Ветроэнергетика
Запасов энергии ветра в 100 раз больше запасов энергии всех рек на планете. Ветровые станции помогают преобразовывать ветер в электрическую, тепловую и механическую энергию. Главное оборудование – ветрогенераторы (для образования электричества) и ветровые мельницы (для механической энергии).
Этот вид возобновляемой энергии хорошо развит – особенно в Дании, Португалии, Испании, Ирландии и Германии. К началу 2016 года мощность всех ветрогенераторов обогнала суммарную установленную мощность атомной энергетики.
Недостаток в том, что её нельзя контролировать (сила ветра непостоянна). Ещё ветроустановки могут вызывать радиопомехи и влиять на климат, потому что забирают часть кинетической энергии ветра – правда, учёные пока не знают хорошо это или плохо.
связь
Наличие плана на случай чрезвычайной ситуации — одна из самых умных вещей, которые семья может сделать, чтобы подготовиться к преодолению длительного отключения электроэнергии. Используйте свои мобильные телефоны как можно быстрее, чтобы контролировать любого члена семьи, которого нет дома.
Общение с вашей семьей и последующее наблюдение за ней обеспечат выживание каждого человека без электричества из-за отключения электричества или отключения электричества. Рассмотрите возможность установки стационарного телефона, если у вас его нет, чтобы вы не зависели от электричества сотового телефона. Вы можете даже получить поворотный телефон, который не требует электрической розетки.
Даже если вы живете вне сети, это важные шаги, которые вы должны предпринять в случае серьезной чрезвычайной ситуации. Вам захочется быть таким, как если бы вы были не более подготовлены, чем обычный дом, когда вы уже решили жить без электричества. Убедитесь, что у вас есть возможность позвонить и связаться с аварийным персоналом, если это необходимо. Тот факт, что вы решили отказаться от жизни, которая зависит от современного электричества, не означает, что у вас не должно быть способов поддерживать связь с цивилизацией, которая может помочь вам в трудную минуту.
Наличие коротковолнового радиоприемника, работающего от батареи, может помочь вам оставаться в курсе во время отключения электроэнергии, вызванного стихийным бедствием, или только в том случае, если вы хотите оставаться на связи с окружающим миром.
Если вы беспокоитесь о том, чтобы поддерживать связь со своей семьей, вы можете инвестировать в некоторые рации, чтобы поддерживать связь на случай, если вам понадобится разлучиться в течение короткого периода времени.
Как выбрать генератор для дачи: советы опытных пользователей
С основными видами оборудования мы разобрались, теперь определимся с техническими характеристиками генераторов и другими полезными функциями. Это поможет точнее подобрать устройство и не переплачивать лишние деньги за лишнюю мощность.
Определяем нужную мощность. Сделать это достаточно просто. Сначала надо выбрать место использования данного оборудования с наибольшей нагрузкой, а потом надо посчитать максимально допустимую нагрузку. Например, вы берете генератор для дачи, где планируете одновременно подключить освещение дома и двора (1,5 кВт), полив участка (1 кВт), электрочайник (1,2 кВт), телевизор и радио (0,2 кВт) и какой-то электро инструмент большой мощности, например, болгарку (1,5 кВт). Вам достаточно будет генератора на 5.5 кВт. Если оборудование не будет использоваться одновременно, можно купить аппарат легче и дешевле.
Две или три фазы? Актуальность в трех фазах крайне низкая, если вы будете использовать генератор только для бытовых целей, однако нельзя исключать его сразу из списка. Если вы планируете часто работать сварочным аппаратом, устанавливать мини-производство по переработке зерна (дробилка, крупорушка), использовать электрокультиваторы или рефрижераторы, тогда три фазы будет очень даже кстати. Вы сможете подключить все оборудование к сети при отсутствии таковой. Также учтите, что вам потребуется дизельный генератор с характеристиками выше средних значений, поскольку здесь играет важную роль именно мощность.
Автоматическое или ручное управление? Здесь выбор очевидный – автоматика в 100 раз удобнее, но стоимость такого генератора сразу в 2 раза дороже будет. Плюсы тоже очевидны: не надо бегать включать и выключать его, все происходит само собой. Какой лучше выбрать, бензиновый генератор или дизельный для этого дела? Мы бы посоветовали газовый или бензиновый аппарат, поскольку он легче запускается на морозе и лучше «отзывается» на команды. Можно поставить автоматику и на дизельный генератор при необходимости, до больших морозов будет все работать исправно, потом есть вероятность ручной настройки.
Основной или дополнительный источник? Многие спрашивают, какой лучше выбрать генератор для постоянной работы. Мы рекомендуем дизельный или газовый аппарат – это более мощное и стабильное оборудование, которое может работать сутками. Если же необходимость именно в аварийном электроснабжении, тогда задача как выбрать генератор упрощается – покупайте бензиновый. Он легкий, компактный, легко запускается при любой погоде и очень прост в обслуживании и ремонте.
Также учтите, что газовый генератор на даче или в доме, где есть возможность подключения к магистрали, будет намного удобнее. Вы можете просто подключить его к газопроводу и получать электроэнергию стабильно на протяжении длительного времени.
Надеемся, что наши советы как выбрать генератор бензиновый, дизельный и газовый будут вам полезны, и вы сделаете выбор, о котором потом никогда не пожалеете. А чтобы точно остаться довольным, лучше брать генератор «на вырост», поскольку с каждым годом оборудование добавляется и требования у дачника растут.
Электричество для непосвящённых
Все мы знаем как пользоваться электроприборами – надо просто вставить вилку в розетку. Однако, далеко не каждый понимает суть процессов, которые протекают в этих самых розетках, выключателях и проводах. Для того, чтобы мало-мальски начать в этом разбираться, надо знать некоторые определения. Попытаемся рассказать про электричество на примере батареи отопления.
Все знают по какому принципу работает отопление: горячая вода поступает через трубу (подача) в батарею под давлением, отдаёт ей своё тепло, и уже охлаждённой уходит через вторую трубу (обратка).
Так вот, представьте себе что вода – это ток, который течёт по проводу также, как по трубе вода. Силу тока можно рассматривать как расход воды. Потенциал можно сравнить с давлением воды в какой то точке системы, например на входе батареи. Напряжение можно сравнить с разностью давления воды на входе и выходе батареи отопления. Сопротивление будем сравнивать с диаметром трубы, ведь через тонкую трубу воды протекает меньше, чем через трубу с большим диаметром. Ну, а мощность сравним с размерами или количеством рёбер в нашей батарее, чем больше батарея, тем больше она передаст тепла, тем больше её мощность.
Для полного осознания процесса усвоим, что трубу подачи отопления можно сравнить с проводом фазы при переменном токе, и плюсом при постоянном. А, трубу обратки отопления сравнить с нулём при переменном токе, и минусом при постоянном. Как только вы себе это всё представите, загадка электричества перестанет быть загадкой. Сравнивая любую лампочку с батареей, а выключатель с краном можно понять схему построения сети освещения. На примере батареи можно рассматривать любой электрический прибор, включаемый в розетку, которая сравнивается с трубами подачи и обратки.
А теперь немного усложним:
Ток — это поток свободных электронов, которые движутся по проводнику. Ток всегда течет от точки с большим потенциалом к точке с наименьшим потенциалом. Обозначается ток символом I, а силу тока измеряют в амперах (представляем литры воды). Ток может быть постоянным и переменным. Постоянный ток, который в батарейках, аккумуляторах и т.д., не меняет своего направления, а переменный, который в розетке, меняет своё направление 100 раз в секунду. Он 50 раз течёт в одном направлнии и 50 раз в обратном и поэтому его частота 50 Гц. Частота, как мы уже поняли, измеряется в герцах (Гц).
Напряжение — это разность электрических потенциалов между двумя точками электрической цепи. Напряжение обозначают U и измеряют в вольтах (в.)
Сопротивление — определяет, сколько тока может протекать через проводник. Большое сопротивление говорит о том, что тока протечёт мало, малое сопротивление, наоборот пропустит много тока. Сопротивление обозначают R и измеряют в омах (ом).
Мощность определяет скорость передачи или преобразования электрической энергии. Ее обозначают P и измеряют в ваттах (вт.). Мощность равна произведению значений тока и напряжения.
Как выбрать генератор для дома и рассчитать мощность?
Почему мощность важна. В смысле — да возьму с запасом. С генераторами, как и с машинами идет нелинейная зависимость между ценой и мощностью это как машина с мотором 1.6 л и 2 литра объем. Лошадок прибавилось 25 а цена выросла на 150 т.р.
Определимся с определениями))): у генератора есть несколько вариантов указания его мощности и их нужно понимать.
При выборе генератора по мощности производители указывают в большинстве своем максимально заявленную мощность причем некоторые путают кВт (всем нам привычные киловатты) и кВА (киловольт-амперы) собственно первая величина показывает нам полезную активную мощность (то, что пишут на приборе и сколько он потребляет). А вторая величина показывает нам полную мощность активная и реактивная. Из курса физики P=S * Сosf, где P является активной мощностью, S-полной силой, Сos f мощностным коэффициентом. Там электродвигатели с Сos f=0,8 и т.п. Подробнее в поиске можете почитать. Нас должна интересовать именно полезная — активная мощность.
Максимальная мощность генератора указывает на то сколько сможет выдать при кратковременной перегрузке (нам особо не нужная цифра и она как правило составляет +10% к номинальной мощности).
Номинальная мощность — основной параметр, который нас интересует. Он показывает сколько генератор сможет отдать потребителю при продолжительной работе. На этот показатель нам и нужно ориентироваться.
Для того чтобы рассчитать мощность бензинового генератора для дома нужно определить потребителей, которые мы хотим обязательно резервировать.
Для частного дома это будет: свет (около 0,5 кВт сейчас все лампы уже светодиодные), котел отопления и насосы рециркуляции (около 0,5 – 0,7 кВт при условии, что котел газовый если электрический здесь сложнее, здесь нужно хотя бы 2/3 мощности от котла отопления добавить к расчету (скорее всего вам это не нужно, но если нужно, то считаем). Холодильник (морозилка если нужно) на каждый по 0,5 кВт.
Получается Свет 0,5+котел 0,5+Холодильник 0,5 = 1,5 кВт по самым скромным подсчетам.
Для того чтобы генератор работал долго и не перегревался нужно чтобы процент нагрузки не превышал 75% от его номинальной мощности, при данной нагрузке как правило производитель указывает потребление топлива. Получаем 1,5*100/75=2 кВт
2 кВт эта та мощность, которая подойдет для дачного домика. В этом случае вы не останетесь без света и у вас не пропадут продукты, вы сможете зарядить телефон, но с ноутбуком могут быть проблемы. Ну вы поняли нужно добавить чуток мощности.
Для полноценного резервирования электропитания к данному расчету нужно прибавить один нагревательный прибор. Это чайник, бойлер, стиральная машина, мультиварка, одна конфорка плиты и т.д. В общем 2 кВт. В таком расчете вы пусть и с ограничениями, но сможете пользоваться всеми благами цивилизации пусть и по очереди.
Получаем расчет (1,5 кВт (мин. необх.)+2 кВт (нагревательный прибор))*100/75= 4,6(6) т.е. 5 кВт.
При выборе однофазного генератора такой мощности хватит для перекрытия почти всех потребностей в электроэнергии. Даже будет возможность посмотреть любимый сериал или поиграть в WoT.
При выборе мощности трех фазного генератора предпочтение нужно отдать мощности от 7 кВт. Описывал причину выше. Или взять генератор с возможностью выдавать всю мощность как по трем фазам, так и по одной, но такие генераторы будут тоже от 8 кВт. Меньше не встречал. Во втором случае не будет необходимости высчитывать перегрузки по фазе со всеми вытекающими плюсами. Минус — дороже.
Вывод о том какой выбрать генератор для дома по мощности:
— для дома однофазный 5-6 кВт;
— трехфазный 7-8 кВт.
Пример расчета мощности генератора для дачи
В этом примере рассчитывается, какой мощности нужен генератор для дома дачного типа в удаленном районе, не имеющего подключения к магистральным электросетям. Вода поступает из скважины на участке. До того, как выбрать генератор для дома и рассчитать мощность, составляется список электроприборов, которые необходимы для комфорта.
Перечень бытовой техники с учетом пусковых токов, мощность в кВт:
- освещение внутреннее — 0,5;
- прожектор уличный — 0,5;
- насос погружной — 3,0;
- кондиционер — 1,5;
- проточный водонагреватель — 1,2;
- холодильник — 0,6;
- телевизор — 0,275;
Приборы периодического использования, мощность в кВт:
- микроволновая печь — 2,0;
- электрический чайник— 2,2;
- ноутбук — 0,055;
- пылесос — 1,65;
- зарядка для телефона — 0,025;
- дрель — 0,75;
- электрическая пила — 1,5;
При расчете учитывается, что используется 80 % максимальной мощности генератора. Сумма энергопотребления приборов постоянного использования на даче — 7,575 кВт. Остальную бытовую технику разумно использовать по очереди. Из перечисленных приборов самый мощный — электрический чайник. Окончательное значение: (7,575 + 2,2) / 0,8 = 12,22 кВт. Остается определить, какой мощности брать генератор для дома.
Дача предназначена для сезонного проживания, поэтому требуется мобильная станция, способная к продолжительной работе без остановки. Для этого подходят дизельные или газовые агрегаты. К заданной мощности подойдет электрогенератор ТСС АД-12С, с водяным охлаждением и временем работы до 20 часов. Объем бака 54 литра, средний расход топлива — 2,5 л/час. Номинальная мощность — 12 кВт, пиковая — 15 кВт.
Как альтернативный вариант для электроснабжения дачного хозяйства подойдет агрегат ФАС-13, который работает на сжиженном газе. Модель используемого двигателя — ВАЗ 21067, водяное охлаждение, есть функция автоматического пуска. Максимальная мощность — 13 кВт при расходе газа 0,45 м3/час, баллона емкостью 50 литров хватит на сутки непрерывной работы агрегата.
Сопротивление
Свойство материала проводника препятствовать прохождению электрического тока, называется электрическим сопротивлением. При движении по проводнику свободные электроны взаимодействуют на своём пути с атомами и другими электронами. Это приводит к потере ими части своей энергии. Можно сказать, что электрон испытывает сопротивление своему движению. Различные материалы имеют различное атомное строение. Соответственно, они оказывают различное сопротивление электрическому току. Сопротивление измеряется омметром. За единицу измерения сопротивления принят один «ом» (Ом). Это очень маленькое сопротивление. Для удобства работы применяются следующие величины измерения: ом (Ом, 1Ом), килоом (кОм, 1000 Ом), мегаом (Мом, 1000000 Ом). На схемах и в формулах сопротивление обозначается буквой «R» (эр).
Сила тока, напряжение и сопротивление – взаимосвязанные величины, которые влияют друг на друга. Такую зависимость хорошо показывает закон Ома для участка цепи. Он гласит: ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению. Его можно записать в виде формулы I = U/R.
Прямая пропорция показывает, что если увеличить в несколько раз напряжение, то ток увеличится во столько же раз. Обратная пропорция показывает, что если увеличить в несколько раз сопротивление, то ток уменьшится во столько же раз.
Электрический ток
Согласно школьного курса физики – это упорядоченное движение заряженных частиц. Заряженными частицами, в зависимости от среды распространения, считаются электроны или ионы. Для металлов эти частицы – электроны, для некоторых газов или электролитов – ионы. Считается что именно их движение и являются электрическим током.
Как известно, в мире физики, объекты, обладающие разностью зарядов притягиваются, чтобы достигнуть равновесного состояния. Этот факт отлично подтверждает всем известный эксперимент с эбонитовой палочкой. Таким образом, электрический ток — это поток электронов или ионов, стремящихся воссоздать равновесие в мире электрических зарядов.
Не углубляясь в разновидности проводников, рассмотрим обыкновенные электрические провода и электроны, бегущие в них. Электроны заряжены отрицательно, значит их массовое скопление — это отрицательно заряженный объект. В то же время положительно заряженный объект — это место где имеется нехватка этих самых электронов, а значит скопление ионов (атомов с недостающими электронами). Так как природа стремится воссоздать равновесие, образуется поток электронов от минуса к плюсу.
Если природа стремится к равновесию, то отчего же образовались эти недостачи и излишки электронов?
Ответ довольно банален, за исключением некоторых природных явлений вроде молнии или статических разрядов. Люди их создают искусственно, чтобы пользоваться стремлением, или другими словами, силой природы прийти в равновесное состояние, в своих интересах. Как это происходит подробно рассказано в статье про источники тока.
Маленькая особенность: так как само явление электричества было открыто гораздо раньше его природы (упорядоченного движения электронов в металлах), а раньше люди думали, что движутся положительно заряженные частицы), то принято считать, что электрический ток течет от плюса к минусу, хотя сейчас уже ясно, что всё происходит наоборот. В консервативном мире науки решили ничего не менять и продолжают пользоваться веками укоренившейся схемой.
Поняв, как всё это движется, можно попробовать разобраться, что нам даёт этот самый электрический ток. Прохождение электронов по проводнику сопровождается массой удивительных физических явлений, от простого нагревания проводника, до электромагнитного поля вокруг него, но обо всём по порядку.
Как известно, электроны очень маленькие и понаблюдать за ними даже через самый мощный микроскоп не удастся. Поэтому для понимания и визуализации такого действа как электрический ток, придумали очень удобное сравнение — сравнение с водопроводной трубой.
Итак, представим себе водопроводную трубу, она является проводником или просто проводом, очень близко не так ли? В этой трубе течет вода – капли которой очень похожи на электроны, текущие в проводах. Эту воду что-то толкает и ей что-то мешает.
Поток воды можно описать присущими ему свойствами, такими как давление и скорость, а характеристики трубы можно описать такими понятиями как её пропускная способность и сопротивление потоку воды.
По аналогии поток электронов, то есть электрический ток, можно описать такими характеристиками как электрическое напряжение (давление для воды) и сила тока (объём потока воды). Электрический проводник по аналогии с трубой можно описать таким свойством как сопротивление электрическому току (сопротивление потоку воды).
К примеру, тонкая труба может пропустить лишь небольшой поток воды, точно также, тонкий провод способен пропустить поток электронов только с небольшой силой тока. Тонкая струйка, вылетающая из водного пистолета, имеет большую скорость, но очень маленький объем воды, также искра, вылетающая из пьезоэлемента зажигалки, имеет высокое напряжение, но очень маленькую силу тока.
Представим себе огромную трубу диаметром в целый метр и из неё течет, а лучше сказать «вываливается» огромное количество воды, при этом давление в ней довольно низкое (единицы атмосфер), но поток воды просто огромен (сотни литров в секунду). Та же история с толстым проводом точечной электросварки, напряжение там невысокое (несколько вольт), но сила тока просто огромная (сотни ампер), в месте контакта плавится металл. Предположим, что на краю трубы есть кран и он закрыт, вода внутри есть, но она никуда не течёт. Тоже самое с проводником, если цепь от плюса к минусу разорвана, а воздух для электрического тока настолько же труднопроходимая среда, как кран для воды, то ток тоже никуда не течёт. Но электроны из проводника, как и вода из трубы, никуда не делись и напряжение, как и давление в трубе тоже осталось, нет только потока электронов, а значит сила тока равна нулю.
Как получить электроэнергию из земли
Поскольку в почве есть и электричество, и электролиты, то её можно рассматривать не только как среду для живых организмов и источник урожая, но и как мини электростанцию. Кроме того, наши электрифицированные жилища концентрируют в среде вокруг себя и то электричество, которое «стекает» чрез заземление. Этим нельзя не воспользоваться.
Чаще всего домовладельцы применяют следующие способы извлечения электроэнергии из грунта, расположенного вокруг дома.
Традиционные источники
И если ограничиваться лишь традиционными технологиями, то схем энергоснабжения можно выделить всего две:
Подключение к ЛЭП
- Централизованное – участок «запитываем» от проходящей на относительно небольшом расстоянии линии электропередач.
- Автономное – в качестве источника выступает генератор.
Рассмотрим оба варианта более подробно.
Если говорить об использовании централизованного энергоснабжения, то основным плюсом является достаточно высокая предоставляемая мощность. Так, в этом случае можно даже организовать обогрев дачи электричеством, не разорившись на топливе для генератора.
Присоединение к проводам на столбе
С другой стороны, сам процесс подключения к ЛЭП связан с весьма утомительными бюрократическими процедурами. Даже в том случае, если провода проложены сравнительно недалеко, на этапе согласования могут возникнуть проблемы.
Даже компактное устройство может обеспечить освещение целого дома
Еще один вариант автономного энергоснабжения – монтаж газового генератора. Конечно, цена прибора будет выше, чем у дизельной установки, да и обслуживать его могут только специалисты, но себестоимость киловатта энергии при этом получится существенно ниже.
В итоге оптимальная инструкция будет следующей: если есть возможность – подключаемся к линии электропередач и используем ее мощности, но на всякий случай устанавливаем в доме или сарае генератор с небольшим запасом топлива. Если возможности подключения нет – просто покупаем более производительный генератор, и проектируем электросеть участка с оглядкой на ограничения по производительности установки.
Альтернативные источники
Впрочем, современные технологии позволяют получить электричество на халяву для дачи. Под «халявой» в данном случае имеется полная или практически полная независимость от цен на энергоносители. Конечно, само альтернативное оборудование нужно приобретать, причем за довольно большие деньги, но со временем (от двух до пяти лет) оно окупается, и дальше работает «в плюс».
Фото крыльчатки ветряного генератора на крыше дома
Несколько наиболее эффективных технологий можно выделить, и их особенности мы свели в таблицу:
| Методика | Особенности выработки энергии |
| Геотермальная | На участке пробуриваем скважину, в которую погружаем зонд с теплоносителем. Поскольку в глубине грунта температура практически постоянна, то при прохождении по зонду охлажденный теплоноситель будет отбирать часть грунтового тепла.
Извлеченная энергия может использоваться как для прямого обогрева дома, так и для выработки электричества. |
| Солнечная | На крыше устанавливаются либо солнечные коллекторы из стеклянных трубок, заполненных теплоносителем, либо солнечные батареи.
Как и в случае с геотермальными установками, энергией солнца можно не только обогревать дом, но и питать инвертор для обеспечения электроснабжения. |
| Ветряная | На крыше дома или на отдельной мачте устанавливаем ветряк, соединенный с генератором.
При вращении лопастей вырабатывается электричество, которое аккумулируется в батареях большой емкости и может быть использовано для решения самых разных задач. |
Схема работы геотермального генератора
Впрочем, такое бесплатное энергоснабжение является достаточно капризным. Нет ветра или солнце зашло за тучи на целый день — и придется сидеть в темноте! Вот почему специалисты настоятельно рекомендуют комплектовать подобные установки емкими аккумуляторами, а в качестве резервного источника питания держать как минимум небольшой дизель-генератор.
