Как сделать электростанцию на дровах своими руками

Автономная солнечная электростанция для дома своими руками

Собрать собственную гелиостанцию несложно, она содержит всего четыре составных элемента:

• солнечные панели;
• аккумулятор заряда;
• контроллер;
• инвертор.

Как рассчитать количество гелиопанелей

Выбор гелиостанции начинается с поиска информации по инсоляции в вашей местности — количеству солнечной энергии, которое попадает на земную поверхность (измеряется в ваттах на кв. метр). Эти данные можно найти в специальных метеосправочниках или интернете. Обычно инсоляцию указывают отдельно для каждого месяца, потому что уровень сильно зависит от сезона. Если вы планируете пользоваться гелиостанцией круглый год, то ориентироваться нужно по месяцам с самыми низкими показателями.

Далее нужно подсчитать ваши потребности в электроэнергии на каждый месяц. Помните, что для автономной системы электроснабжения роль играет не только эффективность накопления энергии, но и экономное ее использование. Меньшие потребности позволят значительно сэкономить при покупке гелиопанелей и создании бюджетной версии солнечной электростанции своими руками.

Сравните ваши потребности в электричестве с уровнем инсоляции в вашей местности и вы узнаете площадь гелиопанелей, которая необходима для вашей гелиостанции. Учтите, что КПД панелей составляет всего 12-14%. Всегда ориентируйтесь на самый низкий показатель.

Таким образом, если уровень инсоляции в самый неблагоприятный месяц в вашей местности равен 20 кВт-час/м², то при КПД равном 12% одна панель площадью 0.7м² будет вырабатывать 1.68 кВт-час. Ваша энергопотребность, например, составляет 80 кВт-час/месяц. Значит, в самый несолнечный месяц удовлетворить эту потребность смогут 48 панелей (80/1,68). Подробнее о том, как выбирать солнечные батареи, вы можете почитать в нашей предыдущей статье. А тут можно узнать, как сделать свечи в домашних условиях.

Как установить гелиопанель

Для наилучшего КПД устанавливать гелиопанель нужно так, чтобы лучи солнца падали на нее под углом 90 градусов. Поскольку солнце постоянно перемещается по небу, то здесь есть два решения:

• Динамичная установка. Используйте сервопривод, чтобы гелиопанель поворачивалась по мере того, как солнце перемещается по небосводу. Сервопривод позволит собрать на 50% больше энергии, чем статичная установка.
• Стационарная установка. Чтобы извлечь максимальную пользу из неподвижного положения гелиопанели, необходимо найти тот угол установки, при котором панель соберет максимально возможное количество лучей солнца. Для круглогодичной работы этот угол рассчитывается по формуле +15 градусов к широте местности. Для летних месяцев это -15 градусов к широте местности.

Как подобрать контроллер заряда

Еще один способ, как самому собрать солнечную электростанцию, чтобы заставить ее работать эффективно, это использовать контроллер заряда, который позволяет отслеживать точки максимальной мощности (англ. MPPT). Такой контроллер может накапливать энергию даже во время низкой освещенности и продолжает подавать ее на аккумулятор в оптимальном режиме.

Как выбрать аккумулятор

Итак, от солнечных панелей энергия поступает на аккумулятор. Это позволяет накапливать энергию, чтобы использовать ее даже при отсутствии солнечного света. Кроме того, аккумуляторы сглаживают неравномерное поступление энергии, например, при сильном ветре или облачности.

Чтобы правильно выбрать и установить аккумулятор для домашней солнечной электростанции своими руками, необходимо учесть два параметра:

Очень важно, чтобы ток зарядки (от панелей) не превышал 10% от уровня номинальной емкости для кислотных аккумуляторов и 30% — для щелочных устройств.
Конструкция инвертора с напряжением на низкой стороне.

Учитывайте показатели саморазряда аккумуляторов (не всегда указываются производителями). Например, кислотные устройства во избежание поломки подзаряжают каждые полгода.

Как выбрать инвертор

Описание параметров и обязательных функций идеального инвертора:

• сигнал синусоидальный с искажениями не выше трех процентов;
• при подключении нагрузки амплитуда напряжения изменяется не более чем на десять процентов;
• двойное преобразование тока — постоянного и переменного;
• аналоговая часть преобразования переменного тока с хорошим трансформатором;
• защита от короткого замыкания;
• запас по перегрузке.

При моделировании электросистемы вашего дома сгруппируйте нагрузки так, чтобы разные их виды получали питание от разных инверторов.

Классический вариант

Как уже отмечено, в электростанции на дровах используется несколько технологий для получения электричества. Классической среди них является энергия пара, или попросту паровой двигатель.

Здесь все просто – дрова или любое другое топливо сгорая, разогревает воду, в результате чего она переходит в газообразное состояние – пар.

Полученный пар подается на турбину генераторной установки, и за счет вращения генератор вырабатывает электроэнергию.

Поскольку паровой двигатель и генераторная установка соединены в единый закрытый контур, то после прохождения турбины пар охлаждается, снова подается в котел, и весь процесс повторяется.

Такая схема электростанции – одна из самых простых, но у нее имеется ряд существенных недостатков, одним из которых является взрывоопасность.

После перехода воды в газообразное состояние давление в контуре значительно повышается, и если его не регулировать, то высока вероятность порыва трубопроводов.

И хоть в современных системах применяются целый набор клапанов, регулирующих давление, но все же работа парового двигателя требуется постоянного контроля.

К тому же обычная вода, используемая в этом двигателе, может стать причиной образования накипи на стенках труб, из-за чего понижается КПД станции (накипь ухудшает теплообмен и снижает пропускную способность труб).

Но сейчас эта проблема решается использованием дистиллированной воды, жидкостей, очищенных примесей, выпадающих в осадок, или же специальных газов.

Но с другой стороны эта электростанция может выполнять еще одну функцию – обогревать помещение.

Здесь все просто – после выполнения своей функции (вращения турбины) пар необходимо охладить, чтобы он снова перешел в жидкое состояние, для чего нужна система охлаждения или попросту – радиатора.

И если разместить этот радиатор в помещении, то в итоге от такой станции получим не только электроэнергию, но еще и тепло.

Что необходимо знать при подборе солнечной электростанции

Обязательному расчету и определению подлежат такие параметры и характеристики, как:

• максимальная потребляемая мощность;
• пусковая мощность;
• сколько требуется энергии в сутки;
• площадь для размещения;
• периоды, когда установка будет работать на протяжении года.

После этого можно приступать к выбору и приобретению элементов конструкции. По минимуму это будут следующие компоненты:

• Батареи из пластин фотоэлементов, преобразующих энергию солнца.
• Контроллер, ускоряющий заряд, обеспечивающий долговечность аккумулятора, а также сигнализирующий по поводу состояния.
• Аккумуляторы, сохраняющие выработанную энергию для применения.
• Инвертор (или преобразователь), превращающий постоянный ток в переменный 50 Гц и 220 В для питания приборов.

Чтобы посчитать пусковую и потребляемую мощность, а также нужный расход, нужно произвести умножение мощности потребителя (прибора) на часы его работы в течение суток. Данные от всех устройств складываются.

Характеристики солнечных электростанций, обеспечивающих все нужды хозяйства, это величина порядка 1700Вт*ч ежесуточно.

Шаг 3. Однофазные или трехфазные

Какой генератор для дома лучше выбрать — однофазный или трехфазный? Если электрическая система дома рассчитана на стандартное питание от сети 220 В, то проще купить однофазную модель.

Один из таких представителей — бесщеточный генератор DDE GG3300, рассчитанный на 10-часовую непрерывную работу. Расход бензина за это время составляет 15 л. Дополнительно с двумя выходами по 220 В модель имеет низковольтный выход 12 В. Выходная мощность прибора 2.6-3 кВт при силе тока 13 А. Пользователи отмечают его тихую работу (68 дБ) и износоустойчивость двигателя.

Если хозяева пользуются техникой, рассчитанной на питание 380 В, потребуется трехфазный источник.

Генератор Hitachi E50 (3P), оснащенный бензиновым двигателем Mitsubishi GM401P, обеспечивает электропитание от двух выходов на 220 В и одного на 380 В в течение 8 часов подряд. При расходе топлива (21 л) выходная мощность составляет 4.2-5 кВт.

Лучшие бензогенераторы инверторного типа

Генераторы этой категории оснащают блоком преобразования напряжения. Специальной обработкой формируют идеальную синусоиду с нормированной частотой (50 Гц). Качественное питание необходимо для корректной работы компьютеров и другой электроники. Это дополнение увеличивает стоимость комплекта, но исключает необходимость применения специализированных фильтров и стабилизаторов. Следует отметить, что штатный генератор создает напряжение 290-300V, которое трансформируется инвертором в стандартный сигнал с амплитудой 220V.

1. Daewoo Power Products GDA 1500I (1200 Вт)

Если не нужно подключать станки, насосы и тепловые пушки следует обратить внимание на эту модель. Самый надежный производитель бензогенераторов предлагает готовое решение для дежурного электропитания дачи

Эта техника весит всего 12 кг, поэтому хорошо подходит для организации турпоходов, выездов на пикник и проведения иных мероприятий. Минимальный шум почти не слышен на расстоянии 8-10 метров.

Плюсы:

• надежный четырехтактный двигатель;
• удобная ручка для переноски;
• подробная понятная инструкция;
• эффективная звукоизоляция;
• очень легкий пуск в любую погоду;
• информативная индикация;
• компактность, легкость.

Минусы:

одна розетка на 220 V.

2. PATRIOT GP 2000i (1500 Вт)

Эксплуатация этого инверторного генераторва не вызывает затруднений у рядовых пользователей. Встроенный инвертор поддерживает стабильный сигнал на выходе в разных рабочих режимах. При ошибочном подключении слишком мощной нагрузки срабатывает автоматическое выключение. Эффективный глушитель в комплекте с навесными элементами обеспечивает хорошую звукоизоляцию (58 дБ). Экономичный четырехтактный двигатель функционирует бесперебойно в широком диапазоне температур. В соотношении цена – качество бензогенератор PATRIOT GP 2000i можно признать одним из лучших предложений рынка.

Плюсы:

• легкий запуск генератора;
• невысокий уровень шума;
• интуитивно понятное управление;
• прорезиненные ножки обеспечивают хорошую устойчивость;
• тихая работа;
• компактные размеры и небольшой вес;
• высокое качество электропитания;
• две розетки (220V и 12V).

Минусы:

для заливки масла рекомендуется применять узкую длинную воронку, так как доступ к отверстию ограничен.

3. Denzel GT-2600i (2300 Вт)

Для подключения ноутбука или телевизора необходим стабилизированный источник питания. Помехи в сети провоцируют сбои в работе программного обеспечения. Качественное электроснабжение обеспечивает высокий КПД подключенной техники. Надежная защита предотвращает повреждение бензогенератора при подсоединении мощной индуктивной нагрузки. Отмеченными преимуществами можно воспользоваться после приобретения инверторного генератора Denzel GT-2600i. Эта модель оснащена современным инвертором, который выполняет преобразование с минимальными энергетическими потерями. Надежный двигатель этого генератора запускается без проблем даже в сильный мороз.

Плюсы:

• отличный инверторный бензогенератор для дачи со стабильными рабочими характеристиками;
• большая мощность (2,3 кВт);
• три розетки с двумя выходами по 220V, одним – 12V;
• встроенные колеса;
• экономно расходует топливо;
• время непрерывной работы может достигать 5,5 часов;
• удобные ручки;
• качественная отделка.

Минусы:

высокая цена.

Функционал

Внимание, конечно, надо обращать еще и на функционал генератора. Полезным может оказаться наличие нескольких розеток (в самых простых моделях она одна) и выхода на 12 В, к примеру, для зарядки автомобильного аккумулятора. . Если вы выбираете генератор для сварочного аппарата, то можно выбрать модель со специальными клеммами для его подключения

Если вы выбираете генератор для сварочного аппарата, то можно выбрать модель со специальными клеммами для его подключения.

Очень полезная вещь электростартер, когда генератор включается поворотом ключа. По умолчанию на всех таких приборах есть ручной стартер, но это вещь не всегда удобная, так что если ценник не кусается, лучше выбирать генераторы с электростартером.

Ну и самое интересное — некоторые генераторы имеют функцию автоматического запуска, когда во внешней сети исчезает напряжение. Устройство просто включается, если напряжение в сети исчезает, и отключается, когда напряжение появляется. 

При отключении электричества на короткий срок все будет работать даже без вашего вмешательства.

Теперь перейдем к конкретным моделям.

Как работает солнечная батарея

Принцип работы солнечных электростанций заключается в явлении фотоэффекта. Лучи падают на плоскость пластин с фотоэлементами.

Самый эффективный угол — 90 градусов. При этом кванты света способствуют высвобождению электронов из внешних оболочек атомов вещества, которым покрыта пластина.

Свободные элементарные частицы образуют ток. Электричество минует контроллер и накапливается в аккумуляторах. Затем используется для питания различных приборов.

Применение солнечных электростанций самое разнообразное по целям. Если не удастся обеспечить все нужды домашнего хозяйства, например, можно будет значительно сэкономить на расходе электроэнергии.

ТОП-9: Aurinko® Oazis-1

Характеристики

• Тип батареи и панелей – ADM и монокристаллические;
• Период эксплуатации – 6 лет;
• Тип мощность и срок эксплуатации панелей – 500 Вт и 30 лет;
• Батареи – емкость 200 А/ч.

Описание

Эта солнечная электростанция, в основе которой лежат солнечные модули, служит для превращения в электроэнергию солнечной энергии.

Солнечная электростанция станет надежным дополнительным источником энергоснабжения загородного дома, позволяя пользоваться необходимым для комфортного существования оборудованием:

• холодильником и микроволновой печью;
• телевизором и насосом скважинным;
• приборами для освещения и ПК;
• стиральной машиной и пр.

Комплектность

Состоит комплект солнечной электростанции из:

• модуль Au-FSM-250M – 2 шт.;
• одного контроллера;
• аккумулятора типа DELTA GX 12-200, выполненного по GEL технологии -2 шт.;
• инвертора – 1 шт.

Стоимость

Где купить	Цена в рублях
https://moskva.tiu.ru/p333449037-solnechnaya-elektrostantsiya-aurinko;all.html	144000
https://alfaopt.ru/p308590832-solnechnaya-elektrostantsiya-aurinko.html	144000
https://evpatoriya.tiu.ru/Solnechnye-elektrostantsii	144000
https://tagil.pulscen.ru/price/050905-solnechnaya-elektrostantsiya	144000
http://magadan.satom.ru/t/sistemy-ispolzuyushchie-solnechnuyu-energiyu-1239/	144000

Производители

Среди основных брендов электрогенераторов числятся:

• Hyundai и Daewoo (Южная Корея);
• Huter, Brima и Fubag (Германия);
• Вепрь, Ударник и Inforce (Россия);
• DDE (США).

Российские электростанции от Вепрь и Inforce можно без преувеличения назвать оптимальными по качеству-цене. Также большой популярностью пользуются агрегаты от Hyundai и Brima.

Импортные генераторы дороже, но качество и бесперебойная работа гарантированы

При выборе надо сравнивать технические характеристики конкретных моделей нужной мощности. Все они находятся приблизительно в одном ценовом диапазоне. Однако у одних есть дополнительные опции, а у других нет. Одни шумят меньше, а другие более шумные. Этот момент надо максимально внимательно изучать, выбирая то, что требуется в зависимости от существующих потребностей по выдаваемому току и типу топлива.

Отечественные генераторы отличаются лучшим соотношением цены и качества

С первого взгляда сделать электропроводку в деревянном доме своими руками – более простая задача, нежели подобрать себе небольшую автономную электростанцию. Но здесь надо лишь раз разобраться в критериях выбора и четко понимать, что нужно. Дополнительно к генератору потом ничего кроме топлива покупать не придется. Это полностью готовая к эксплуатации техника.

Особенности установки и эксплуатации автономных источников

Перед тем как приобретать и устанавливать любую из систем, нужно правильно произвести все необходимые расчеты ведь со временем количество потребителей электроэнергии в доме может увеличиться, к примеру вы решите установить систему обогрева кровли и водостоков и это нужно учесть в расчетах.

Рассмотрим для начала на примере солнечной системы.

Солнечная автономная система.

Все расчеты нужно начинать с подсчетов суммарного потребления электроэнергии в доме, то есть подсчитать мощность всех потребителей

При этом важно их разделить

Дело в том, что часть потребителей электроэнергии без проблем работают от сети с постоянным током и напряжением в 12 или 24 В. Такими потребителями могут быть те же светодиодные лампы, которые лучше установить вместо обычных ламп накаливания. Да и вообще, все работы следует начинать с оснащения дома экономичными потребителями электроэнергии.

Исходя из суммарной мощности потребления тока, производится подбор аккумуляторных батарей и инвертора. И только после этого переходят к подсчету количества солнечных панелей, а также подбора контроллера.

Можно и не заниматься вычислением площади солнечных панелей, емкостью АКБ и инвертора.

Многие производители предлагают уже готовые комплекты, включающие все необходимое оборудование. При приобретении такого комплекта достаточно знать только суммарное потребление электроэнергии.

Причем при выборе комплекта важно учитывать, чтобы у него имелся некий запас по мощности, чтобы вся система не работала на предельных значениях. Общая стоимость такой системы во многом зависит от ее мощности

Монтаж солнечной батареи несложен.

Достаточно правильно выбрать место установки панелей, контроллера, АКБ и инвертора. Затем следует все правильно подсоединить.

Что касается техники безопасности при использовании такой системы, то сводится она к правильности размещения АКБ. Они хоть и являются герметичными и необслуживаемыми, но для них лучше отвести отдельное помещение, причем вентилируемое.

Важно обратить внимание на надежность крепления всех составных элементов, использование соответствующей проводки и правильности подключения элементов в систему. Ветряная система

Ветряная система.

С расчетов начинается и установка ветрогенераторов. Все начинается с расчета суммарной мощности потребителей электроэнергии. Исходя из этого уже и подбирается комплект, включающий все необходимое – ветроэлектрическую установку (ВЭУ), контроллер, АКБ, инвертор и остальные комплектующие.

При использовании такой системы важно подобрать место установки ВЭУ. Ветряки при работе издают шум, хоть и несильный, поэтому рекомендуется их устанавливать на определенном удалении от дома

Что касается безопасности, то здесь все сводится к правильному монтажу мачты ВЭУ, поскольку она достаточно высокая.

Далее же безопасность сводится к правильному подключению и эксплуатации системы.

Топливные генераторные установки.

Генераторные установки – самые простейшие по монтажу. После подсчета суммарного потребления электроэнергии просто подбирается необходимая по мощности станция, работающая на предпочтительном для владельца дома топливе.

Оборудуются генераторно-аккумуляторные-инверторные системы.

Но обычно такие станции продаются отдельно, поэтому придется правильно подобрать контроллер, комплект АКБ и инвертор.

При использовании такой системы условия безопасности строже, чем у других систем.

Во-первых, генераторную установку необходимо устанавливать в отдельном помещении.

Во-вторых, должна быть организована система отвода отработанных газов.

В-третьих, должна соблюдаться правильность хранения горючих материалов.

Системы энергообеспечения, в которых используется гидроэлектростанции, рассматривать не будем, поскольку они применяются редко.

Особенности подключения к сетям ЛЭП

Без электричества сейчас трудно представить комфортабельное жилье. Благодаря ему жилище освещается, обогревается, выполняется готовка пищи, и нагрев воды. Вот только далеко не всегда есть возможность обеспечить электричеством жилье, особенно если дом находится далеко от города.

Многим владельцам загородных домов и дачных участков, особенно если они находятся далеко от цивилизации, приходится решать вопрос с энергообеспечением дома.

Самым распространенным решением является подключение дома к сетям ЛЭП, однако они далеко не везде имеются или же ближайшая линия находится на приличном удалении от дома.

В таком случае обеспечение электричеством дома может оказаться очень дорогим удовольствием. Ведь придется согласовывать вопросы по поставкам этого источника энергии с соответствующими органами, оплачивать установку подстанции и опор ЛЭП для подведения к дому.

И особенно неприятно то, что приобретаемое оборудование, причем за немалые деньги (подстанция, провода, опоры) перейдут на баланс местных энергосетей, то есть владельцем всего будут являться они, а владельцу дома еще придется и платить за поставки электроэнергии.

Поэтому такой вариант для многих может стать нецелесообразным, достаточно хлопотным и дорогостоящим.

Гидроэлектростанции

Реже всего в качестве автономного источника питания используется гидроэлектростанция по одной простой причине, далеко не у всех возле дома протекает река или мощный ручей.

Суть работы такой станции заключается в том, что вода вращает лопасти турбины, за счет чего генератор вырабатывает электричество.

Положительные качества гидростанций таковы: стабильная подача энергии круглосуточно, поскольку вода в реке или ручье не замедляет скорость движения. Такие станции полностью экологичны, долговечны и практически не требуют обслуживания.

Главным же их недостатком является необходимость установки на берегу реки или возле ручья. При этом скорость движения воды должна быть высокая.

Гидростанция способна вырабатывать энергию и при медленном движении воды, но в таком случае река зимой будет покрываться льдом, и использовать станцию уже не получиться.

Большая же скорость воды будет являться гарантией того, что река или ручей не перемерзнут. Второй недостаток – стоимость станции.

И все же концепция обеспечения дома автономной системой энергообеспечения является перспективной и многие ею интересуются.

Выше мы рассмотрели основные виды источников электричества, но их одних недостаточно, чтобы в доме была электроэнергия.

Дополнительно стоит отметить, что эффективность любой автономной системы зависит от правильности расчетов.

Электрические котлы

Как и в случае с системой отопления, так и в системе горячего водоснабжения, можно использовать электрическую энергию, получаемую от солнечных электростанций или ветровых генераторов. Для этого можно использовать электрические энергосберегающие котлы.

Достоинствами использования электрических котлов для систем отопления и горячего водоснабжения являются:

1. Простота выполнения монтажа и обслуживания;
2. Экологическая безопасность и экономичность устройств;
3. Длительные сроки эксплуатации.

К недостаткам можно отнести – зависимость от бесперебойности электроснабжения и дополнительную нагрузку на электрическую сеть.

Энергосберегающие электрические котлы бывают:

• электродные;
• ионные;
• ионообменные.

Различие у данных типов котлов в процессе преобразования электрической энергии в тепловую. Кроме различий по конструкции (типу), котлы различаются по: количеству рабочих контуров, способу установки, мощности, габаритным размерам и прочим техническим показателям, определяемым заводами изготовителями.

Энергосбережение, при использовании данного оборудования, достигается за счет:

1. Уменьшения инерции нагрева устройств;
2. Использования особых физических преобразований электрической энергии в тепловую;
3. Обеспечения плавного старта, при начале процесса работы;
4. Использования систем автоматики, при контроле за температурой теплоносителя и воздуха;
5. Использование современных материалов и технологий при изготовлении.

Свое электричество и своя вода

Живя за городом, и имея рядом со своим домом или дачей, небольшую речку или ручей, всегда можно обеспечить себя не только водой, но и своим электричеством.
Конечно можно приобрести комплект микро – ГЭС, которое достаточно широко представлены на отечественном рынке, но можно изготовить подобное устройство и своими руками.
Конструкция может быть простой или сложной, все зависит от потребности в электрической энергии, а также от вида водоема, т.е. способности воды создавать напор в заданном направлении.

Для изготовления простейшей конструкции потребуется автомобильный генератор, велосипедное или иное колесо, пара шкивов разного диаметра или звездочек, а также металлический профиль (уголок), какой есть в наличии.

Из металлического профиля изготавливается конструкция крепления колеса и генератора. Колесо можно расположить параллельно или перпендикулярно плоскости воды, это зависит от вида водоема. На колесе крепятся лопасти, изготавливаемые из металла, пластика, фанеры или иного материала. На ось колеса крепится шкив (звездочка) большего диаметра.

Монтируется генератор, на его вал крепится шкив (звездочка) меньшего диаметра. Шкивы соединяются посредством ременной передачи, звездочки – посредством цепи. К выводам генератора подсоединяются провода. Колесо помещается в воду. Установка готова к работе.