Автономные источники электроэнергии

Бензиновая или дизельная генераторная установка (БГУ и ДГУ)

Преимущество этих установок состоит в самой настоящей автономности: при должном техническом обслуживании и наличии топлива ее владелец обретает полную независимость от всех перипетий, связанных с перебоями во внешнем электроснабжении. Его уже не волнуют никакие изменения в погоде. На работу такой электростанции они не влияют.

Но при этом ДГУ и БГУ получили широкое распространение лишь в качестве резервных источников электроэнергии. Основная причина тому – в необходимости поддержания постоянных запасов топлива, которое, постоянно растет в цене. Расход дизельного топлива для ДГУ редко составляет менее 250 грамм на один киловатт в час.

Дизельгенератор - это комплекс из двух сложных агрегатов – дизеля и электрического генератора и включает системы, обслуживающие как генератор так и дизель. Назначение дизельгенератора – преобразование химической энергии топлива, сгораемого в цилиндрах дизеля в электрическую энергию тока, вырабатываемого электрогенератором.
Электростанция на солнечных батареях

Принцип работы солнечных батарей основан на том, что фотоны света при падении на поверхность некоторых полупроводников, вызывают срыв электронов со своих атомных орбит, образуя свободные носители электрического заряда. По сути он основан на преобразовании солнечных лучей солнца, а точнее его фотонов. Фотоэлемент состоит из двух тонких слоев полупроводникового материала, при попадании в границу соприкосновения двух полупроводников солнечной радиации, возникает ЭДС, которая впоследствии может выдавать на своих выходных электродах электрический ток.

Чтобы солнечная батарея могла выдавать хоть какую-то приемлемую мощность, она должна иметь как можно большую площадь. Так, батарея площадью 1 кв. м. обеспечивает электрическую мощность около 100 Вт, при напряжении 15-25 В.

Для работы бытовой аппаратуры помимо солнечной батареи нужна установка инвертора, преобразующего постоянное напряжение в 220 В переменного тока, аккумуляторные батареи для бесперебойного электроснабжения и контроллер, управляющий зарядом этих батарей.

Для того чтобы солнечная батарея могла быть основным источником электроэнергии, она должна иметь рабочую поверхность не менее 10 квадратных метров. При этом имеются жесткие требования по расположению батареи: под определенным углом к горизонту, на некотором расстоянии от плоской поверхности (крыши) и с южной стороны дома.

Ветрогенераторная станция

Ветрогенераторы вырабатывают порядка 2% всей мировой электроэнергии.

Энергия ветра также очень привлекательна для использования в условиях загородного дома. И принцип работы ветрогенераторных установок схож с принципом работы станций на солнечной энергии. Вновь требуется установка аккумуляторных батарей, инвертора и контроллера заряда. Но у ветрогенераторных станций есть и свои особенности.

Так, во время своей работы ветряк создает помехи, способные повлиять на многие приборы и средства связи, поэтому для установки ветрогенератора необходима свободная от застройки придомовая площадь с радиусом примерно 20 метров, которой располагает не всякий загородный дом.

Перед установкой необходимо точно рассчитать потребную мощность генератора.

По своему устройству ветрогенератор состоит из нескольких основных и вспомогательных блоков. К основным компонентам ветрогенератора относятся: мачта, пропеллер, генератор. Вспомогательные компоненты ветрогенератора: акумулятрные батареи, контроллер-инвертор; АВР (автоматический переключатель источника питания).
Контроллер преобразовывает переменный ток от генератора в постоянный, чтобы он мог накапливаться в аккумуляторах. Инвертор производит обратный процесс – преобразует постоянный ток на выходе аккумулятора в переменный ток, пригодный для работы бытовых приборов. Аккумулятор ветрогенератора не только накапливает энергию, но и выполняет функцию ресивера, обеспечивая равномерность напряжения независимо от ориентации генератора и скорости ветра. АВР обеспечивает автоматическое переключение между несколькими различными источниками энергии: в случае если ослабевает основной источник, например, возникают перебои в работе стационарной электросети, или наоборот пропадает ветер. АВР ветрогенератора так же может переключать забор электроэнергии на дизельную установку или гелиосистему, гарантируя, таким образом, непрерывность энергоснабжения.

Главный недостаток ветряков, как и всех прочих автономных источников электроэнергии – это их цена. Ветрогенератор средней мощности вместе со своей установкой обойдется домовладельцу примерно в триста тысяч рублей. Окупится такая сумма, разумеется, далеко не сразу.

Для того чтобы реализовать на территории Крыма планы ученых, необходима установка ветрогенераторов с единичной мощностью 2-3 МВт. Неоходимо использовать установки мощностью 600 кВт, ранее использовались машины по 110 кВт. Из неофициальных источников известно, что в Крыму несколько лет назад один из местных инженеров-конструкторов придумал принципиально новую схему ВЭС мощностью несколько десятков МВт, аналогов которой нет до сих пор. Проект этот по разным причинам так и не был реализован на практике. Однако специалисты утверждают: если запустить несколько установок проектной мощностью более 20 МВт, возникнет другая проблема. Действующая сеть линий электропередачи просто не выдержит такой нагрузки. А средства на ее реконструкцию, как обычно, отсутствуют. Например, по этой причине сейчас не могут увеличить действующую мощность Тарханкутской ВЭС (16 МВт при проектной 79 МВт) — в «Крымэнерго» говорят, что сети не смогут обеспечить стабильную подачу электроэнергии такой мощности. Поэтому Крым за счет нескольких ВЭС сегодня обеспечивает только 2% от своих потребностей в электроэнергии.

В Крыму находятся 7 объектов ветроэнергетики (522 ветроагрегата мощностью 59,8 МВт). С начала их эксплуатации выработано свыше 280,7 млн. кВт-ч. В настоящее время на территории Крыма работают четыре предприятия ветроэнергетики: Донузлавская ВЭС (суммарная мощность 19,7 МВт), «Водэнергоремналадка» (26 МВт), Тарханкутская ВЭС (17,3 МВт) и Восточно-Крымская ВЭС.