مصدر طاقة مستقل لمنزل خاص: نظرة عامة على أفضل الحلول المحلية

أنواع مختلفة من مصادر الكهرباء

غالبًا ما يتم توفير الكهرباء المستقلة لمنزل خاص من خلال:

• إمدادات الطاقة غير المنقطعة (UPS) في شكل بطاريات ؛
• البطاريات الشمسية
• محطات صغيرة لتوليد الطاقة مزودة بمولدات للرياح والغاز والديزل والبنزين.

في بلدنا ، غالبًا ما تستخدم المولدات التي تعمل على حساب الطاقة الحرارية - الغاز والبنزين ووقود الديزل.

محطات أو مولدات كهرباء صغيرة

مثل EPSs سهلة الاستخدام ورخيصة نسبيًا.

فوائد المولدات:

1. يمكن لمحطة توليد الطاقة الصغيرة أن تعمل لفترة طويلة. هذا يتطلب فقط وجود الوقود.
2. يتيح التشغيل التلقائي للمولد إمكانية استخدامه في وضع عدم الاتصال.
3. محطة صغيرة لتوليد الطاقة بطاقة 5-6 كيلوواط قادرة على توفير الكهرباء لجميع الأجهزة الكهربائية في المنزل.
4. تعتمد تكلفة التركيب على قوة المولد وجودة التصنيع والشركة المصنعة.

تشمل عيوب هذا الإعداد ما يلي:

1. الحاجة للصيانة المستمرة. سوف تحتاج إلى التحقق بانتظام من مستوى الزيت ووجود الوقود.
2. المولدات هي أجهزة صاخبة للغاية. لذلك ، إذا لم يكن من الممكن تثبيتها بعيدًا عن المنزل ، فعند استخدام كاتمات الصوت ، فإن الضوضاء التي تصدرها تجعل استخدام التركيبات غير مريح للغاية.
3. ليست كل محطات الطاقة الصغيرة المستقلة عند الخرج قادرة على توصيل جهد ثابت وموجة جيبية نقية.
4. تتطلب المولدات تهوية جيدة وغرفة معزولة منفصلة.

البطاريات أو إمدادات الطاقة غير المنقطعة

يتم شحن هذه الأجهزة في وقت توجد فيه كهرباء في الشبكة وأثناء الانقطاعات ، فإنها توفر الكهرباء.

• لا يحتاج UPS إلى المراقبة المستمرة. سيكون من الضروري فقط مراقبة حالة البطارية.
• لا تتطلب البطاريات غرفة منفصلة ومساحة كبيرة.
• مصدر الطاقة غير المنقطع هو نظام مستقل تمامًا يتم تشغيله على الفور في حالة انقطاع التيار الكهربائي في المنزل.
• عند الخرج ، يعطي الجهاز المستقل جهدًا ثابتًا.
• UPS صامت.

تشمل عيوب البطاريات محدودية وقت التشغيل والتكلفة العالية نسبيًا.يرتبط عمر بطارية UPS ارتباطًا مباشرًا بقدرة بطارياتها.

سيكون هذا التثبيت هو الحل الصحيح لمبنى سكني به تدفئة مستقلة.

مولدات الطاقة الشمسية

الألواح الشمسية عبارة عن وحدات أمان ضوئية خاصة مع حماية من الخارج مصنوعة من زجاج محكم ، مما يزيد من امتصاص أشعة الشمس عدة مرات.

• يمكن التعرف على مولدات الطاقة هذه على أنها أكثر أنواع المعدات الواعدة لتحقيق كهربة مستقلة للمنزل.
• تشتمل مجموعة الجهاز على مجموعة من البطاريات التي تخزن التيار الكهربائي وتزوده بالليل.
• يتم توصيل عاكس خاص بالألواح الشمسية ، قادر على تحويل التيار من التيار المباشر إلى التيار المتردد.
• الأجهزة المجهزة ببلورات السيليكون الأحادية هي أكثر الوحدات ديمومة. إنهم قادرون على العمل لمدة ثلاثين عامًا دون تقليل كمية الطاقة المنتجة والكفاءة.
• لوحة شمسية واحدة تم اختيارها بشكل صحيح قادرة على تزويد المنزل بأكمله بالكمية اللازمة من الكهرباء لتشغيل جميع المعدات المنزلية.

طاقة الرياح أو توربينات الرياح

إذا كانت الظروف الجوية المحلية لا تسمح باستخدام مولدات الطاقة الشمسية ، فيمكن استخدام طاقة الرياح.

• يتم الحصول على هذه الطاقة من خلال التوربينات التي تقع على أبراج من ارتفاع ثلاثة أمتار.
• يتم تحويل الطاقة باستخدام محولات مثبتة في طواحين الهواء المستقلة. الشرط الرئيسي هو وجود الرياح بسرعة لا تقل عن أربعة عشر كيلومترًا في الساعة.
• تشتمل مجموعة المولدات أيضًا على تركيب عاكس وبطاريات تخزن الكهرباء.

لا يمكن تركيب هذه الأجهزة في الأماكن التي لا توجد فيها حركة هواء طبيعية. هذا هو عيب كبير من توربينات الرياح.

محطات الطاقة الكهرومائية المحمولة للمنزل

يتم تشغيل هذا الجهاز الخاص بمصدر الطاقة المستقل بواسطة تيار من الماء. يمكن استخدامها فقط في المنازل التي تقع بالقرب من الأنهار والجداول الصغيرة. لذلك ، تعد محطات الطاقة الكهرومائية أقل الأجهزة شيوعًا.

مزايا امدادات الطاقة المستقلة

يبدو أن هناك نقطة واحدة فقط في نظام إمداد الطاقة المستقل - هذا عندما لا يكون هناك خط كهرباء بالقرب من المنزل ، ويكون سحب الخط الخاص بك مكلفًا للغاية. ومع ذلك ، يقوم العديد من مالكي المنازل بإنشاء نظام كهربائي خاص بهم حتى لو كانوا متصلين بالفعل بالنظام العام.

إذن ما فائدة مصدر الطاقة المستقل؟

• يغض النظر. سيحمي نظامك من انقطاع التيار الكهربائي لأسباب مختلفة. كما أن النظام المستقل ليس محصنًا من الحوادث والمشكلات الأخرى ، ولكن إذا قمت بإنشاء أجهزة مكررة ، فستصل الحماية من الحوادث إلى الحد الأقصى.
• في الاقتصاد. الكهرباء التي يتم توفيرها من خلال نظام واحد باهظة الثمن. إن إنشاء نظام مستقل ليس رخيصًا أيضًا ، لكن العديد من مالكي المنازل يجدون أنه يؤتي ثماره بسرعة كبيرة ، وبنفس السرعة يصبح ليس رخيصًا فحسب ، بل مربحًا أيضًا.
• في التنقل. يسمح لك النظام المستقل ، المبني على عدة مصادر للكهرباء ، بالاستجابة بسرعة للموقف ، والبقاء في الضوء في أي موقف.

إيجابيات وسلبيات مصادر AE

مولدات الوقود

تتطلب هذه المولدات كمية كبيرة من الوقود ، والتي يجب تجديدها باستمرار على نفقتها الخاصة.في أغلب الأحيان ، يتم استخدام هذا النوع لتوليد الطاقة المختلطة غير المنقطعة ، عندما يتم تنشيط المولد عندما "تغفو" الشبكة الرئيسية. في الحالات التي يتم فيها استخدام المولد فقط ، يلزم وجود قطعتين من المعدات على الأقل لتجنب الأحمال الزائدة عن طريق التبديل بدوره.

مولدات عديمة الوقود

خيار جيد للعمل بدوام جزئي مع مصادر أخرى ، إذا لم تشعر بالحرج من الحجم الضخم. في التعديلات الصغيرة ، لا يوجد سوى توربينات هيدروليكية. تعتبر جميع الأنواع صديقة للبيئة ، ولكنها تتطلب توصيل معدات إضافية. تعتمد نماذج الرياح على سرعة تدفق الهواء (14 كم / ساعة على الأقل).

الألواح الشمسية

الطريقة الأكثر صداقة للبيئة للحصول على الكهرباء بطريقة بديلة. لا يمكن للبطاريات التي تعمل على أساس الأشعة الشمسية تزويد أي مبنى نموذجي بالطاقة فحسب ، بل يمكنها أيضًا توليد فائض. من الناحية العملية ، تتميز بمساحة كبيرة من الألواح الشمسية ، وغالبًا ما تغطي أسقفًا أو جدرانًا كاملة للحصول على طاقة عالية الجودة وتحتاج إلى معدات إضافية. يمكن أن يشغل النظام بأكمله غرفة منفصلة تبلغ مساحتها حوالي 5-6 متر مربع (دون احتساب الألواح الشمسية نفسها). حسب المناظر الطبيعية والظروف المناخية ونسبة عدد الأيام الملبدة بالغيوم والمشمسة.

الألواح الشمسية المعروضة في الفيديو

بطاريات

مناسب لإمدادات الطاقة في حالات الطوارئ فقط. عدم القدرة على العمل لفترة طويلة دون إعادة الشحن. معظم الطرز قادرة على الشحن فقط في وجود عاكس لزيادة الجهد (على سبيل المثال ، من 12 إلى 220 فولت).

أنظمة إمداد الطاقة المستقلة الأخرى في المنزل

يجب أن يتم توليد الكهرباء من أجل إمداد الطاقة الذاتية في المنزل بشكل مستمر ، وأن تكون مصدرًا صديقًا للبيئة للطاقة. مصادر الطاقة الرئيسية المستخدمة لتوليد الكهرباء هي الرياح والمياه والكتلة الحيوية والطاقة الحرارية الأرضية ومصادر الطاقة الشمسية.

يعد إنشاء مصدر طاقة مستقل لمنزل خاص على الألواح الشمسية أمرًا مربحًا للغاية. في غضون بضع سنوات ، ستحصل على كهرباء مجانية تمامًا طوال عمر الألواح الشمسية (40 عامًا أو أكثر). سيعتمد المردود إلى حد كبير على مصدر شراء الألواح الشمسية وغيرها من المعدات.

خيارات لتزويد الطاقة المستقلة على الألواح الشمسية وتوربينات الرياح

سيكون شراء هذه المعدات في الصين أكثر ربحية بكثير مما هو عليه في الدول الغربية ، وهي تختلف قليلاً في الجودة وعمر الخدمة. العيب الرئيسي للطاقة من الألواح الشمسية هو المساحة الكبيرة المغطاة بألواح السقف وصيانتها ، والتي تتمثل في تنظيف الألواح من الثلج.

كمعدات إضافية لتشغيل الألواح الشمسية ، يتم استخدام العاكسات لتحويل التيار المباشر إلى تيار متناوب وبطاريات ، يعتمد عددها على طاقة محطة الطاقة الشمسية الخاصة بك.

يتم تثبيت هذه المصادر المستقلة للطاقة الشمسية دون أي تصاريح. تستخدم طاقة الرياح في المناطق التي توجد بها الرياح. تتطلب توربينات الرياح وجود عاكس للعمل. يعتمد ارتفاع منشآت طاقة الرياح على قوة الرياح ، على سبيل المثال ، في المناطق الحضرية ، يزيد ارتفاع البرج عن 10 أمتار.

خيارات إمداد الطاقة المستقلة على الألواح الشمسية وطاحونة الهواء والمولدات

قد تطلب السلطات تصاريح ، موضحة أن طواحين الهواء تشكل عقبة أمام تحليق الطيور. تسبب توربينات الرياح الكثير من الضوضاء. كما أن توربينات الرياح تدفع تكاليفها بسرعة وهي مصدر جيد لإمدادات الطاقة المستقلة في المنزل. استخدام الطاقة المائية مناسب في المناطق التي توجد بها أنهار وبحيرات. على نطاق صغير ، حيث لا توجد عواقب بيئية ، فإن استخدام توربينات المياه أمر مربح للغاية.

في هذه الحالة ، سيكون من الضروري إصدار تصاريح لتركيب التوربينات المائية. لتحديد ما إذا كان هذا النظام أو نظام إمداد طاقة مستقل آخر لمنزل خاص مفيدًا ، فأنت بحاجة إلى حساب جميع تكاليف الشراء والتثبيت وحساب فترة الاسترداد لأنظمة الطاقة المستقلة والتوصل إلى نتيجة مناسبة. ومع ذلك ، فإن استخدام مصدر طاقة مستقل سيكون أكثر ربحية من استخدام مصدر لشبكات الطاقة الصناعية.

متطلبات امدادات الطاقة المستقلة

يعتبر أحد شروط دعم الحياة الطبيعية للمنزل الخاص بمثابة إمداد ثابت وغير منقطع للكهرباء لجميع الأجهزة والمعدات المنزلية المثبتة. يتم تلبية هذه المتطلبات بالكامل من خلال مصادر إمداد الطاقة المستقلة التي تولد الكهرباء باستمرار ، بغض النظر عن أي عوامل خارجية. عند اختيار خيار أو آخر ، من الضروري مراعاة درجة تأثير الأنظمة المستقلة على البيئة.

يتم تنفيذ الاختيار النهائي لمصدر مستقل للكهرباء وفقًا للطاقة الإجمالية للمستهلكين في المنزل. هذه هي أنظمة التدفئة والمياه مع معدات الضخ ومكيفات الهواء وأنواع مختلفة من الأجهزة المنزلية الكبيرة والصغيرة.بغض النظر عن قوة المستهلكين ، يتم فرض المتطلبات العامة على شبكة الإمداد بالطاقة.
بدون فشل ، يتم تحديد الطاقة الإجمالية بشكل مبدئي ، والتي تتم مقارنتها بإمكانيات نظام إمداد الطاقة المستقل المختار. يوصى بزيادة هذا الرقم بحوالي 15-25٪ بحيث يمكن زيادة استهلاك الكهرباء في المستقبل.

تعتمد متطلبات النظام وخصائصه التقنية اعتمادًا كليًا على الاستخدام الإضافي والمهام المعينة. أي أنه يمكن أن يكون مصدر طاقة مستقل تمامًا أو مصدرًا احتياطيًا للكهرباء يعمل خلال الفترة التي يتم فيها إيقاف تشغيل الشبكة المركزية. في الحالة الثانية ، يتم تحديد مدة تشغيل نظام النسخ الاحتياطي بالضرورة أثناء غياب الكهرباء الرئيسية.

يجب أن يتم اختيار نظام مستقل معين مع مراعاة القدرات المالية الحقيقية لأصحاب المنزل. تحدد ميزانية المشروع تكلفة المعدات المشتراة ، بالإضافة إلى العمل المنجز. يحاول العديد من الأشخاص إنشاء مصدر طاقة مستقل لمنزل ريفي بأيديهم ، ومع ذلك ، في هذه الحالات ، هناك حاجة إلى معرفة خاصة بالنظرية والممارسة ، ومهارات في العمل مع الأدوات ، وبعض الخبرة في تثبيت مثل هذه الأنظمة. سيؤدي التجميع الضعيف إلى التشغيل غير المستقر للمعدات باهظة الثمن وفشلها السريع.

توربينات الرياح وتعرفة التغذية

تم استخدام توربينات الرياح لأغراض الطاقة المحلية في العالم لفترة طويلة. تنتج أوروبا طاقة الرياح لسنوات عديدة - في ألمانيا وإسبانيا والدنمارك وفرنسا.بدأت العديد من البلدان الأخرى ، مثل الصين والهند ، مؤخرًا في تطوير إنتاجها من طاقة الرياح بشكل مكثف.

تتكون توربينات الرياح من ثلاثة أجزاء رئيسية: الشفرات والصاري والمولدات. ثلاث مراوح كبيرة ذات ريش مثبتة على قمة سارية كبيرة تحركها الرياح. إذا كان التوربين ينتج طاقة أكثر مما هو مطلوب ، فيمكن إرسالها إلى نظام الطاقة العام ، وفقًا لتعريفة التغذية. يتم تطبيق مثل هذه التعريفة في جميع دول العالم تقريبًا (باستثناء روسيا).

في أوكرانيا ، في عام 2018 ، وفقًا لـ "تعريفة التغذية" ، تعود الدولة مقابل توريد كيلوواط "إضافي" للشبكة بالمبالغ التالية:

• لمحطات الطاقة الخاصة حتى 30 كيلوواط - 18 سنتًا يورو لكل 1 كيلو واط / ساعة ؛
• للمحطات الصناعية الأرضية 15 سنت يورو لكل 1 كيلوواط ساعة ؛
• لأسطح المنازل - 16.3 سنت يورو لكل 1 كيلو واط / ساعة.

يسمح هذا النهج لمنتج الطاقة المنزلية باسترداد جميع تكاليف تركيب محطات الطاقة بسعة 30 كيلوواط في 4 سنوات فقط ، والحصول على ربح سنوي يبلغ حوالي 6500 دولار أمريكي. (هـ) مع ازدياد شعبية توربينات الرياح ، أصبحت أرخص وأيسر منالاً لمجموعة واسعة من المستهلكين.

تشمل مزايا مولد الرياح ما يلي:

• الرياح حرة ومتجددة بنسبة 100٪ ؛
• لا يلوث مولد الرياح البيئة بانبعاثات غازات الاحتباس الحراري والمواد الضارة الأخرى ؛
• تتطلب مساحات صغيرة لاستيعابها ، حيث يتم وضعها على ارتفاعات عالية ؛
• إنشاء منظر طبيعي مثير للاهتمام ؛
• مصدر احتياطي ممتاز لإمدادات الطاقة المستقلة في المستوطنات النائية ؛
• فترة سداد منخفضة عند استخدام "التعرفة الخضراء" تصل إلى 4 سنوات.

لكن مولدات الرياح لها أيضًا عيوبها:

• التكلفة الأولية العالية لإمدادات الطاقة ؛
• الحاجة إلى قطع الأراضي للبناء ؛
• الحاجة إلى طاقة رياح كافية للمنطقة ؛
• الأبعاد الكلية ، قد لا تسمح قوانين البناء بتركيب توربينات في بعض الأماكن ؛
• التلوث الضوضائي للبيئة والتقسيم الطارئ للطيور المهاجرة ؛
• انخفاض مستوى الاستخدام - حتى 30٪ من السعة المركبة ؛
• مستوى عال من خطر الصواعق.

بالنظر إلى هذه البيانات ، يبدو أن مثل هذه الكهرباء المستقلة لها "سلبيات" أكثر من "إيجابيات". ومع ذلك ، فإن تأثير قوة الرياح على البيئة أقل بكثير من تأثير الكهرباء المنتجة من الفحم أو النفط ، لذلك بالنسبة لسكان المناطق ذات الرياح المستقرة للطاقة ، فإن هذا النوع من إمدادات الطاقة المستقلة في المنزل يعد واعدًا للغاية.

الخصائص التقنية لتوربينات الرياح لإمداد الطاقة المستقل في المنزل

لكل نوع من أنواع توربينات الرياح خصائصه الخاصة ، والتي يمكن مقارنتها باستخدام الجدول:

الماركة / الشركة المصنعة	الطاقة ، كيلوواط	الجهد ، الخامس	قطر عجلة الرياح ، م	سرعة الرياح ، م / ث
T06 / الصين	0,6	24	2,6	9
T12 / الصين	1,2	24/48	2,9	10
T23 / الصين	2,3	48	3,3	10
T60 / الصين	6	48/240	6,6	11
T120 / الصين	12	240	8	11
باسات / هولندا	1.4	12/24/488	3,1	14
مونتانا / هولندا	5	48/240	5	14
أليز / هولندا	10	240	7	12
W800 / أوكرانيا	0,8	48	3,1	8
W1600 / أوكرانيا	1,6	48	4,4	8

تحديد:

من خلال الاختيار الصحيح للمجموعة الشمسية وسعة البطارية والمكونات الأخرى ، يتمتع حلنا بالميزات البارزة التالية:

• يضمن الشحن السريع للبطارية من الشمس أنه حتى مع وجود ساعتين أو ثلاث ساعات من أشعة الشمس في اليوم ، سيتم تزويدك بالطاقة لمدة يوم واحد.
• يوفر الشحن السريع للبطارية من المولد (ساعتان إلى ثلاث ساعات) توفيرًا للوقود وصمتًا في الأيام الملبدة بالغيوم
• توفر السعة الزائدة العالية "إمكانية البقاء" وتسمح لك ببدء الأحمال المعقدة ، مثل مضخة الآبار
• بفضل بطاريات الليثيوم أيون المناسبة ونظام التحكم ، فإن محطة الطاقة مدمجة ومتينة

أنظمة الإمداد بالطاقة المستقلة لمنزل خاص

سيكلف استخدام الأنظمة المستقلة أقل بكثير من وضع خط كهرباء جديد ، الأمر الذي يتطلب تكاليف مادية كبيرة. مصدر الطاقة المستقل مملوك بالكامل لمالك المنزل. مع الصيانة الدورية ، يمكن أن تعمل لفترة طويلة.

يوفر نظام إمدادات المياه والصرف الصحي والتدفئة الخاصة به الاستقلال التام عن المرافق المحلية. يعد حل مشكلة توفير الكهرباء أكثر صعوبة ، ومع ذلك ، مع النهج الصحيح باستخدام مصادر طاقة بديلة ، من السهل نسبيًا التغلب على هذه المشكلة. هناك العديد من الخيارات للإمداد الذاتي بالطاقة ، كل منها هو الأنسب لظروف تشغيل محددة ، بما في ذلك أنظمة الإمداد بالطاقة الشمسية.
جميع الأنظمة المستقلة لها مبدأ تشغيل واحد ، لكنها تختلف في المصادر الأصلية للكهرباء. عند اختيارهم ، تؤخذ عوامل مختلفة في الاعتبار ، بما في ذلك تكاليف التشغيل. على سبيل المثال ، تتطلب مولدات البنزين أو الديزل الوقود باستمرار.البعض الآخر ، المرتبط بشكل مشروط بما يسمى بآلات الحركة الدائمة ، لا يحتاج إلى ناقلات طاقة ، ولكن على العكس من ذلك ، فهم أنفسهم قادرون على توليد الكهرباء عن طريق تحويل طاقة الشمس والرياح.

تتشابه جميع مصادر إمداد الطاقة المستقلة إلى حد كبير مع بعضها البعض في هيكلها المشترك ومبدأ عملها. يتكون كل واحد منهم من ثلاث عقد رئيسية:

• محول الطاقة. تمثلها الألواح الشمسية أو مولد الرياح ، حيث يتم تحويل طاقة الشمس والرياح إلى تيار كهربائي. تعتمد فعاليتها إلى حد كبير على الظروف الطبيعية والطقس في المنطقة - على النشاط الشمسي وقوة الرياح واتجاهها.
• بطاريات. إنها حاويات كهربائية تجمع الكهرباء التي يتم توليدها بنشاط في الطقس الأمثل. كلما زاد عدد البطاريات ، زادت مدة استخدام الطاقة المخزنة. للحسابات ، يتم استخدام متوسط ​​استهلاك الكهرباء اليومي.
• مراقب. يؤدي وظيفة تحكم لتوزيع تدفقات الطاقة المتولدة. في الأساس ، تراقب هذه الأجهزة حالة البطاريات. عندما يتم شحنها بالكامل ، تذهب كل الطاقة مباشرة إلى المستهلكين. إذا اكتشفت وحدة التحكم أن البطارية منخفضة ، فسيتم إعادة توزيع الطاقة: تذهب جزئيًا إلى المستهلك ، ويتم إنفاق الجزء الآخر على شحن البطارية.
• العاكس. جهاز لتحويل التيار المباشر 12 أو 24 فولت إلى جهد معياري 220 فولت. للعاكسات طاقة مختلفة ، لحساب الطاقة الإجمالية للمستهلكين العاملين في نفس الوقت.عند الحساب ، من الضروري إعطاء هامش معين ، لأن تشغيل الجهاز في حدود قدراته يؤدي إلى فشل سريع.

هناك مجموعة متنوعة من إمدادات الطاقة المستقلة للمنزل الريفي ، حيث يتم استكمال الحلول الجاهزة بعناصر مختلفة في شكل كبلات توصيل وكوابح لتفريغ الكهرباء الزائدة ومكونات أخرى. من أجل الاختيار الصحيح للوحدة ، يجب أن تتعرف على كل نوع من أنواع مصادر الطاقة البديلة بمزيد من التفاصيل.

الطاقة الكهرمائية الصغيرة

الكهرباء المستقلة لمنزل خاص باستخدام الطاقة المائية - الطاقة المائية (الطاقة المائية) ، لها مزايا على الأنواع الأخرى من الطاقة المتجددة ، إذا تم تصميم النظام وتركيبه بشكل صحيح ، فإنه يخلق الحد الأدنى من المخاطر البيئية على البيئة.

كقاعدة عامة ، كل ما هو مطلوب هو نهر به كمية كافية من الماء وسرعة التيار المتدفق إلى توربينات مائية متصلة بمولد كهرباء. بناءً على الحجم والقدرة المطلوبة لتوليد الطاقة ، يتم تقسيم محطات الطاقة الصغيرة للدوائر الكهرومائية على النحو التالي:

1. تولد الطاقة الكهرومائية الصغيرة الحجم طاقة كهربائية تتراوح بين 100 كيلوواط (1 كيلوواط) و 1 ميغاواط (ميغاواط) عن طريق تغذية هذه الطاقة المولدة مباشرة في شبكة المرافق التي تغذي أكثر من أسرة واحدة.
2. مقياس صغير للطاقة المائية (مقياس صغير) ، والتي تولد الطاقة من 5kW إلى 100kW ، وتغذيها مباشرة إلى الشبكة العامة أو النظام المستقل بطاقة التيار المتردد.
3. Micro Scale Hydro Power (مقياس صغير) ، مخطط محلي لـ EPS للأنهار ، مع مولد تيار مستمر لإنتاج الطاقة الكهربائية من مئات الواط إلى 5 كيلو وات كجزء من نظام قائم بذاته.

تنقسم محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة (محطات الطاقة الكهرومائية) ، اعتمادًا على نوع الموارد المائية ، إلى:

• القناة - الأنهار الصغيرة ذات الخزانات الاصطناعية على السهول ؛
• ثابتة - أنهار جبال الألب ؛
• رفع المياه مع قطرة ماء في المؤسسات الصناعية ؛
• متحرك - يدخل تدفق المياه من خلال الأجهزة المقواة.

تستخدم الأنواع التالية من التوربينات لتشغيل محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة:

• ضغط الماء> 60 م - دلو وشعاعي محوري ؛
• بضغط 25-60 م - شعاعي محوري وشفرة دوارة ؛
• عند الضغط المنخفض - المروحة والشفرة الدوارة في أجهزة الخرسانة المسلحة.

يمكن تصميم مصدر طاقة منزلي مستقل باستخدام Hydro أو Mini Hydro Systems أو Micro Hydro Systems باستخدام إما عجلات مائية أو توربينات نبضية. تعتمد إمكانات التوليد في موقع معين على كمية تدفق المياه ، والتي تعتمد بدورها على ظروف الموقع وموقعه ، فضلاً عن خصائص هطول الأمطار في الموقع. تعتبر عجلات المياه والتوربينات المائية رائعة لأي مخطط صغير للطاقة الكهرومائية لأنها تستخرج الطاقة الحركية من نقل المياه وتحويل هذه الطاقة إلى طاقة ميكانيكية تدفع مولدًا كهربائيًا.

يعتمد الحد الأقصى لكمية الكهرباء التي يمكن الحصول عليها من نهر أو مجرى مائي جاري على كمية الطاقة في نقطة معينة في المجرى. لكن التوربينات المائية ليست مثالية ، بسبب فقدان الطاقة داخل التوربينات بسبب الاحتكاك. تبلغ كفاءة معظم التوربينات المائية الحديثة 80 إلى 95٪ ويمكن استخدامها كمحطة طاقة صغيرة لمنزل خاص.تعمل محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة على مبدأ موثوق. يعمل الماء على ريش التوربينات من خلال محرك هيدروليكي ، حيث يقوم بتدوير مولد كهربائي يولد الكهرباء.

يتم التحكم في العملية بواسطة أنظمة التشغيل الآلي. يحمي نظام التشغيل الآلي الموثوق به المعدات من الأحمال الزائدة والأعطال. تعمل أجهزة المولدات المائية الحديثة على تقليل أعمال التركيب إلى الحد الأدنى خلال فترة البناء وتخلق مصدرًا مثاليًا للطاقة بالكهرباء.

تم تصميم المصادر المستقلة لإمداد الطاقة mini-HPP بالامتثال الكامل لمعايير التوربين والوحدة الهيدروليكية لإنتاج السرعة والتيار المطلوبين.

تشمل مزايا محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة ما يلي:

• السلامة البيئية للمعدات ؛
• تكلفة منخفضة تبلغ 1 كيلو واط ساعة من الكهرباء ؛
• استقلالية النظام وبساطته وموثوقيته ؛
• عدم استنفاد المورد الأساسي.

تشمل عيوب محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة وجود مادة ضعيفة وقاعدة تقنية وإنتاجية لإنتاج مجموعة المعدات اللازمة بالكامل في الدولة.

أنواع الكهرباء البديلة

يواجه المستهلك دائمًا خيارًا بناءً على السؤال ، أيهما أفضل؟ وتتضمن هذه الخطة ، أولاً ، تكلفة الحصول على نوع جديد من مصادر الكهرباء ، وثانيًا ، إلى متى سيعمل هذا الجهاز. أي ، هل ستكون مربحة ، هل ستؤتي ثمارها بأكملها ، وإذا كانت تؤتي ثمارها ، فبعد أي فترة زمنية؟ دعنا نقول فقط أنه لم يقم أحد بإلغاء توفير المال بعد.

كما ترى ، هناك أسئلة ومشكلات كافية هنا ، لأن الكهرباء التي تعمل بنفسك ليست فقط مسألة خطيرة ، ولكنها أيضًا مكلفة للغاية.

مولد كهربائي

لنبدأ بهذا التثبيت ، كما هو الحال مع الأبسط.تكمن بساطته في حقيقة أنك تحتاج إلى شراء مولد كهربائي وتثبيته في مكان مغلق آمن يتوافق مع لوائح السلامة من الحرائق. بعد ذلك ، قم بتوصيل الشبكة الكهربائية لمنزل خاص به ، وقم بتعبئة الوقود السائل (البنزين أو وقود الديزل) وقم بتشغيله. بعد ذلك تظهر الكهرباء في منزلك والتي تعتمد فقط على وجود الوقود في خزان المولد. إذا كنت تفكر في نظام إمداد الوقود التلقائي ، فستحصل على محطة طاقة حرارية صغيرة ، والتي ستتطلب منك الحد الأدنى من التواجد.

مولد البنزين

بالإضافة إلى ذلك ، تعد المولدات الكهربائية منشآت موثوقة ومريحة تعمل إلى الأبد تقريبًا إذا تم تشغيلها بشكل صحيح. لكن هناك لحظة واحدة. يوجد نوعان من المولدات في السوق حاليًا:

• بنزين.
• ديزل.

ايهما افضل؟ دعنا نقول فقط ، إذا كنت بحاجة إلى مصدر بديل للطاقة سيتم استخدامه باستمرار ، فاختر الديزل. إذا كان للاستخدام المؤقت ، ثم البنزين. وهذا ليس كل شيء. المولد الكهربائي الذي يعمل بالديزل له أبعاد إجمالية كبيرة ، مقارنة بالبنزين ، فهو صاخب للغاية أثناء التشغيل وينبعث منه كمية هائلة من الدخان وغازات العادم. بالإضافة إلى أنها أغلى ثمناً.

ظهرت مولدات الغاز مؤخرًا في السوق التي يمكن أن تعمل بالغاز الطبيعي والغاز المسال. خيار جيد وصديق للبيئة لا يتطلب غرفة خاصة للتثبيت. من الممكن توصيل عدة اسطوانات غاز بمولد واحد في وقت واحد ، والتي سيتم توصيلها تلقائيًا بالتركيب.

مولد طاقة الغاز

بديل للوقود الهيدروكربوني

من بين الأنواع الثلاثة للمولدات الكهربائية ، يعتبر الغاز هو الأفضل والأكثر كفاءة.لكن تكلفة الوقود (السائل أو الغازي) ليست رخيصة ، لذلك يجب أن تفكر في كيفية إنتاج الوقود بنفسك ، واستثمار الحد الأدنى من المال فيه. على سبيل المثال ، الغاز الحيوي ، والذي يمكن الحصول عليه من الكتلة الحيوية.

بالمناسبة ، يمكن للأنواع البديلة من الطاقة ، والتي تسمى اليوم بيولوجية ، أن تحل محل جميع مصادر الكهرباء البديلة تقريبًا. فمثلا:

• يتم الحصول على الغاز الحيوي عن طريق تخمير السماد وفضلات الطيور والمخلفات الزراعية وما إلى ذلك. الشيء الرئيسي هو تركيب المعدات التي تستخدم لالتقاط الميثان.
• من القمامة ، على سبيل المثال ، في مكبات النفايات ، يتم استخراج ما يسمى بمعيار السليلوز. أو كما يسميها الخبراء غاز المكبات.

IBGU-1 - مصنع الغاز الحيوي

• من فول الصويا وبذور اللفت ، أو بالأحرى من بذورها ، يتم إنتاج الدهون ، والتي يمكن الحصول منها على الوقود الحيوي.
• يمكن استخدام البنجر وقصب السكر والذرة لإنتاج مادة حيوية (غازولين حيوي).
• لقد أثبت العلماء أن الطحالب العادية يمكن أن تتراكم الطاقة الشمسية.

أي أن هناك عددًا كبيرًا من التطورات العلمية التي تنتج أشكالًا بديلة من الطاقة. وقد تلقى العديد منهم بالفعل تطبيقات عملية. على سبيل المثال ، يمكن تركيب IBGU-1 بمساعدة ما يصل إلى اثني عشر مترًا مكعبًا من الغاز الحيوي من السماد يوميًا. يقدر المزارعون المحليون عمل العلماء ، لذلك تم بيع هذه المعدات بسرعة.

أنواع مختلفة من المولدات

عند اختيار مولد لمصدر طاقة احتياطي مستقل ، من الضروري مراعاة ليس فقط تكلفة مجموعة من المعدات ، ولكن أيضًا سعر الوقود. يجب أن تتوافق معلمات مكان التنسيب والتشغيل مع القواعد واللوائح. هذا أيضا استثمار كبير.

مولدات الغاز

مولد الغاز

يمكن وضعها في غرفة غير مدفأة. هم يصدرون القليل من الضوضاء. بالنسبة للغاز المسال ، هناك حاجة إلى حاويات خاصة - خزان غاز أو أسطوانة. زجاجة واحدة سعة 50 لترًا تكفي لمدة 15 ساعة من مصدر الطاقة لمنزل صغير. إذا كنت تستخدم الغاز الرئيسي ، فيجب عليك تهوية العادم في الغرفة بشكل صحيح. إعداد وتنسيق مع خدمات الغاز حزمة من المستندات لربط المنشأة.

مولدات البنزين

مولد بنزين DDE GG3300P

المزايا: القدرة على العمل في درجات حرارة دون الصفر ، وتوافر الوقود. لديهم مورد محرك لمدة 5-7 ساعات من العمل ، ثم يلزم استراحة لمدة ساعة واحدة. لم يتم تضمين الأتمتة في الحزمة الأساسية. تحتاج إلى شرائه وتثبيته وتكوينه بشكل منفصل. لا يلزم تصريح التشغيل.

مولدات الديزل

يمكن أن تعمل في أي ظروف جوية. اقتصادي - استهلاك الوقود أقل بمقدار 1.5 مرة من استهلاك البنزين. وقت التشغيل - 6-15 ساعة ، حسب سعة خزان الوقود. العيوب: ضوضاء ، أبخرة عوادم ، صيانة باهظة الثمن مقارنة بالبنزين. للبدء في الأيام الباردة ، من الضروري توفير مخزن للوقود في غرفة دافئة.

مصادر الطاقة غير التقليدية

مخطط مولد الرياح محلية الصنع

وتشمل هذه مولدات الرياح ، والتي ستعمل فقط في الأماكن التي تهب فيها الرياح باستمرار. منشآت الطاقة الحرارية الأرضية باستخدام الماء الساخن من أحشاء الأرض. لكن هذه المياه مشبعة بالمعادن والسموم. لا يمكنك دمجه في المصادر المفتوحة.

الألواح الشمسية

يعد مصدر الطاقة الاحتياطية لمنزل ريفي بمساعدة الألواح الشمسية حلاً مكلفًا ولكنه جيد للمشكلة. المعدات صديقة للبيئة ، صامتة. تتكون المجموعة من وحدات ، وحدة تحكم ، وحدة عاكس ، بطاريات. العيب هو الثمن الباهظ.

خيارات الاستخدام المشترك لمصادر طاقة احتياطية مختلفة ممكنة.