Fuente de alimentación autónoma - tema real Para Rusia. En la mayoría de los pequeños asentamientos Las redes existentes han alcanzado un alto grado de deterioro y no pueden proporcionar electricidad a todos los consumidores. También hay datos más decepcionantes: en principio, el 60% del país no puede conectarse a la red. Los propietarios de casas particulares y casas de veraneo son los primeros en sentir la escasez de energía. Pero no son los únicos que lo necesitan. Las estaciones meteorológicas, granjas, estaciones base de telefonía móvil, estaciones científicas, etc. se enfrentan a este problema.

Anteriormente, el suministro de energía autónomo en el hogar lo proporcionaban generadores de gasolina. Pero esta solución no es óptima, ya que los generadores requieren un reabastecimiento constante de combustible, necesitan un mantenimiento regular y su vida útil no es tan larga como nos gustaría. Otra desventaja notable es la mala calidad de la corriente de salida.

Inversores como fuente de suministro de energía autónoma para una vivienda particular.

La conexión al generador de inversores de energía con cargadores y baterías de gran capacidad, que funcionan como una fuente de suministro de energía autónoma para una casa privada a un alto nivel, puede mejorar significativamente el rendimiento del sistema.

En este caso, el generador no funciona todo el día, sino sólo el tiempo necesario para reponer la carga de la batería. El resto del tiempo, todos los sistemas de la casa de campo funcionan con energía de batería, que se convierte mediante un inversor en corriente alterna sinusoidal pura.

Tan pronto como las baterías se descargan, el inversor vuelve a conectar el generador para que funcione, proporcionando corriente alterna cargar y al mismo tiempo reponer la carga de la batería. El suministro de energía autónomo, organizado según este principio, proporciona Operación confiable equipo, ya que el cambio entre la alimentación de la carga desde baterías y el generador se produce automáticamente.

El funcionamiento de todos los dispositivos está regulado por un inversor, que puede controlarse mediante controladores de sistema patentados especiales. Puede programar el sistema especificando varias opciones de desarrollo de escenarios:

• el generador se enciende cuando baja el nivel de voltaje o el nivel de carga de la batería;
• conectar un generador también puede estar asociado con un aumento de carga;
• El suministro de energía autónomo del generador se puede programar para ciertas horas(por ejemplo, permitirle funcionar durante el día y prohibirlo durante la noche).

El uso de inversores y baterías permite prolongar la vida útil del generador y reducir el coste de mantenimiento de la instalación, reduciendo significativamente el coste de compra de combustible y mantenimiento. En este caso, no se requiere mantenimiento de los componentes del sistema inversor.

Operación de inversores con fuentes alternativas de energía de respaldo.

Los inversores de corriente modernos, junto con las baterías, permiten garantizar el funcionamiento autónomo de todos los electrodomésticos mediante el uso de fuentes de energía alternativas. En este caso, el sistema híbrido incluye, además del generador, paneles solares y un generador eólico. Además, el sistema de suministro de energía de respaldo solo puede funcionar con fuentes de energía renovables.

Energía del sol o del viento. baterías recargables Se puede acumular utilizando controladores de carga especiales en aquellos momentos en que esté disponible. Cuando el nivel de carga de la batería es suficiente, los inversores convierten la corriente continua de las baterías en corriente alterna con onda sinusoidal pura, que se utiliza para mantener la funcionalidad de los electrodomésticos y equipos.

Otra opción para utilizar inversores es construir sistemas de suministro de energía ininterrumpida en situaciones en las que existe una conexión a la red, pero no es estable. En esta situación, se utiliza una fuente de energía autónoma basada en inversores con baterías y paneles solares no solo cuando desaparece el voltaje en la red estacionaria, sino también para el uso prioritario de la energía solar con el fin de ahorrar electricidad en la red.

Los inversores de la serie Victron Phoenix Inverter con potencias de 1,2 kVA a 5 kVA son muy adecuados para trabajar con fuentes de energía alternativas: paneles solares y generadores eólicos.

El inversor de la serie Victron Phoenix es un dispositivo técnico profesional para convertir corriente continua en variable. Diseñado con tecnología de RF híbrida, está diseñado para cumplir con los requisitos más altos requisitos. Su función es proporcionar energía a cualquier sistema autónomo fuente de alimentación con la necesidad de obtener Alta calidad salida de corriente con un voltaje estable en forma de onda sinusoidal pura. En la vida cotidiana, aparatos como una caldera de gas, un frigorífico, un horno microondas, un televisor, una lavadora, etc. requieren tensión sinusoidal pura.

El suministro de energía totalmente autónomo a una casa privada con varios electrodomésticos requiere tanto un voltaje de alta calidad como la capacidad del inversor para hacer frente a las corrientes de arranque de cargas difíciles (compresor de refrigerador, motor de bomba, etc.). La función SinusMax del inversor Phoenix puede satisfacer esta necesidad. Proporciona el doble de capacidad de sobrecarga a corto plazo del sistema. Las tecnologías de conversión de voltaje más simples y anteriores no pueden lograr esto.

Consumo de energía del inversor:

• en reposo: de 8 a 25 W según el modelo;
• en modo búsqueda de carga: de 2 a 6 W, este modo va acompañado de una activación periódica del sistema cada dos segundos durante un breve período de tiempo.
• en trabajo permanente en modo ahorro de energía (AES): de 5 a 20 W.

Los sistemas de suministro de energía autónomos permiten su propio control y monitoreo conectando el inversor a una computadora. Para sus inversores, Victron Energy ha desarrollado software VEConfigurar. La conexión se realiza a través de la interfaz MK2-USB.

Los inversores Phoenix Inverter y Phoenix Inverter Compact pueden funcionar tanto en configuraciones en paralelo (hasta 6 inversores por fase) como trifásicas. Óptimos en términos de relación precio/calidad, son adecuados no sólo para uso doméstico, sino también para el suministro autónomo de energía a vehículos y complejos móviles.

Sistema de suministro de energía autónomo para una vivienda particular.

Un sistema de suministro de energía autónomo en el hogar puede incluir no solo un inversor y fuentes alternativas energía, pero también un generador. El sistema inversor encenderá el generador si es necesario recargar las baterías. Para arrancar el generador, puede utilizar el relé inversor incorporado o el relé monitor de batería BMV-700. Cuando se alcanza el nivel de carga requerido, el generador se apaga. Luego, las baterías nuevamente comienzan a suministrar energía a las cargas. Este esquema permitirá suministrar electricidad completamente a una casa remota incluso en ausencia temporal de sol o viento.

Baterías para suministro de energía autónomo.

La empresa Vega ofrece baterías de plomo-ácido para el suministro de energía autónoma de marcas reconocidas:

Estas baterías están fabricadas con tecnología GEL, son resistentes a descargas profundas y no requieren Mantenimiento y añadiendo agua, tener gran cantidad ciclos que las baterías AGM.

Con un sistema correctamente seleccionado y asegurando una descarga no superior al 50%, la duración de la batería puede alcanzar unos 1000 ciclos. Al instalar un sistema de este tipo en casa o en una instalación controlada, estará convencido de su impecable servicio durante muchos años.

• Opciones para sistemas básicos de suministro de energía de respaldo de inversores PractiticVolt basados ​​en inversores Victron Energy

Precio: 41.236 rublos.

Recomendado para suministro de energía ininterrumpida Caldera de gas y bombas de circulación de una casa de campo, cabaña u otras instalaciones con una potencia de carga de hasta 800 VA. El sistema PracticeVolt incluye inversor Victron y baterías sin mantenimiento gran capacidad.

Precio: desde 110.335 rublos.

Recomendado para suministro eléctrico ininterrumpido de calderas de gas, bombas de circulación y electrodomésticos casa de campo, cabaña u otros objetos con potencia de carga de hasta 1600 VA. El sistema PractiticVolt incluye un inversor Victron y baterías de alta capacidad que no requieren mantenimiento.

Precio: desde 174.827 rublos.

Recomendado para el suministro eléctrico ininterrumpido de electrodomésticos y electrodomésticos en una casa de campo, casa rural u otras instalaciones con una potencia de carga de hasta 5000 VA. El sistema PractiticVolt incluye un inversor Victron y baterías de alta capacidad que no requieren mantenimiento.

Marca:	victron

Precio: desde 449.886 rublos.

(SAP) se utiliza sólo cuando no hay suministro de energía externo a la casa.

Objetivo

Minimizar los costes totales de un sistema de suministro de energía autónomo (APS) en casa durante un largo período de tiempo.

El SAP en cuestión incluye:

• generador eléctrico con motor de combustión interna;
• unidad de batería de plomo-ácido (AB);
• cargador de batería;
• Inversor (convertidor de voltaje de batería a ~220V).

Camino a la meta

Reducir el tiempo de funcionamiento del generador a 3,5 horas por día. Quizás sea posible un poco más rápido, pero existe una cierta duración de los procesos químicos en las baterías de plomo-ácido y existe un límite en la temperatura de la batería (40-45oC).

Costos de combustible del generador

Para simplificar, no consideramos otros costos operativos del generador: son relativamente pequeños.

• Dejar consumo medio Generador: 2 litros de combustible por hora.
• Dejemos que el combustible cueste 20 rublos. por litro
• Deje que el generador como parte del SAP funcione 7 horas al día.

Entonces, el consumo diario de combustible será de 7 horas - 2 litros - 20 rublos = 280 rublos. ¿Qué pasa con los gastos durante 10 años? 280 rublos * 3650 días = 1 millón de rublos.

Si es posible reducir el tiempo de funcionamiento del generador a 3,5 horas por día, se ahorrarán sólo en combustible: 500 mil. rublos durante 10 años.

Recurso generador

Si el generador funciona 7 horas al día, su recurso de 2500 horas se consumirá en 1 año. Si el costo de un generador con arranque automático es de 35 mil rublos, en 10 años con una reparación importante será necesario reemplazar 5 unidades por un monto de 175 mil rublos.

Si logramos reducir el tiempo de funcionamiento del generador a 3,5 horas por día, entonces habrá ahorros solo en el recurso de los generadores: 87 mil. rublos durante 10 años. Y teniendo en cuenta el coste del combustible - 590 mil. frotar. en 10 años.

¿Por qué Andrey empezó su razonamiento a las 7 en punto? Este tiempo es cercano al que utilizan con mayor frecuencia las personas que no han realizado cálculos de costo-beneficio del BRT.

¿Cómo se puede reducir el tiempo de funcionamiento de un generador?

Sólo hay una forma: mediante la carga acelerada de una batería de capacidad suficientemente grande con alta corriente.

Aquí hay un problema: cuando se cargan baterías con una corriente cercana al límite, comienzan a calentarse mucho y, si se sobrecalientan, fallan muy rápidamente. El sobrecalentamiento de la batería depende en gran medida de la temperatura. ambiente.

Algunas baterías modernas permiten corrientes de carga de hasta 0,2 °C (es decir, hasta el 20 % de la capacidad de la batería en amperios-hora); esto, sin embargo, a una temperatura ambiente de 20 °C. Si la batería se descarga a una capacidad residual del 30% y se carga con una corriente de 0,2 C durante 3,5 horas, entonces (con una eficiencia de carga de la batería = 70%) después de 3,5 horas recibiremos una carga en la batería igual al 80%. .

A continuación se muestra un gráfico del voltaje de una batería de plomo-ácido en función del nivel de carga. Según la suposición de Andrey, esto es cierto a 20°C y con la batería desconectada de toda la batería durante varias horas.

Es cierto que al mismo tiempo utilizamos solo 80-30 = 50% de la capacidad útil de la batería, es decir Debes comprarlos con una capacidad que sea 2 veces el valor teórico del consumo de energía de la casa.

¿Por qué es necesario descargar la batería solo al 30% y no a cero, y cargar solo al 80% y no al 100%?

No se recomienda descargar la batería a menos del 30%, porque Al mismo tiempo, comenzarán a experimentar una fuerte disminución de recursos. La recarga de la batería del 80 al 100% debe realizarse con corrientes bajas durante muchas horas (al menos 6 horas), lo que con un uso frecuente es absolutamente desventajoso en términos de combustible y vida útil del generador (ver arriba).

Problema
Se sabe que en caso de una carga insuficiente sistemática de las baterías de plomo-ácido, su vida útil se reduce significativamente.

¿Cuales son las opciones?

• Hay baterías modernas que (según el fabricante) son relativamente resistentes a una carga insuficiente sistemática, como por ejemplo la Challenger G12FT. Pese a ello, se recomienda cargar completamente la batería durante 12 horas al menos una vez al mes con un buen cargador (a partir de 0,1C).
• Leerá sobre el "sistema de energía autónomo económico ("push-pull")", que carece por completo de este inconveniente, pero "a cambio" requiere inversiones adicionales, pero rentables.

Acerca del cálculo de la capacidad de la batería

Para calcular la capacidad de la batería, Andrey hace algunas estimaciones prácticas para una casa hipotética (80-150 m2, calefacción y cocina, sin electricidad). En residencia permanente 3-4 personas, si no hacemos nada estúpido, entonces el consumo medio diario de electricidad en invierno puede ser de hasta 700 W/hora (24-3,5) horas = 14,4 kW/hora. Teniendo en cuenta la descarga insuficiente y la carga insuficiente, las baterías deberían tener una potencia de 28,8 kW/hora. Aquellos. - Debe haber 16 baterías con parámetros de 12Vx150Ah.

Sobre calcular el coste de una batería

Si tomamos baterías del tipo OpzS (y estas son las baterías más rentables), entonces a un precio por unidad de 19 mil rublos. (muy aproximadamente) deberá gastar 19 mil rublos * 16 piezas = 304 mil rublos. Con las características de descarga indicadas (30-80%), el número de ciclos de carga-descarga para este tipo de batería será de unos 1600, es decir. 4,4 años. Si se recalcula, durante 10 años el costo de todas las baterías será 304 * 10 / 4,4 = 690 mil rublos. Y con un funcionamiento del generador de 7 horas (por día), tendrían que ascender a 590 mil rublos.

“Pérdidas” durante 10 años: 690-590=100t.r. (¡¡¡Compare con la cantidad de 590 mil rublos de pérdidas en el generador!!!).

Acerca de elegir un cargador (cargador)

La memoria es una unidad importante en los sistemas SAP, porque... Su vida útil depende de la correcta carga de la batería. Debe ser de marca, tener al menos 3 etapas de carga y debe proporcionar a cada batería una corriente de carga de al menos 0,2C. También es deseable tener un número suficiente de ajustes para adaptarse a diferentes modos trabajar. Bueno, y, por supuesto, su voltaje de salida debe coincidir con el voltaje de su batería (24 o 48 voltios). Andrey no recomienda 12V para un sistema tan potente.

Atención
Al cargar la batería, es muy importante no sobrecalentar las baterías, de lo contrario fallarán muy rápidamente.
Solicite al proveedor la documentación completa de la batería (incluidas las especificaciones técnicas) y actúe estrictamente de acuerdo con los documentos.

Acerca de elegir un inversor

Un inversor es un sistema bastante complejo y caprichoso. Debería ser:

• marca,
• debe tener suficiente potencia estacionaria y de arranque,
• debe tener una sinusoide en la salida (y no una onda cuadrada o incluso una sinusoide modificada),
• debe tener un servicio en tu ciudad,
• Naturalmente, debería funcionar exactamente con el voltaje que generas con tus baterías,
• y una gran cantidad de opciones de configuración y una amplia funcionalidad también serían muy útiles.

Para PSA, Andrey está considerando actualmente 2 inversores diferentes (ambos con cargadores incorporados): MAP LSD-Sinus-4.5, Tripp Lite - APSX3024SW. Su costo es de aproximadamente 35-45 tr, mientras que los costosos occidentales cuestan 100-150 tr.

Acerca de elegir una batería

Puede leer sobre la elección de baterías de plomo-ácido para sistemas de suministro de energía.

Conclusión
Reducir el tiempo de funcionamiento diario del generador de 7 a 3,5 horas dará un efecto económico significativo en 10 años, para nuestro ejemplo: alrededor de 490 mil. rublos

Nota de conclusión
En esta técnica se debe aplicar un “equilibrio” cualificado del sistema, porque Si se excede la corriente de carga de las baterías (y lo más importante, su temperatura), fallarán muy rápidamente. Si para un tipo determinado de batería necesita aumentar ligeramente el tiempo de carga, probablemente esto sea correcto (aún hay que calcular todo).

El enfriamiento forzado de la batería, por ejemplo con un ventilador, ayudará en gran medida a aumentar su vida útil (sótano - lugar perfecto para baterías con cualquier sistema, y ​​para este método- especialmente).

Publicado por Andrey A.A., miembro del foro “Casa y Dacha”.
Montaje: Adamov Roman

- ¡debes saber esto!

Sujeto " Fuente de alimentación autónoma y de respaldo: ¡deberías saber esto!

Primero, aclaremos los conceptos de respaldo y energía eléctrica autónoma. Entonces, energía de respaldo significa una fuente auxiliar de electricidad, que en caso de una pérdida de la línea principal debería proporcionar suministro adicional de energía a los consumidores eléctricos. Puede tratarse no sólo de sistemas de suministro de energía completamente independientes (baterías y convertidores alimentados por ellas, miniestaciones, pilas de combustible, etc.), sino también líneas de repuesto de suministro de energía urbana.

Por suministro de energía autónomo se entiende un sistema de suministro de energía completamente independiente que es capaz de generar o entregar energía eléctrica acumulada a varios consumidores. Un sistema de este tipo, en caso de un corte de energía en la red eléctrica principal de la ciudad, debe hacerse cargo de la carga eléctrica de los consumidores existentes. Sin embargo, el suministro de energía autónomo también puede incluir fuentes de energía químicas (incluidas baterías). La idea principal de este tipo de fuente eléctrica es suministrar electricidad a la carga, siempre que no exista una fuente de energía externa (red eléctrica habitual de la ciudad).

En su mayor parte, estos dos conceptos se superponen en gran medida, lo que da motivos para considerarlos uno y el mismo (sólo en algunos casos estos términos pueden usarse "sorprendentemente"). El problema del suministro de energía independiente se puede resolver de varias maneras, o más bien, se puede crear un sistema de energía autónomo basado en varios métodos de producción de energía eléctrica. La belleza de la electricidad es que esta fuerza, invisible al ojo humano, es universal. Sólo difieren los métodos para convertir un tipo de energía en otro.

¿Dónde se utiliza principalmente el término respaldo de energía? Cuando existe una alta probabilidad de que se apague la principal fuente de suministro de energía (que suele ser la red eléctrica de la ciudad), o en el caso de que los apagones ocurran muy raramente, pero el fenómeno del "apagón" en sí es bastante crítico. En estos casos, la tarea principal del suministro de energía de respaldo es recoger oportunamente la carga existente y posteriormente suministrar electricidad al consumidor existente hasta que el suministro principal de la red de la ciudad se restablezca por completo.

Puede escuchar más sobre el suministro de energía autónomo en los casos en que hablamos de la ausencia total de la fuente de energía principal (la red eléctrica de la ciudad). En este caso, esta fuente de alimentación muy autónoma actúa como sistema de suministro de energía principal (o se usa con tanta frecuencia que se reserva el derecho a llamarse así). Tales casos incluyen el suministro de energía a una casa de campo (donde hay problemas temporales o permanentes con el suministro de la red eléctrica de la ciudad), lugares alejados de la ciudad (donde inicialmente no se proporcionó una carretera urbana), etc.

El principal sistema de suministro de energía es una red energética compleja, cuya principal unidad de generación de electricidad es una central nuclear, una central térmica y una central hidroeléctrica. En el caso del suministro de energía autónomo, el centro de generación de electricidad son los mini sistemas de generación de energía que funcionan con combustible (gasolina, diésel, gas, carbón, etc.), energía eólica (turbinas eólicas), sol (baterías solares), química. reacciones (fuentes químicas actuales: baterías, acumuladores, pilas de combustible).

El uso específico de una determinada fuente de generación eléctrica depende de las condiciones existentes (terreno, clima, modos de funcionamiento de las fuentes autónomas, necesidades, coste, etc.). Vale la pena agregar que líneas eléctricas paralelas adicionales, que se alimentan de las mismas redes eléctricas de la ciudad, pueden actuar como fuente de energía de respaldo.

En este artículo quiero bosquejo general Hable sobre qué tipo de sistemas de suministro de energía autónomos o de respaldo existen, cuánto cuesta todo esto aproximadamente. También describiré varias opciones para el diseño y cálculo del sistema para diferentes solicitudes y condiciones. En general, montar su propia central eléctrica con sus propias manos es bastante difícil y, por regla general, teniendo en cuenta los errores y deficiencias, al final una central eléctrica casera es más cara y aconsejo a quienes no entienden nada. sobre esto para contactar con empresas que se ocupan de todo esto.

Si confía en sus conocimientos y fortalezas y tiene mucho tiempo libre, ¿por qué no? El caso más común en el que necesita su propia electricidad de forma continua es casas de campo Y cabañas de verano, donde no hay ninguna red eléctrica o su calidad es pésima. También puede haber otros problemas, como el alto precio de la conexión a las redes eléctricas, o barreras burocráticas.

casa autónoma

Proporcionar a su hogar electricidad desde paneles solares sin baterías, mientras brilla el sol, la energía va a la red eléctrica y el medidor gira en la dirección opuesta: vendes electricidad al estado, y cuando no hay sol y por la noche la compras

Suministro eléctrico completo para casas de campo.

Garantizar completamente su hogar es una gran inversión y requiere mucho equipo, por lo que el precio aquí comienza desde varios cientos de miles de rublos y fácilmente supera el millón de rublos. Mayoría opción barata en la etapa inicial y en términos de facilidad de instalación y conexión, es gasolina o Generador de diesel, pero la desventaja es que requiere combustible, además hace ruido constante y necesitas una habitación aparte para instalarlo, o instalarlo al aire libre (pero allí en invierno se puede congelar y tener problemas para arrancar).

Ahora tenemos en promedio casas de campo o casas de campo El consumo medio de energía es de unos 200 kW al mes. El consumo incluye muchos aparatos eléctricos, y entre ellos se encuentran aquellos que requieren energía las 24 horas del día, por ejemplo, bombas de circulación y calderas electricas calefacción, frigoríficos, etc. Por tanto, el generador debe funcionar durante días y al mismo tiempo proporcionar más energía cuando sea necesario, por ejemplo, cuando encendemos un microondas, un hervidor eléctrico, una herramienta eléctrica, maquina de soldar Etcétera. Todo esto se puede calcular y determinar por la potencia del generador, pero diré de inmediato que no compre barato, porque el tacaño paga dos veces, y si no entiende, gastará dinero en reparaciones y reemplazo de ciertos dispositivos.

Suministro de energía autónomo en casa desde un generador.

Un ejemplo de suministro de energía a una casa desde un generador diésel, que se instala al aire libre en un contenedor especial.

Para una autonomía completa, un generador de gasolina o diésel debe proporcionar una potencia de hasta 6 kW, funcionar durante días y días, y su recurso debe ser elevado, de lo contrario el generador se desgastará en uno o dos años y habrá que comprar uno nuevo. uno o invertir en renovación importante. Al mismo tiempo, durante este tiempo todavía "come" toneladas de combustible caro. La inversión inicial es en promedio de 50 a 100 mil rublos, y la posterior compra de combustible. Bueno, el lado positivo es que el generador funciona independientemente del clima y cuando lo necesites. También puede agregar equipos adicionales al generador, por ejemplo, una unidad de control del generador y conmutación de la red eléctrica central cuando se corta la electricidad.

Generador + sistema de alimentación ininterrumpida

También puede instalar una fuente de batería ininterrumpida que pueda controlar el generador y la red eléctrica. Y si, por ejemplo, no tiene ninguna red eléctrica, cuando el UPS se quede sin batería, arrancará el generador por un tiempo, y cuando las baterías estén cargadas, el generador de gas se detendrá y la electricidad. será alimentado por las baterías. Al mismo tiempo, la unidad ininterrumpible también produce inmediatamente 220 voltios y en su interior tiene un controlador de carga de la batería y una unidad de conmutación de la red eléctrica y trasera, y control del generador de gas.

Además, si tienes red eléctrica, pero muchas veces desaparece y no es de buena calidad, entonces puedes instalar un sistema de alimentación ininterrumpida y mientras haya red, se cargará y estará completamente lista para esperar, y tan pronto como Si desaparece la electricidad, encenderá su inversor y suministrará 220 voltios a su hogar. La carga de las baterías internas durará varias horas de funcionamiento en modo autónomo, lo que suele ser suficiente para esperar a que pase un corte de energía. Pero el sistema de alimentación ininterrumpida en sí y las baterías también cuestan una cantidad decente, no anunciaré dispositivos específicos aquí, creo que puedes encontrarlos tú mismo si lo deseas. Pero la ventaja de utilizar un generador con sistema de alimentación ininterrumpida es que el generador no necesita funcionar constantemente, solo necesita cargar las baterías.

Centrales eólicas y solares

Si no está satisfecho con el generador de gasolina-diésel, no querrá escuchar el ruido de su funcionamiento y preocuparse por comprarlo y repostar. Es decir, fuentes alternativas de electricidad, como paneles solares y generadores eólicos, pero aquí todo es mucho más complicado. El viento y el sol no son algo constante y hay que tener esto en cuenta y calcular todo de principio a fin, y nuevamente, cuanto menos quieras gastar de inmediato, más costoso será el mantenimiento de tu planta de energía. Por ejemplo, la batería más barata debe sustituirse cada 1 o 3 años, pero si compras baterías adecuadas y de alta calidad, podrás olvidarte de sustituirlas durante diez años o más.

Central eléctrica autónoma

paquete de baterías de una central eléctrica autónoma, así como otros equipos, así es como se ve su propia central eléctrica autónoma

En primavera, verano y periodos de otoño El sol suele ser suficiente y aquí solo hace falta calcular la potencia de los paneles solares y la capacidad de las baterías para un día y con eso será suficiente. Por ejemplo, si tienes unos 200 kW al mes, entonces 200:30 = 6,6 kW/día. Es decir, se consumen 6,6 kW por día, y luego serán suficientes paneles solares con una capacidad de 1,5 kW y baterías con una capacidad de trabajo de 7 kW. La capacidad de trabajo es la capacidad que se puede utilizar sin una pérdida significativa de capacidad de la batería.

Por ejemplo, para las baterías de arranque de automóviles esto no supera el 30%, para las baterías de plomo de tracción no más del 70%, para las baterías alcalinas alrededor del 80% y para lifepo4 también el 80%. Es decir, si instala las baterías de arranque más baratas, para cargar constantemente 7 kW con ellas, necesitan una capacidad total de 21 kW, luego durarán hasta tres años o incluso más. Y si se descargan al 50-80% cada vez, en los primeros meses comenzarán a perder capacidad drásticamente y se degradarán rápidamente.

En invierno, en la parte central de Rusia y más cerca del norte, el sol es muy malo y la potencia de los paneles solares disminuye hasta 20 veces en los días nublados y ya no pueden cargar las baterías si se les quita electricidad constantemente. Y aquí es necesario instalar un generador eólico o un generador de gas para ayudar a cargar las baterías durante estos períodos. Al mismo tiempo, por supuesto es preferible un generador eólico, ya que no requiere combustible para funcionar, pero es necesario estudiar la situación del viento en su área para comprender qué potencia se necesita un generador eólico y si tiene sentido; de lo contrario, puede mantén la calma todos estos días, cuando no hay sol y luego no puedes prescindir de un generador de gas.

Fuente de alimentación alternativa en casa.

Un generador eólico y paneles solares pueden satisfacer plenamente todas las necesidades eléctricas.

minicentral eléctrica

Si no necesitas kilovatios de potencia, pero sí suficiente para tener luz y electricidad para cargar tu televisor, portátil y teléfono, entonces todo es mucho más sencillo, e incluso puedes abandonar el inversor y cambiar todo a 12 voltios y ahorrar. el propio inversor. Y además el inversor en sí tiene una eficiencia del 80-90%, es decir, sin él, en promedio, el 15% de la energía todavía se puede utilizar de manera útil, y no para calentar el inversor. Por supuesto, los consumidores de 12 voltios también tienen su propia fuente de alimentación, pero cuando hacemos todo a 220 voltios e instalamos un inversor, entonces convertimos de 12 voltios a 220v con el inversor, perdiendo el 15% de la energía, y luego aproximadamente el La misma cantidad en convertidores de 220v a 19v, 12v, 5v. Si excluimos el inversor de esta cadena, podemos ahorrar un 15% de energía.

También puedes ahorrar en baterías. Por ejemplo, las baterías de plomo-ácido tienen una eficiencia de aproximadamente 85-90% si funcionan en modo nominal, pero si se cargan y descargan con una corriente de más de 1:10 de la capacidad, entonces la eficiencia de carga-descarga se vuelve incluso más bajo. Lo mismo ocurre con los alcalinos, cuya eficiencia es la peor. Y si usa baterías de fosfato de hierro y litio, entonces su eficiencia es del 95-98% y, al mismo tiempo, no se deteriora mucho incluso cuando se carga y descarga con corrientes altas, mientras que baterías como las alcalinas y las costosas baterías de plomo de tracción cuestan . Al ahorrar en un inversor e instalar baterías lifepo4, el beneficio será en promedio del 30%, lo que significa que necesitarás instalar un 30% menos de paneles solares o tendrás un 30% más de energía. Creo que esto es muy importante, especialmente cuando no hay suficiente energía y el presupuesto es limitado.

Si a veces necesita encender algo de 220 voltios, por ejemplo una pequeña herramienta eléctrica, puede instalar por separado un inversor barato con una onda sinusoidal modificada con una potencia de 1 kW, y un taladro, una pequeña amoladora, etc. trabajar a través de ello. Pero las bombas de circulación y los refrigeradores a menudo se niegan a funcionar con inversores baratos, y aquí es mejor tomar inmediatamente un inversor con una onda sinusoidal pura en la salida.

Pero todos estamos acostumbrados a los 220 voltios, y si quieres cambiar todo a 220 voltios, entonces compra un buen inversor con reserva de energía y luego aumenta la potencia de los paneles solares y la capacidad de las baterías. En general, si compras algo para tu sistema autónomo, aquí, como en ningún otro lugar, se aplica la regla de que el tacaño paga dos veces, y si no le llega, reemplazará los dispositivos que hayan fallado. Yo mismo he experimentado todo esto, y esto se aplica especialmente a las baterías, donde es mejor enviarlas a un vertedero en menos de un año.

Cálculo de una pequeña central eléctrica para necesidades mínimas.

Por ejemplo, si no tiene una toma de corriente en su casa de campo, pero no quiere encender su automóvil para cargarlo (teléfono, computadora portátil, tableta, linterna, mirar televisión, etc.) y no es conveniente , entonces puedes instalar planta de energía solar. Coloque un panel solar, o varios, en el techo de la casa por unos 200 vatios (precio 15.000 rublos), una batería con una capacidad de trabajo de 500-700 vatios (10-20 mil rublos), un controlador de carga de batería (precio 3 -5 mil rublos). Esto es suficiente para tener un pequeño televisor de 12 voltios con una diagonal de 15 a 19 pulgadas funcionando las 24 horas del día y mucho más y, por supuesto, luz en la casa (2-3 bombillas de bajo consumo). Si planeas usarlo constantemente en invierno, tendrás que agregar un generador de gas o un generador eólico de 600 vatios, pero todo depende de la presencia de viento en tu zona.

minicentral eléctrica

Pequeña central eléctrica casera

Cálculo de una potente central eléctrica.

Si quieres alimentar toda la casa todo el año, y consumen 200 kW al mes, entonces la potencia de los paneles solares debe ser de 1,5 kW/h, la capacidad de funcionamiento de las baterías de 10 kW, un buen convertidor de 220 voltios y todo lo demás. Y para el invierno, ya sea un generador de gas o un generador eólico. El precio es aproximadamente el mismo, para paneles solares alrededor de 100-150 mil rublos, baterías 200-250 mil rublos, controlador 10-15 mil rublos. Inversor de 15 a 30 tubos, y aún hay más, individualmente para todos.

En general, todo el cálculo siempre debe comenzar con un análisis completo de tus necesidades y condiciones, para no equivocarte y gastar tu dinero de la forma más racional. La energía alternativa es un placer caro y, al final, todavía no sustituye a la red eléctrica, y aquí hay que entenderlo y optimizar el consumo de energía. Es necesario ahorrar dinero y cambiar a un menor consumo de energía, y si desea utilizar habitualmente calentadores eléctricos, bombas potentes, un voraz electrodomésticos, entonces es mejor desconectar la red eléctrica; de lo contrario, su propia planta de energía costará mucho, mucho menos de un millón de rublos, y también requerirá mantenimiento.

Debido a esta prohibición, me vi obligado a utilizar fuentes de energía químicas. En concreto, con estas baterías:

Al principio estudié mecánica e ingeniería eléctrica, hice varios mecanismos con motores eléctricos, pero no había nada con qué accionarlos. Los motores eléctricos eran algo así (con gran dificultad encontré una foto del motor en Internet):

Fue muy interesante jugar con mecanismos hechos a mano. Pero a través de un tiempo corto la carga se estaba acabando, porque las baterías no eran en absoluto iguales a las modernas Duracell, los motores tampoco eran muy eficientes y el diseño hecho por un niño distaba mucho de ser económico. No fue fácil rogar a los adultos por baterías nuevas. Quizás querían comprármelas, pero las baterías se vendían solo en el centro regional, eran 25 km para llegar hasta allí y no todos los meses alguien iba allí. Así que me senté en una dieta de hambre, seleccionando un círculo de baterías usadas, golpeándolas con un martillo y pellizcandolas. puerta principal para prolongar de alguna manera su trabajo.

En ese momento vi dos tipos de baterías: algo así como 6ST-55, que se instalaban en los automóviles, y baterías de disco D-025, que se encontraban en una linterna de moda que se cargaba desde la red. Nuestra familia no tenía esa linterna. Me enteré de ellas sólo porque mis vecinos me regalaron varias de estas linternas como repuesto, cuyas baterías habían perdido su capacidad. Y esto sucedió, según ellos, con bastante rapidez. Esta linterna, por cierto, tenía un elemento rectificador muy inusual. Otros tipos de baterías solo vi en imágenes de libros. Por lo tanto, no se confiaba en las baterías y eran una especie de exóticas. Quedaban algunas pilas. Tragando saliva, miré los mecanismos que operan desde la red. ¡Qué bendición, podrían funcionar para siempre! Desde entonces, se ha desarrollado una actitud negativa hacia el suministro de energía autónomo.

Cuando fui a la escuela, me permitieron trabajar con la red. Lo primero que hice fue la red. bloque de laboratorio nutrición.

El transformador se enrolla solo, tanto el primario como el secundario. Saqué la plancha de un transformador de potencia quemado de una radio de tubo. Mi voltaje de salida se reguló cambiando las tomas del devanado secundario. Según recuerdo, con qué dificultad fue posible encontrar al menos algunos de los materiales: horror. Toda la chapa de aluminio que he tenido. mayoría infancia, era una tapa de un desechado lavadora"Riga". Sin embargo, ahora los materiales no son mucho mejores. El transformador BP se aseguró con tiras de estaño, que se atornillaron a una base de madera con clavos con roscas M4. Tengo suerte de haber tenido grifos y troqueles desde la primera infancia. Las galletas también son medio caseras. Ya no recuerdo por qué hubo que rehacerlo. Para el panel frontal encontré un trozo de plástico azul. En la infancia, había grandes láminas de este tipo de plástico; se utilizaban en algún lugar de la construcción. Pero este plástico fue procesado muy mal; sus propiedades eran similares a las del polietileno. ¡Pero tenía un trozo de lámina de fibra de vidrio! Corté pistas e instalé un puente en el D226 y un condensador. Podemos decir que el suministro de energía se realizó en placa de circuito impreso! Esta fuente de alimentación me sirvió durante mis años escolares y, de hecho, es el diseño más útil que he tenido. Aunque en la escuela secundaria hice una nueva fuente de alimentación, más potente, todavía usaba principalmente la anterior.

También tenía una fuente de alimentación para alimentar estructuras de lámparas (ánodo de +300 V y filamento de ~6,3 V), pero esta diseño industrial. En algunas radios de tubo, la alimentación se realizaba en un chasis independiente, así que de ahí la tomé. También tenía una carcasa con un panel del mismo plástico azul, pero lamentablemente no hay ninguna foto de la carcasa. En general, todas estas fotografías fueron tomadas recientemente; antes, los dispositivos habían estado tirados en el polvo del ático durante décadas.

En los años siguientes realicé diseños únicamente con alimentación eléctrica. Los dispositivos autónomos son algo inferiores. Por ejemplo, una grabadora portátil siempre es peor que una fija y un receptor portátil siempre es peor que una radio. Y también es bueno si la grabadora tiene una fuente de alimentación de red. De lo contrario, se enfrentará al tormento eterno con las pilas que no estarán a mano cuando las necesite. Lo mismo ocurre con otros instrumentos, como los instrumentos de medición. Firmar clase alta es la red eléctrica.

La siguiente vez que me encontré con la energía de la batería fue en 1998, cuando decidí hacerme un generoso regalo por mi 30 cumpleaños y compré en el mercado un reproductor de CD portátil Panasonic SL-S200.

En ese momento ya tenía un reproductor compacto estacionario hecho con los restos de un reproductor de automóvil Sony. Caja casera, fuente de alimentación casera y pieza analógica, procesador AT89C2051 adicional para implementar control remoto por infrarrojos.

Junto con la Panasonic SL-S200, los vendedores decidieron venderme baterías GP y un cargador para ellas. La propia Panasonic tenía una fuente de alimentación de red, pero de 110 V. Los amables vendedores le regalaron un pequeño autotransformador, un "tapón de leche de azafrán", como lo llamaban. color marrón platos Por supuesto, no lo usé, pero rehice la fuente de alimentación principal reemplazando el transformador. La funda fue tomada de algún otro adaptador; el original era demasiado pequeño. Sólo la placa de identificación fue cuidadosamente cortada y pegada en su cuerpo.

También tuve que desechar inmediatamente los auriculares que venían con el kit. Pero tenía un Sony MDR-14, comprado en una tienda por 16 dólares. En general, entonces era una época interesante: en una tienda de la avenida central de la capital se vendía oficialmente por dólares. Di veinte (y eso era mucho dinero en aquel entonces) y me dieron cambio de la caja registradora: 4 unidades. Las baterías GP no eran rival para las baterías. Además, no había dónde cargarlos: el cargador comprado emitía humo cuando se encendía por primera vez. Así que una vez más me decepcionaron las baterías. Escuché el reproductor principalmente en casa, alimentado por la red eléctrica. La movilidad sólo era necesaria dentro del apartamento. Intenté llevármelo a alguna parte, pero no quiero escuchar música fuera de casa. Así estuvo más de 16 años, casi sin salir de casa.

La siguiente vez que la vida me enfrentó nuevamente a la energía de las baterías fue cuando compré mi primera cámara digital, Nikon 2100. Venía con baterías etiquetadas como Nikon. Por supuesto, por costumbre, decidí alimentarlo con pilas. Pero me molestó lo rápido que terminaron. Sorprendentemente, las baterías duraron mucho más. Además, el kit incluía un cargador rápido, también de Nikon. Por primera vez en mi vida vi algo bueno en las baterías. Tenía muchas ganas de comprar las mismas baterías como segundo juego. Es poco probable que Nikon fabrique baterías por sí misma; lo más probable es que se las adquiera otra persona. Empecé a mirar de cerca las baterías en oferta. Las baterías Sanyo eran exactamente iguales, incluso las letras HR en la parte inferior estaban estampadas de la misma manera. Sólo en ellos la capacidad figuraba como 2300, y en los que tenían la etiqueta Nikon, 2100.

Asustado por las malas baterías GP, no me atreví a comprar estas baterías Sanyo durante mucho tiempo, porque las baterías no son cosas baratas. Pero lo compré de todos modos. La alegría rara vez ocurre en la vida, pero este es exactamente el caso. Las baterías compradas duraron tanto como las originales.

Cuando llegó el momento de cambiar la cámara, surgió la duda sobre cargar 4 pilas AA. Se intentó que mi cargador no fuera peor que el comprado. Pero este intento fracasó. No entiendo cómo cabe un pulsador de red en un tamaño tan pequeño, e incluso un circuito de control de carga individual para cada una de las 4 baterías. Después de pensarlo mucho, se diseñó y compró un cargador Duracell por mucho dinero: hasta 40 dólares.

Para la cámara compré un juego de las mismas baterías Sanyo y luego otra; funcionaron muy bien. Uno de los decorados era muy antiguo y ya era hora de sustituirlo. Pero una vez más las baterías compradas resultaron ser muy débiles: aproximadamente 3 veces menos de capacidad. Y en apariencia no eran diferentes. La decepción fue enorme porque se gastó mucho dinero. Pero qué puedo hacer, necesito baterías, decidí correr otro riesgo: compré un kit Sony. Y de nuevo un fracaso. Nuevamente me enojé por la fuente de alimentación autónoma, pero la cámara es esa rara excepción cuando su funcionamiento cerca de una toma de corriente es casi imposible. Leí en los foros que ahora venden falsificaciones completas, es imposible comprar baterías normales. Leí que Ansmann no parece ser una falsificación todavía. Compré un kit con una modesta capacidad de 2100 y quedé satisfecho. De nuevo al nivel del bueno de Sanyo.

La cámara DSLR tiene una batería de litio. Al principio esto me preocupaba: en caso de emergencia, era imposible comprar baterías en el quiosco más cercano. Pero la cámara es tan económica que me olvidé por completo del problema de las pilas. Pero el flash de la cámara funciona con 4 pilas AA. También necesitaba comprar algo. Analicé las reseñas y volví a comprar Sanyo, pero ahora la nueva línea Eneloop. Resultaron ser baterías excelentes.

Otro dispositivo en el que no puedes prescindir de la batería es este teléfono móvil. Por sí solo, por supuesto, realmente no necesitas un teléfono a menos que trabajes como despachador o repartidor de pizzas, pero si tienes uno, debes mantenerlo en funcionamiento. Por lo tanto, es necesario comprar baterías nuevas con regularidad. También se encuentran con diferentes calidades, no se puede hacer nada al respecto.

Como parte de mi trabajo, fabricé muchos dispositivos electrónicos diferentes. Pero casi nunca hice autónomos. Quizás un termómetro que funcione con 2 pilas AA o con la red eléctrica, y por tanto se utilice un convertidor SEPIC, que puede aumentar el voltaje de la batería a 3,3 V o reducir el voltaje del adaptador de red.

¿A qué me refiero? EN Últimamente Muy a menudo los radioaficionados intentan fabricar dispositivos con fuente de alimentación autónoma. No entiendo esto. Allí surgen muchos problemas. No basta con proporcionar características, también es necesario asegurar un bajo consumo. ¿Por qué ponerse en ese marco? Bueno, si alguien piensa que utilizará el dispositivo en el campo, automáticamente se ubicará en el nivel más bajo de la jerarquía de los trabajadores de la industria: vivir en viajes de negocios en lugar de trabajar en una acogedora oficina en su propio escritorio en una cómoda silla. .

PD Me olvidé de un dispositivo en el que se justifica el suministro de energía autónomo. Esto es un reloj. Debido al bajo consumo, rara vez es necesario cambiar las baterías (cada pocos años), lo cual es tolerable. Pero el bajo consumo de energía también tiene una desventaja: no se puede ver nada en un reloj de este tipo en la oscuridad.