; satellietantenne – 0,03 kW, etc. Als we het vermogen van de vermelde huishoudelijke apparaten bij elkaar optellen, krijgen we een energieverbruik van 5,7 kW / h – betekent dit dat een elektrische generator met een vermogen van minimaal 7,5 kW (met een vermogensreserve van 30%) nodig is ? Helemaal niet, omdat deze techniek niet constant werkt, dat wil zeggen, u moet ook rekening houden met de geschatte gebruiksduur, bijvoorbeeld: wasmachine – 3 uur per week; waterkoker – 10 minuten voor elk kokend water; magnetron – 10 minuten om een portie voedsel te verwarmen; mixer – 10 minuten; energiebesparende lamp – ongeveer 5 uur per dag, enz. Het blijkt dat om elektriciteit te leveren aan huishoudelijke apparaten die als voorbeeld worden beschreven, een generator met een vermogen van ongeveer 3 kW voldoende is, u hoeft de apparatuur niet tegelijkertijd in te schakelen, de belasting die op de generator ontstaat in de loop van de tijd te verdelen.
De keuze van dit of dat type elektrische generator, vooral een generator die werkt op basis van hernieuwbare energiebronnen, hangt voornamelijk af van de beschikbaarheid van de aanvankelijke brandstofbronnen. Een gasgenerator vereist bijvoorbeeld een stabiele toevoer van vloeibaar aardgas, dat wil zeggen dat er cilinders of een gastanktank nodig zijn, en voor een efficiënte energievoorziening met behulp van zonnepanelen, een voldoende aantal zonnige dagen per jaar.
Wat zijn de verschillende opties voor een autonome stroomvoorziening van een landhuis?