קוטג '/ מגרש ללא חשמל: 4 אפשרויות לאספקת חשמל אוטונומית של בית כפרי

בלי חשמל, אדם מודרני הוא כאילו בלי אוויר, וזה לא משנה אם הוא נמצא בדירת עיר עם שפע של טכנולוגיה, או בטבע. הפרעות בחשמל במדינה או היעדרותה המלאה גורמות לנו לחפש מקורות חשמל חלופיים. המין האנושי האחרון טרם המציא כל כך הרבה: מנועי דלק נוזלי, פאנלים סולאריים, מחוללי רוח וסוללות, אם לא לוקחים בחשבון פתרונות אקזוטיים ומתוחכמים יותר. לכל השיטות הקיימות יש חסרונות, אך אם תזדקק לבית קיץ או מגרש ללא חשמל, ותצטרך לבצע עבודות בנייה ומשימות ביתיות פשוטות, תצטרך לבחור שניים, או יותר טוב שניים (מסיבות בטיחותיות), את האפשרויות המתאימות ביותר. אספקת חשמל של בית כפרי.

מה לקחת בחשבון בבחירת מקור חשמל אוטונומי?

אזורים רבים במדינה, לא משנה כמה מפתיע זה נשמע, עדיין אינם קשורים למערכת אספקת החשמל הכללית. אחרים סובלים מהפסקות חשמל תמידיות. אם אין רשתות חשמל באזור והגיע הזמן להתחיל לבנות בית, מה צריך לעשות: המתן לחיבור לאתר לרשת או חפש פתרונות חלופיים? מה אם החשמל נכבה בערבים, ולפעמים בשעות היום, ולעיתים קרובות באופן בלתי צפוי? התבוננות בשמי הכוכבים ו מחמם אוכל על המוקד - זה כמובן רומנטי, אבל כבר קשה להסתדר בלי מקרר, נורה, משאבה והטבות תרבות אחרות במדינה.

במוקדם או במאוחר, כולם מנסים למצוא דרך לחבר חשמל לאתר. נוסחה אוניברסלית לבחירת המקור הטוב ביותר אינה קיימת, מכיוון אתה צריך לקחת בחשבון הרבה גורמים:

• גודל הבית הכפרי, תדירות הביקורים, המספר הרגיל והמקסימום של האנשים השוהים בו;
• מספר מכשירי חשמל הצורכים אנרגיה. זה דבר אחד אם זה כמה נורות, שקע וקומקום. קשה הרבה יותר לפתור את נושא אספקת החשמל לבית כפרי אם עובדים בו הרבה מכשירי חשמל עוצמתיים, החל מכמה טלוויזיות ומקרר, וכלה במחממי מים ומשאבות;
• מאפייני האזור. באזורים סוערים, מבט ראשון יקר, טחנת רוח תהיה מקור החשמל החסכוני ביותר והמשוחזר במהירות, ובאזור מוסקבה, למשל, רוח כבר לא תהיה מקור אנרגיה רווחי כל כך;
• נוכחות רשת חשמל. אם אין רשתות חשמל באזור בכלל, ובקושי צפוי הקמתן, מומחים ממליצים להשתמש בשני מקורות של אספקת חשמל אוטונומית. ניתן להזניח עצה זו אם אתה מופיע לעתים רחוקות במדינה.

באופן טבעי, לפני שבוחרים את הסוג והעוצמה של מקור חשמל אוטונומי, יש צורך בזהירות חשב את כמות האנרגיה הנצרכת. נלקחים בחשבון מספר מכשירי החשמל והתכונות של צרכני האנרגיה. הכוח הכולל מתקבל על ידי הוספת צרכי כל מכשירי הבית והציוד. עדיף לזרוק 15-30% לערך המתקבל על מנת להיות בטוח ולא לפחד להפעיל מכשיר חדש.יש לזכור שכדי להבטיח עמידות מקסימאלית עדיף שהגנרטור יפעל 80% מהקיבולת שלו.

מספר 1. גנרטור לגינון: בנזין, דיזל, דלק

הדרך הקלה והפופולרית ביותר לפתור את בעיית החשמל בחלקת אדמה היא השימוש מחולל כוח דלק. למעשה, מדובר בתחנת כוח זעירה העובדת באופן אוטונומי לחלוטין והופכת את האנרגיה של בעירת הדלק לאנרגיה חשמלית. כאשר משתמשים בדלק, בנזין וסולר, לעתים קרובות פחות דלק. כדי לייצר אנרגיה של 1 קילוואט לשעה, יש צורך בממוצע 0.25 עד 0.5 ליטר דלק.

באמצעות גנרטורים הדרך הקלה ביותר לארגן את אספקת החשמל בבית: קנה, מחובר וניתן להשתמש בו, רק זכרו לתדלק בזמן. זה העיקרי יתרון. המינוס העיקרי הוא הצורך לקנות כל הזמן דלק, ואם הבית גדול ויש בו הרבה מכשירי חשמל, אז העלויות יהיו מוחשיות. בנוסף, הגנרטור עצמו עולה גם כסף, וככל שעוצמתו גבוהה יותר כך המחיר גבוה יותר. אבל אם תשווה עם טורבינת רוח או פאנל סולארי, אז הגנרטור, כמובן, יהיה זול יותר.

מתי הגנרטור הוא מקור אנרגיה לגיבוי, חשוב שהוא לא רק יופעל בזמן, אלא גם יכבה בזמן כך שלא יתרחש התנגשות של שתי זרמי זרם נגדי של אלקטרונים טעונים. על מנת למנוע בעיות, אלגוריתם לכלול גנרטור ב- מערכת משותפת. אם אין רשת אספקת חשמל מרכזית, אז מומלץ להשתמש בשני גנרטורים: האחד - הראשי, השני - המתנה וכלול בעבודה כאשר הראשון נגמר לו הדלק. הפעולה החלופית של שני גנרטורים מגדילה משמעותית את חייו של כל אחד מהם.

הכוח, העמידות, הרעש, וגם עלויות התפעול תלויות באיזה דלק הגנרטור יפעל.

גנרטור הדיזל לנתינה

מחוללי כוח דיזל הטובים ביותר מתאים לעבודה רציפה. נוכחות של מערכת קירור מים מספקת זמן רב של פעולה רציפה. בין השאר היתרונות:

• דרישה לחוזק גבוה. מבחינת העמידות, גנרטור הדיזל עולה על הבנזין;
• בקרב מנועי דיזל ישנם דגמים חזקים בהרבה מאשר בקרב מנועי בנזין, מה שמאפשר להשתמש במקור אנרגיה דומה אפילו לאספקת בתים גדולים במדינה;
• סולר הוא דלק זול יותר בהשוואה לבנזין.

בין החסרונות:

• מחיר
• רעש גבוה במהלך הפעולה, ולכן ללא חדר נפרד עם בידוד קול אוורור יהיה קשה לביצוע. למחולל הגז יש גם גזי פליטה, אך הם אינם כה מאכלים. עדיף לשים את גנרטור הדיזל במרחק מה מהבית, אך תצטרך לדאוג לחופה ולמערכת הנעילה כדי להגן על הגנרטור מפני גניבה;
• התחלה אפשרית בטמפרטורה שאינה נמוכה מ -5⁰ג ', למרות שכרגע הופיע גנרטורים דיזל בתוך מעטפת מגןבזכותו ניתן להציב את המכשיר ברחוב ולהפעיל אותו בכל טמפרטורה.

מחולל בנזין לגינה

מחולל גז מתאים ביותר מתי העלילה משמשת מדי פעם. זה יכול גם לעבוד כמקור כוח גיבויכאשר האתר מחובר לרשת משותפת. בקוטג 'קטן עם סט מינימלי של מוצרי חשמל, מחולל הבנזין מצטיין בצורה הטובה ביותר. ההספק של מחוללי הגז בדרך כלל אינו גבוה מ- 7-9 קילוואט (אך ניתן למצוא דגמים ל -15 ואפילו 20 קילוואט), והם אינם יכולים לעבוד יותר מ- 8 שעות ברציפות - הם מתחממים מאוד.

היתרונות:

• נמוך בהשוואה לעלות המקביל לדיזל של הגנרטור. המחיר כמובן תלוי בכוח, אך הוא בממוצע נמוך פי שניים מאשר בדגמי דיזל;
• ניידות. גנרטורים בנזין הם קלים וקומפקטיים יותר מאשר דיזל, כך שבמידת הצורך קל לנוע באתר;
• רמת הרעש נמוכה מזו של אנלוגי דיזל;
• היכולת לעבוד בטמפרטורות נמוכות.

חסרונות:

• יעילות נמוכה;
• עלות בנזין גבוהה.

רמת הרעש מגנרטור דיזל ובנזין תלויה בסוג הדיור ובמספר המהפכות בהן פועל הגנרטור: מכשיר עם 1500 סל"ד יפיק רעש נמוך משמעותית מזה שדומה לו בהספק, אך עם 3000 סל"ד, אך הוא גם יעלה יותר .

מחולל גז לגינה

מחוללי גז מאפשרים לך להשיג את האנרגיה הזולה ביותר היעילות בעבודתם היא הגבוהה ביותר והרעש מינימלי. הספק יכול להגיע ל -24 קילוואט, הגנרטור יכול לפעול מסביב לשעון, וגז יעלה פחות מבנזין וסולר. רק עד שמכשירים כאלה הפכו לנפוצים, מכיוון שהם עולים הרבה, הם מסובכים להפעלה ודורשים חיבור לצינור גז, שאינו נמצא בכל מקום. עם זאת, חלק מתושבי הקיץ מחברים גנרטורים כאלה לבלילי גז.

מס '2. פאנלים סולאריים לקוטג 'בקיץ

החיסרון העיקרי של מחוללי הדלק הוא הצורך לקנות כל הזמן דלק עבורם. גנרטורים המשתמשים באנרגיה החופשית העומדת לרשות כולם נשללים מהחיסרון הזה. זו האנרגיה של השמש והרוח. בכדי לייצר חשמל הם משתמשים גם באנרגיה גיאותרמית, כמו גם באנרגיית מים, אך סביר להניח כי אפשרויות אלה לא יתאימו לספק חשמל לבית הקיץ.

אם פשוט מאוד, אז עקרון הפעולה של פאנלים סולאריים מורכב מכריתת אלקטרונים על ידי פוטונים אור ממוליכים למחצה שנמצאים בתא סולרי, והזרימה המכוונת של אלקטרונים, כידוע מהקורס בבית הספר לפיזיקה, היא חשמל. כדי להבטיח ייצור חשמל מאור השמש, הצטברותו ושימוש נוסף למטרות ביתיות דרוש מגוון שלם של ציוד:

• ישירות הסוללה הסולארית עצמה שטח מספיק. היעילות של מערכות כאלה עדיין נמוכה מאוד, וסוללה של כ -1 מ '² נותן ממוצע של 100 וואט חשמל עם מתח של 15-25 V. כדי להשתמש באנרגיית השמש כמקור אנרגיה עצמאי ועיקרי, יש צורך שהסוללות יתפוס שטח של כ -10 מ '², והיו ממוקמים בזווית הנכונה;
• מהפךאחראי על הסבת חשמל;
• סוללות לצבירת אנרגיה ואספקתה ללא הפרעה;
• הבקר, בעזרתו תוכלו לשלוט בטעינת הסוללה.

עדיף לקחת את כל האלמנטים בערכה - זה יהיה הרבה יותר קל.

מחירים לפאנלים סולאריים תלויים מאוד בסוגם, בגודלם, בעוצמתם ובשם היצרן. כמובן שכולם רוצים להשיג תפוקה מקסימאלית ועצמאות אנרגטית בכספם, לכן עליכם ללמוד בזהירות את הניואנסים של מזג האוויר באזור, וגם להבין איזה סוג של תאים סולאריים מתאים ביותר לאזור מסוים:

• סוללות גביש בודדות קל לזהות על ידי ריבועים פסאודו שחורים ופינות משופעים. יש להם את היעילות הגבוהה ביותר, 15-25%, כך שאם שטח הגג קטן, אז עדיף להתקין סוללות כאלה. לעומת זאת, לצורך תפקוד תקין, עליהם להתמודד תמיד מול השמש, וביום מעונן, עם שחר ועם שקיעת החמה, הכוח יהיה מינימלי;
• סוללות פולי-קריסטליות הם נבדלים זה מזה בלוחות כחולים כהים שזורים בגבישים מסיליקון. היעילות נמוכה יותר, בערך 12-15%, אך סוללות כאלה זולות יותר, כך שאם יש מספיק מקום להתקנתן, זו האפשרות הטובה ביותר. היתרון המשמעותי שלהם הוא היכולת לייצר אנרגיה ביום מעונן, מכיוון שלגבישים מסיליקון יש אוריינטציות שונות;
• סוללות סיליקון אמורפי הם הזולים ביותר, אך בעלי יעילות נמוכה, רק כ 6%. הם דומים לסרט במראה, הם גמישים ומתאימים ביותר במקרים שבהם הגג יש צורה מורכבת, מכיוון שהם מחוברים בקלות לכל משטח ואינם דורשים סידור של מבני מתכת נוספים.סוללות כאלה משתמשות באור מפוזר בצורה היעילה ביותר, ולכן הן מתאימות לאזורים בהם לעתים קרובות מעונן. המינוס שלהם טמון בעמידותם הנמוכה, מכיוון ששכבות סיליקון נשרפות במהירות תחת אור השמש. לפני זמן לא רב הופיע אנלוגי מתקדם יותר - סוללות סיליקון מיקרומורפיות, שאינן תובעות כל כך בזווית הנטייה וההתמצאות לנקודות הקרדינל.

לא משנה איזו אפשרות תבחרו, פאנלים סולאריים הם תמיד יתרונות רבים:

• ההזדמנות להשיג מקור חשמל מלא, ואנרגיית השמש משתחררת. במדינות מפותחות, עודפים של אנרגיה ביתית כזו נמכרים לחברות אנרגיה. במרחב הביתי כבר נעשים צעדים ראשונים בכיוון זה, אם כי התופעה רחוקה מלהיות רחבה;
• היעדר תשלומים חודשיים עבור חשמל;
• חיי שירות ארוכים;
• ידידותיות לסביבה.

חסרונותכמובן, נוכחים. ראשית, חוסר היכולת להשתמש באנרגיה סולארית כמקור חשמל מן המניין באזורים עם מספר רב של ימים מעוננים בשנה. שלג יכול גם להפוך למכשול, ולכן צריך לנקות אותו כל הזמן. בנוסף, יהיה מקום רב לכל מערך תחנות הכוח הסולאריות הביתיות: אלו הסוללות עצמן והציוד עבורן. באשר לעלות, הוא בתחילה גבוה, אך בסופו של דבר הוא משתלם לחלוטין.

בבחירת פאנלים סולאריים, שימו לב ל:

• כוח. תלוי בצרכי בית מסוים ובמאפייני האזור;
• חיי הסוללה משפיעים באופן ישיר על אורך התקופה בה ניתן יהיה לקבל חשמל במזג אוויר סגרירי;
• אזור התקנה;
• עומס;
• מחלקת בריאות. עדיף לקחת סוללות בכיתה A;
• שם היצרן. המוצרים של חברות כמו Sunpower, Sanyo, Jinko Solar הוכיחו שהם די טובים.

חישוב הכוח הנדרש - זוהי משימה קפדנית ודורשת ידע על מסת הפרמטרים המדויקים. על מנת להבין איזה סוג של סוללות יהיה צורך ולנווט במחיר, תוכלו להוציא פשוט, אך מאוד חישוב משוער:

• סיכמו את צריכת האנרגיה של כל המכונות והציוד בחודש, תוך התחשבות בכל דבר, החל מנורות נורות למקרר והמשאבה. הנתון יהיה משוער, אך עדיין תואם את הצריכה האמיתית. נניח שאנחנו מקבלים 100 קילוואט;
• מכיוון שיש אבידות אנרגיה משמעותיות בסוללות ובשלב המרת זרם ישר לזרם חילופי, חשוב לקחת בחשבון אותן בחישוב. כ 30-40% מהאנרגיה הולכים לאיבוד, ויהיה צורך להתקין סוללות נוספות בכדי לכסות אותה. כתוצאה מכך, לחודש לא נצטרך 140 קילוואט, אלא 140 קילוואט;
• מחלקים את הערך המתקבל במספר הימים בחודש (140 קילוואט / 30 = 4.67 קילוואט), וכעת הדבר המעניין ביותר הוא הצורך לחלק במספר שעות שמש בחודש. לתקופת הקיץ, הזמן הזה הוא בין 9 בבוקר ל 16 בערב, בשאר הזמן ההספק לא יהיה מקסימאלי, כך שנקבל 7 שעות: 4.67 / 7 = 0.67 קילוואט. אך מערך בעל הספק של 0.7 קילוואט יהיה ברור שלא יספיק מכיוון שימים מעוננים לא נלקחים בחשבון בחישוב, ויהיו הרבה מהם בתקופת הסתיו-אביב, ושעות האור הן נמוכות מאוד, כך שניתן להגדיל את הערך המתקבל ב -1.5-2 פעמים.

לצורך חישובים מדויקים, עליכם לעשות זאת לחקור את יומני מזג האוויר באזור למספר הימים המעוננים והשמיים בשנים האחרונות בחודש מסוים. רק לאחר מכן ניתן יהיה לשפוט את פרמטר הסוללות ואת ההחזר. ברוב המקרים, אפילו אספקה ​​גדולה לא מאפשרת להשתמש באנרגיה סולארית כמקור חשמל מן המניין בחורף, ולכן נדרש אספקת חשמל לגיבוי באמצעות מחולל גז.

מספר 3. מחולל הרוח לנתינה

מקור חשמל נוסף בחינם הוא הרוח, אך כמו קרני השמש, היא אינה מתיישבת. יתרונות עיקרייםכמו בתאי פוטו, זהו היעדר הצורך ברכישה קבועה של דלק וידידותיות הסביבתית של האנרגיה המתקבלת. חסרונות: עלות בנייה גבוהה, הצורך להתקין לא רק את גנרטור הרוח עצמו, אלא גם ציוד נוסף (מהפך וסוללות עם בקרים).

בדאצ'ות היום, שניים סוגים של טחנות רוח:

• סיבובי עם ציר סיבוב אנכי הם נבדלים ברמת רעש נמוכה, הם אינם דורשים מהירות רוח גבוהה וגובה התקנה משמעותי, אך יעילותם נמוכה;
• מכונף טורבינות רוח עם ציר סיבוב אופקי מוכרות יותר, בעלות יעילות גבוהה, עלות ההתקנה נמוכה יותר, אך צריכת החומר, ומכאן המחיר, גבוהה יותר.

השאלה העיקרית העומדת בפני מי שהחליט להתקין טחנת רוח היא אפילו לא סוגה, אלא כוח. כשאתם עונים על שאלה, כדאי קח בחשבון את האנרגיה שנוצרה, מאוחסנת ונצרכת. לכן, חשוב לחשב כמה אנרגיה נצרכת, למשל, ליום, מהו העומס הממוצע והשיא. יש לקחת בחשבון את מהירות הרוח הממוצעת, את מספר הימים שבהם מהירות הרוח היא מעל 5 מ '/ ש' (החיוב ביותר), כמו גם את משך הזמן המקסימאלי של מזג אוויר רגוע.

בפועל, מסתבר שרוחות חלשות של 2-3 מ '/ ש' נותנות אנרגיה מספקת. לכן, מומלץ לתושבי קיץ מנוסים להצטייד בסוללות בעלות קיבולת גבוהה על מנת לצבור את האנרגיה שמתקבלת בימים סוערים ולהשתמש בה במהלך רוחות קלות וקלילות.

מספר 4. סוללות ממיר לגינון

ניתן להשתמש בסוללות נטענות לאחסון אנרגיה מגנרטורים שונים, אך משמש לעתים כמקור אנרגיה עצמאי. באופן טבעי, לא כדאי להתייחס לאופציה זו כדרך לספק כל הזמן חשמל לאתר, אלא כ גיבוי הוא ילך. אם האורות כבה לפתע, הדלק לגנרטור אוזל או שאין ימים שטופי שמש במשך זמן רב, אז ניתן להפעיל את מערכת המכשירים החשמליים המינימלית.

סוללת המהפך מחוברת למערכת החשמל הכללית של הבית, היא נטענת מרשת אספקת החשמל המרכזית, וכשיש הפסקת חשמל היא מפטירה אנרגיה.

הפרמטרים של הסוללה נבחרים בהתאם לצרכים, תוך התחשבות בכמות האנרגיה שהמכשירים צורכים בבית ולכמה זמן הפסקת חשמל אפשרית. לדוגמא, אם אתה זקוק לסוללה שתספק 3 קילוואט חשמל, ובהתחשב באובדן במהלך ההמרה בממיר (10%) היא 3.3 קילוואט, עם מתח של 12 וולט, תצטרך סוללה של 275 A * שעה או 2 של 150 A * h. בבחירת מצבר קחו בחשבון את מספר מחזורי הטעינה / הפריקה (ככל שהכי טוב), העדיפו דגמים עם חיי שירות מקסימליים ואל תשתמשו בסוללות רכב טוב יותר, למרות העובדה כי מכל הבחינות נראה שהם מתאימים - הם זקוקים להפעלה בטוחה תנאים ספציפיים.

לסיכום

כדי להשיג אנרגיה מצוידות גם תחנות כוח מיני-הידרואלקטריות, אך הדבר דורש גישה למקור מים, כך ששיטה זו לא מצאה תפוצה. אם משמש בית כפרי כל השנה, אז עדיף להשקיע כסף בגנרטור רוח או בפאנלים סולאריים (מה שמשתלם יותר) ולהבטיח את עצמך באמצעות מחולל דלק. אם הדאצ'ה משמש מדי פעם, אתה יכול להשיג רק את הגנרטור, ו אם יש עדיין חשמל באתר, אך פשוט אספק אותו לפי לוח הזמנים או לסירוגין, האפשרות היא סוללה או גנרטור בנזין.