Автор, тестер, специалист ВИЭ
0,0
рейтинг
11 марта 2015 в 10:55

Полная энергетическая автономия или как выжить с солнечными батареями в глубинке (часть 2.5. практическая)



Прожив одно лето с парой солнечных батарей и не дождавшись подключения к электросети, надо было решать проблему электрообеспечения на следующий год. Впереди была зима и было время изучить методы автономного электроснабжения, а также выбрать, что будет лучше: собственная солнечная электростанция, ветрогенератор или компактная гидроэлектростанция…





Первым вариантом было обзавестись собственной гидроэлектростанцией. Тихая работа, собственный пруд и рыбалка — все это выглядит здорово до тех пор, пока не окунаешься в теорию. Для извлечения энергии надо иметь либо приличный перепад высот, либо высокую скорость потока. Ни первого, ни второго на наших широтах нет, поэтому этот вариант был отметен сразу. Стоит отметить, что в России производят готовые комплекты минигидроэлектростанций.

Вторым и самым привлекательным вариантом был ветряк. «Как же»,- подумал я. «Ведь ветер есть всегда. Да и красивые лопасти будут крутиться медленно и романтично». Чем глубже я проникал в теорию ветроэнергетики и читал отзывы пользователей, тем сильнее шевелились мои волосы. С течением времени я понял, что прожить на одном ветрогенераторе невозможно, хотя бы потому, что живу я не в краю степей и не на берегу моря или океана, где имеются постоянные ветра. Кроме того, если вокруг есть леса или хотя бы лесополосы, это существенно влияет на скорость и силу ветра, а значит, на выработку энергии. Изучив также рынок ветроэлектростанций, я узнал, что в России есть собственные производители ветряков, вот только с гарантией случались проблемы, поэтому я обратил свой взор в сторону Китая, где налажен массовый выпуск таких устройств. Исходя из потребностей в энергопотреблении, мне хотелось бы иметь до двух киловатт мощности в пике. Как оказалось, такой ветряк мог вырабатывать и больше, но тут я взглянул на график.



Оказывается, что 2 кВт энергии можно получить при ветре, скоростью в 9 м/с. Возник вопрос, а какие ветра дуют в моем регионе? Я начал копать и увидел, что у НАСА данных больше и достать их проще. В целом, карта ветров по РФ выглядит так:



То есть, если поставить ветряк на мачту высотой 10 метров, то можно рассчитывать на среднегодовой ветер в 4 метра в секунду. И это при том, что страгивание лопастей иногда происходит только при порывистом ветре до 5 м/с, а потом лопасти вращаются и при меньшем ветре. Но выработка начинается при 2.5-3 м/с, а приток энергии при таком ветре составит всего 200-300 Вт/ч.
Почитав еще немного опытных людей, я понял, что надо либо жить на холме, либо поднимать мачту с ветрогенератором на 15 метров, чтобы получить больше ветра. Надо помнить, что ветряк требует периодического техобслуживания (минимум, раз в два года) и в случае ремонта его надо будет как-то спускать.
А теперь давайте прикинем бухгалтерию такого ветряка. Будем учитывать только стоимость самого ветрогенератора, специального контроллера к нему и мачты. Аккумуляторы не рассматриваются, так как они нужны будут в автономке, независимо от источника энергии. Я буду приводить цены готовых устройств в России. Мне могут возразить, что точно так же можно купить трубы, сварить их и сделать мачту самому или заказать ветряк из Китая. Как показала моя практика на этапе создания солнечных батарей, экономическая целесообразность этих действий имеется лишь в том случае, если обладаешь большим опытом самостоятельной сборки.

Набор ветроэнергетики (цены на начало марта 2015):
1. Ветряк LOW·WIND·48·2.5, 2,5 кВт 48В с контроллером- 131880 р
2. Мачта 15 м для ветрогенератора SWG-E — 32500 р
Итого за комплект: 164 380 рублей.
Как-то не очень бюджетно. На эти деньги можно купить генератор примерно на 6 кВт и 7300 литров бензина АИ-92 при цене в 32 рубля за литр. При расходе 2,3 литра в час генератор без остановки проработает 3175 часов или 132 дня. Понятно, что нужно проводить ТО генератору и работать он не будет круглыми сутками, а лишь в моменты высоких нагрузок или для зарядки аккумуляторов, но я посчитал, что ветрогенератор для меня дороговат.

Плюсы ветроэнергетики: Круто, необычно, привлекает внимание. Чем хуже погода — тем сильнее ветер, а значит больше энергии. Есть исключения — при ураганном ветре, для предотвращения выхода из строя, он блокируется.
Минусы: высокий первоначальный вклад, большое пространство под растяжки для мачты (возможна установка мачты без растяжек, но требует лучшего фундамента и конструкция несколько дороже), ветрозависимость, шум

Обратимся к солнечной энергетике. Сразу заметны плюсы: отсутствие каких-либо звуковых колебаний, возможность постепенной покупки модулей и шагового увеличения мощности.
Минусы же чуть менее очевидны: необходима достаточная площадь с постоянным освещением, без тени. Погодозависимость. Сезонность, так как в зимний период выработка падает кратно, относительно лета.

Я перешел на сторону солнца и начал закупать модули. Проштудировав не один форум и изучив цены в российских интернет-магазинах, я решил сэкономить и обратиться к заграничным продавцам. Поднялся вопрос гарантии и надежности, поэтому я выбрал европейских поставщиков китайских панелей. На тот момент у них было довольно интересное предложение при покупке сразу двух батарей мощностью по 100 Вт каждая. Даже с доставкой, стоимость выходила порядка 7 тысяч рублей за штуку. Так я обзавелся 4 батареями и начал смотреть в сторону контроллеров. Стало ясно, что эффективность выработки поднять можно только при помощи MPPT-контроллера. Изучив рынок, я заказал через Ebay контроллер EPSolar Tracer 3215RN. Он относится к бюджетным моделям, но позволяет подключить ко входу до 150В и выдерживает токи до 30 А. При 12В аккумуляторах он способен переваривать до 390 Вт мощности, то есть мои батареи приходились как раз. А если поднять напряжение до 24В, то перевариваемая мощность увеличивается вдвое. То есть контроллер, что называется, «на вырост». Дополнительно к своему аккумулятору я добавил еще один на 190 Ач.
Стало понятно, что получаемую энергию нужно расходовать, а китайские инверторы для этого не подходили совсем. Пришла идея обзавестись инвертором с чистой синусоидой. Стоит это удовольствие дорого, но изучив несколько вариантов, включая российские, я решил взять китайское устройство под европейским именем. Этот инвертер способен долговременно выдавать 1500 Вт потребителям, в пике до 3000 Вт. То есть такой инвертер легко запустит все бытовые электроприборы с моторами, а также электроинструмент. В автономке очень важен такой параметр, как ток Холостого Хода. В данном устройстве этот параметр равнялся от 600 до 1000 мА, что не очень хорошо, но терпимо, так как работа обычно велась под нагрузкой и в светлое время суток, то потери на преобразовании компенсировались с лихвой.
Надо сказать, что перед покупкой я даже нашел ОЕМ-производителя этих инверторов в Китае и связывался с ними на предмет закупки напрямую. Выгода на тот момент (курс доллара 30-32 руб) составляла около 30-40 долларов, а вот с гарантией у китайцев сложнее, поэтому я предпочел купить в Германии, зная, как относятся немцы к гарантийным обязательствам. И я понимаю, что поступил правильно, поскольку гарантия на инвертор составляет 24 месяца и мне дважды приходилось отправлять его в ремонт. Платил я только за пересылку в одну сторону, поэтому считаю, что оно того стоило.
Ближе к лету я решил докупить солнечных батарей и тут оказалось, что в России покупать батареи выгоднее, так как европейцы подняли стоимость, а у нас выросла популярность солнечной энергетики, да и батареи я брал не из высшего ценового эшелона. Таким образом, моя солнечная электростанция стала способна выработать 800 Вт энергии. Пришлось покупать новый контролер, так как я категорически не хотел переходить на основное напряжение 24 В. Новый контроллер был вдвое мощнее и мог переварить ток до 60А. Основные потребители у меня остались прежними: бытовые приборы, электроинструмент (инвертор уже был на 12 В) и освещение. Второй инвертор я заказывал также через Ebay, долго торгуясь с различными продавцами, предлагая свою цену (есть такой пунктик) и даже сторговал порядка 30 долларов. Когда я делал такие дорогостоящие покупки, продавцы, как правило, сами высылали трекинг код, для отслеживания путешествия посылки, но незазорно и самому попросить, если они сразу не отправляли его сами. Все посылки я получил и все работало успешно.
Помня о том, что в автономке лучше дублировать важные узлы, я обзавелся бу инвертором на 12В и 2000 Вт с модифицированным синусом. Он меня выручал, когда основной инвертер уезжал в ремонт, так что такой подход себя оправдал. На самые большие и сложные нагрузки, вроде электросварки, я запускал генератор. И вот тут стало ясно, что генератор мог приносить пользу, когда работал в холостую. Я начал присматриваться к зарядным устройствам, которые могли бы заряжать такой блок аккумуляторов.
Немного теории. Свинцово-кислотные аккумуляторы принято заряжать током в 1/10 от их емкости. Так как у меня стояли два аккумулятора по 190Ач, подключенных параллельно, то расчетная суммарная емкость составляла 380 Ач и ток заряда должен был быть в районе 38А. Такие устройства были либо очень дороги, либо были стартовыми комплектами для запуска двигателя авто. Долго выбирая среди наших и заграничных производителей, я наткнулся на отзыв одного пользователя и начал копать дальше. Что любопытно, ЗУ Орион Вымпел-50 производит российская компания, базирующаяся в Санкт-Петербурге. Судя по отзывам, компания прислушивается к пожеланиям пользователей и выпускает достаточно надежные и недорогие зарядники. Выбранная модель позволяет выдавать зарядный ток до 15А и обладает пятью профилями заряда с тремя ручными установками по нижней и верхней границе напряжения. Проще говоря, можно настроить зарядку практически любого типа аккумуляторов, что мне и требовалось. Чтобы получить 10% от емкости аккумулятора, требовалось взять пару ЗУ и подключить их параллельно. К слову, солнца хватало настолько, что заряд не требовался, а сейчас это ЗУ трудится на постоянном поддержании заряда батарей.



На схеме виден переключатель, в который сходятся силовые линии от инвертора и генератора. Это ручной переключатель фаз. К нему подводятся фаза и ноль от двух источников питания, а выход подается на нагрузку. Вручную можно, через положение размыкания, выбрать только один источник питания, таким образом я обезопасил себя от возможности замыкания двух источников питания. Вариант крайне простой, но эффективный.

В итоге получилась система, которая включает в себя (цены 2014 года):
1. 8х100 Вт солнечных батарей (~6500 р/шт)
2. Контроллер заряда EPSolar Tracer 3215RN (~13000 р)
3. Контроллер заряда mppsolar pcm60x (~16500р)
4. Инвертор Solartronics 1500Вт (~16000 р)
5. Инвертор Mystery MAC-2000 (бу за 1000р)
6. 2х Аккумулятор 190Ач (~8500 р/шт)
7. ЗУ Орион Вымпел-50 (~3000р)
Итого: 118500 р

Что же может такая система? Все лето я обходился без генератора, даже в не очень ясную погоду. В пасмурное время потребление просто снижалось, а в ясную погоду можно было успешно пользоваться мощным электроинструментом. Генератор запускался только для пользования электросваркой. Чтобы эффективнее задействовать получаемую энергию, было использовано несколько хитростей. Термореле холодильника было выкручено на максимум, чтобы во время включения холодильник работал без остановки. В морозильник были уложены бутылки с сильно соленой водой, которые служили аккумуляторами холода и морозились весь день, отдавая ночью холод в основную камеру. Сам холодильник на ночь отключался. К электроприборам добавилась электрическая хлебопечь, которая за цикл работы потребляла 650 Вт*ч с пиковым потреблением 600 Вт. Хлеб пекли почти каждый день. Таким образом, выработка энергии превышала потребление, но для мощных работ вроде сварочного аппарата или утюга приходилось включать генератор.

По итогам создания второй версии автономки можно заключить, что:
а) покупать на Ebay сложную электронику можно
б) торговаться перед покупкой на Ebay можно и нужно
в) следует соотносить гарантийные обязательства и разницу в цене между устройством из Китая, купленное у китайцев и у европейцев
г) стоимость солнечных батарей неизбежно снижается и закупать их на данный момент выгоднее в России (применительно к россиянам)
д) ключевые устройства должны дублироваться, чтобы в случае поломки не остаться без энергии на время ремонта
е) обязательно разделить цепи питания от разных источников энергии, чтобы не допустить замыкания
ж) существуют российские аналоги всех этих устройств, которые зачастую превосходят по своим характеристикам западные или китайские аналоги
з) при покупке в наших магазинах можно договориться о гарантийной подмене ключевых устройств на время ремонта, в случае выхода их из строя

В конце статьи хотелось бы подвести некоторые итоги. Построенная солнечная электростанция обошлась вдвое дешевле ветрогенератора, но она эффективна с марта по октябрь. Зимой ее выработки хватает только на обеспечение освещения дома, поэтому на довольно популярный вопрос в автономной энергетике «можно ли отопить дом с помощью солнечных батарей» можно ответить отрицательно. Если же требуется полная автономка круглый год, то только сочетание двух источников энергии позволит жить в светлом доме. Один из источников — это солнечные батареи, а второй — генератор или ветряк. В слуачае, если рядом есть гидроэлектростанция, то выработка энергии постоянна, за некоторыми исключениями.

Уважаемые Хабровчане, я заметил, что автономное обеспечение энергией и теплом заинтересовало многих, поэтому следующий материал хотел бы сделать максимально полезным. В комментариях, помимо вопросов, прошу сообщить, что было бы интереснее Вам:
  1. Борьба с энергетиками за сетевое электричество и типовые ошибки в проектировании солнечной автономки
  2. Снижаем расходы на электроэнергию при наличии солнечных батарей
  3. Получаем от солнца не только электричество, но и тепло
  4. Есть ли жизнь с ветряком?


Алексей @shuvaevgl
карма
25,0
рейтинг 0,0
Автор, тестер, специалист ВИЭ
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (128)

  • +4
    Ветряки ещё шумят. У соседа стоял ветрогенератор, хотелось ночью спилить его к чертям.
    • +6
      Добавил к минусам. А почему стоял?
      • +20
        Видимо, все же спилил.
      • 0
        Я давно не был в тех краях.
        • 0
          Какая высота мачты была и размах лопастей, хотя бы примерно? Для статистики
          • +2
            Высота мачты метров 7-10, лопасти где-то 50 см.
            • +1
              маломощный ветряк
    • 0
      Продавцы нахваливают вертикальные генераторы, мол не шумят. Хотя, реальных отзывов не находил.
      • 0
        В процессе изучения вопроса видел массу самодельных конструкций, да и на youtube роликов хватает. Но эти самоделки крутятся без генератора, а реальных экземпляров, вырабатывающих хоть какую-то энергию, я не видел. Сейчас начали продавать вертикальные ветряки промышленного производства.
  • 0
    Знаю что есть ветряки-воздушные змеи. Такой вариант конструкции не рассматривали?
    • +3
      Чем сложнее конструкция, тем больше вероятность выхода из строя. Автономка же строится с расчетом на длительную работу без остановок и привличением минимума внимания к свое работе.
  • +1
    Есть ли жизнь с ветряком?

    Интересно. У вас есть опыт?
    • +1
      Личного нет. В статье я описал экономическую и фактическую нецелесообразность установки в своем конкретном случае. Пожалуй, в Краснотарском крае, ближе к морю или степям, я бы сделал совместную систему: ветер-солнце
  • +1
    В комментариях, помимо вопросов, прошу сообщить, что было бы интереснее Вам:

    Пишите обо всем, как найдете время. Очень интересно послушать прочитать о чужом опыте.
  • 0
    Интересно, на хабре есть люди с опытом эксплуатации тепловых насосов?
    • +2
      Была мысль свой дом оснастить тепловым насосом, благо к этому все располагает: большой кусок земли, теплые водяные полы по дому. На выставке подошел к нескольким поставщикам тепловых насосов на предмет просчета стоимости оборудования (без работ по пусконаладке и копания траншей с закладкой оборудования). Сумма на насос вышла в районе 10-12 тысяч евро. (площадь дома 180-200 кв.м)
      • 0
        А в настоящее время теплые полы чем подогреваются? Интересует вид топлива.
        Возможно Вам будет интересно сделать бивалентную систему ТН воздух-вода + существующая система ТП.
        Например китаец работающий до -20 градусов на 16 КВт нагрев 15,5 КВт холод с автоматикой, гидромодулем и баком розница около 9k $. И огромным плюсом будет отсутсвие земляных работ и простота монтажа и интеграции в существующую систему, а бивалентность даст отказоустойчивость.
        З.Ы. К тому же излишки электроэнергии от панелей можно прятать в воду (нагревать теплоноситель и приготавливать горячую воду для кухни ванной).
        • 0
          На данный момент работает настенный электрический котел. Простейшая система, стоит недорого и стоимость энергоносителя пока доступная.
          • 0
            Хм, в Вашем случае непонятно зачем стоило заморачиваться с ТП на водичке… Проще и дешевле в эксплуатации был бы просто электрокабель в полах, высокая инертность системы все равно обеспечивается конструктивом дома. Разве что на будущее под солнечные коллекторы.
            Тогда не заморачивайтесь с ТН, установите кондиционеры охлаждаться летом и топиться в межсезонье. (ТН воздух-воздух)
            • +1
              Водяные теплые полы позволят подключить любой источник отопления, будь то твердополивный, газовый котел или теплонасос.
              • 0
                Да я понял вашу мысль, просто уже не успевал исправить сообщение.
  • 0
    А почему не сделать автоматический переключатель источника энергии?

    Можно даже вот как сделать с помощью простейшей ардуины:
    Мониторим, сколько отдаёт тока солнечная панель и аккумуляторы.
    Если солнечной энергии не хватает, а аккумуляторы на исходе, запускаем генератор и ждём N минут, пока он выйдет на рабочий режим.
    Отключаем дом от цепи с солнечными панелями.
    Подключаем дом к цепи с генератором.

    Ну и тут ещё наверняка можно много интересных наворотов сделать.
    • 0
      Такие системы уже имеются и называтся АВР(Автоматический Ввод Резерва) или САП( Системы Автоматического Пуска). Самое сложное — это наладить механику, которая будет управлять подсосом при старте и далее сама выводить его на рабочий режим.
      • 0
        Есть генераторы сразу с «сухим контактом» пуска, грубо говоря замыкаешь реле и он автоматически пускается.
        • 0
          Такие генераторы дороже. Даже с обычным стартером генератор стоит на 1.5-2 тыс дороже, а уж самостоятельно стартующий.
          Как правило, для небольшого дома, если не использовать электричество для отопления или приготовления пищи, хватает 2-3 кВт мощности — это самые мощные потребители: утюг, фен, пылесос…
          Брать генератор на 6-10 кВт, который будет запускаться несколько раз в год за 40-60 тысяч не рационально.
          • 0
            Вопрос рациональности в количестве запусков генератора, два раза в год, да даже в месяц не сложно и сходить запустить, а если каждый день или 2-3 раза в неделю то смысл есть.
            • +1
              Если происходит частое отключение электричества на небольшой период времени, то имеет смысл покупка гибридного инвертора и блока аккумуляторов. Или же обычного инвертора, зарядника, аккумуляторов и системы автоматического переключения источника питания. То есть отключилось электричество везде, а мы питаемся от аккумуляторов. Через час включилось, а мы начали заряжать аккумуляторы и питаемся от общей сети. Выйдет дешевле, да и генератор не помрет от регулярных пусков.
              Генератор скорее пригодится, если нет вообще никакого электричества, а только солнечная или ветряная автономка. Тогда в пасмурную и безветренную погоду он позволит заряжать аккумуляторы и питать общедомовую нагрузку с определенной периодичностью.
      • 0
        У меня как-то возникла именно эта проблема («умный» поставщик закупил обычные бытовые генераторы на систему аварийного питания, спасибо хоть с электростартером). Решена была при помощи приводов замков от «жигулей» (тех, которые от сигналки двери открывают). Перед пуском подсос вытягивался, потом делался пуск (за этим DEIF следил, там всё на автомате), а через пару минут после появления напряжения на выходе генератора — подсос убирался. Работало нормально, но колхоз, конечно, знатный.
        • 0
          А что управляло механикой, поворотом «ключа»? контроллер DEIF?
          • 0
            Ага, deif. Ключ был отрезан, и получившееся через реле было подключено к контроллеру.
  • 0
    А вариант с «гидронакопителем»? Т.е. — пока день — есть излишки электроэнергии — насос закачивает воду наверх. А ближе к вечеру — в обратную сторону через гидрогенератор — и вырабатывает электричество?
    • 0
      Прикиньте обьёмы. Если для тепло-аккумулятора обьем еще более-менее вменяемый получается, то для гидро — не особо.

    • 0
      Как-то считали. Получилось, что надо длать водонапорную башню высотой более 10 метров и закачивать туда десятки кубометров воды. Дешевле купить кучу аккумуляторов. Предвосхищая вопрос по пневматике: цистерну с начакой сжатым воздухом тоже считали. Помимо того, что опасно держать у себя недалеко громадный объем сжатого воздуха, КПД системы выходит в районе 10%.
      • 0
        А какой-нибудь холм рядом? А в нем бассейн сделать, миниводохранилище =) Или у вас лесная равнина?
        Просто с водонапорной башней — это понятно, что многокубометровая башня очень дорога.
        • +1
          Есть пример реальной минигидроэлектростанции. Условия: перепад высот 14 метров, расход воды 100 литров в секунду. Вырабатываемая мощность ~4,6 кВт
          • 0
            Ухты, красота какая :)
          • +2
            В Непале это выглядит примерно так:

            Мини гидроэлектростанция

            Перепад ~100 метров. Подходит аллюминевая труба диаметром ~200 мм.
            Про мощность ничего не знаю, но другого света в деревушке нет. Ниже уровня снега это традиционный способ.
            • 0
              Картинку бы побольше, чтобы показания амперметра снять-тогда можно было бы о мощности судить. Кстати, здесь предусмотрен резервный генератор, что очень правильно.
              • +1
                Умиляет то, что электроприборы и оборудование (вольтметры и амперметры) установлены в шкафчики на ножках и стоят на полочке :)
      • 0
        Казалось бы, КПД гидротурбины 0.8-0.95, КПД гидронасоса 0.8-0.95

        Может два бассейна делать под землей?
    • 0
      Тут выгоднее конечно бы солевые накопители. Но на данный момент они натурально золотые.
      • 0
        Про такие даже не слышал. Дадите ссылку?
        • 0
          www.popmech.ru/technologies/13815-sem-raz-otrezh-a-takzhe-otshchipni-prosverli-i-nakruti-kukhnya/#full
          Разновидность теплоаккумуляторов. Смысл в том что энергию запасают при помощи плавления соли.
          • 0
            Ссылка привела к статье про ножи. Интересно, как они обратно тепло в электронергию преобразуют.
            • 0
              От жеж. Да обычно преобразуют. Греют солями воду, дальше крутят турбину. Чаще всего используют в гелиостанциях. При помощи зеркал греют расплав, далее от расплава греют воду и крутят турбину. Плюс есть вот такие еще
              www.chipdip.ru/video/id000313215/

              В промышленных системах уже такие кое где используют
  • 0
    Было бы интересно увидеть фото с места событий, как конкретно все это организовано.
    • 0
      Поскольку солнечные батареи были временно закреплены на стене, а контроллеры с батареями и инверторами в отдельном помещении, смысла снимать не видел. Коммутация простейшая и на схеме отражена.
      Важное дополнение: инверторы надо цеплять строго к аккумулятору, а не к выходам с солнечного контроллера и провода лучше делать 10-16 мм кв при мощностях выше 1 кВт
  • +1
    Ветряк штука прикольная, но для автономки бесполезная. Как минимум надо жить где-то в постоянно продуваемом месте и иметь запас аккумуляторов. Хорошо его использовать при наличии внешней сети, трёхфазной, и ветряк тоже на 380. Помимо всего желательно что-бы на ветряке была такая замечательная штука как управление углом атаки лопастей(pitch), это поможет ему легко запускаться и не отправит в разнос в случае отказа тормозов. В ветряках малой мощности(киловатт до 10 скажем) вижу лишь «понты» и не более. Шуму от них много, жаркими летними ночами соседи вам его точно спилят :)
    Поработав с ветряками у меня отпало всяческое желание использовать их у себя в доме, только солнечные панели в параллель с внешкой…
    • 0
      Какова была мощность ветряка и какова мощность солнечных батарей? Что ставили раньше и почему вообще решили установить ветряк?
      • 0
        Солнечные пока в процессе заказа, а ветряк уже третий год работает. Мощность у него 75КВт, у него нету контроля угла атаки лопастей и по этому периодически его приходится запускать «вручную» (один из генераторов включается через тиристоры как мотор). Его ставили для экономии электроэнергии, окупаться будет он доооолго… На солнечные решили перейти по причине их стабильности относительно ветряка. Ветер штука порывистая и с 40КВт может разогнать ветряк до 80КВт а потом резко отпустить до 5КВт и всё это в течение буквально 20 секунд… В то-же время солнечные батареи гораздо предсказуемее и стабильнее, закрывшая солнце тучка безусловно может снизить выработку, однако полностью вырабатывать не прекратит. В добавок в наших краях(Южный Урал), и зимой солнца много, и летом как-то по большей части ясно, да и с ветром всё более-менее нормально.
        • 0
          Номинальная мощность в 75 кВт — этого на несколько домов должно хватить или целое фермерское хозяйство. Можете дать модель ветряка и фото крепления, если есть. Также интересен опыт эксплуатации и стоимость Вашей системы.
          • +2
            Надо не забывать про то какой средний ветер для местности. Ветряки маркируются по номинальной мощности генератора, и данную мощность он будет выдавать на хорошем таком ветре. В данном случае говорю про Vestas V17, при среднем ветре в 6м/с больше 12-14КВт от него не жди. А ещё, как правило, среднюю скорость ветра не кисло «завышают» особо ветряные дни в межсезонье. В итоге получается что летом и зимой с ветром весьма скудно, а зимой ещё и замёрзшее масло съедает львиную долю энергии и эффективность на низком ветре падает… Так что в лучшем случае 75КВт-ного ветряка хватит на два дома.
            Фото крепления нету, но там всё серьёзно. Фундамент метра на 4 в глубину с порядка 80 анкерами(к которым прикручивается башня) метра по 2.5 в глубину и в основание фундамента залита плита примерно 7000х7000х300. Эксплуатация данной установки на удивление очень даже не сложная, 2 раза в год делается ТО и дополнительно два раза осмотр. ТО включает смазку(грамм 400 пластичной смазки(около 600р)) подшипников качения(2 подшипника главного вала, 4 подшипника генераторов) и поворотный механизм(там смазка на основе молибдена, грамм 150, около 270р). Периодически придётся доливать гидравлического масла в гидросистему тормозов, менять тормозные колодки и доливать масло в редуктор. При осмотре так-же проверяются ремни(соединяют большой генератор и малый) и при необходимости подтягиваются. Раз в год проверяются моменты затяжки болтов и гаек по всему ветряку(какие конкретно имеется в документации). А так ничего сложного и геморойного нет :)
            Ветрогенератор хорош как дополнение и к большим системам, имхо.
    • 0
      www.youtube.com/watch?v=MqllW1dPnEw

      Смотря какой ветряк. Вот есть вертикальный. В видео, ближе к концу, есть момент, когда он довольно сильно разгоняется. Но это большой ветряк (они там заявили 12кВт)… конструкция поменьше тоже будет сильно шуметь? Чем вообще плохи вертикальные ветряки, если вы с ними имели дело, поделитесь, пожалуйста.
      • 0
        Вертикальные ни разу не встречал… А так шуметь по любому будут и те и другие, маленькие как правило шумят больше т.к. оборотов на них скорее всего будет больше.
        З.Ы. 12КВт это очень маленький ветряк, не нано конечно, но мини :)
        • 0
          Так и прелесть таких ветряков (уверен, здесь вопрос мощности упирается в основном в деньги) в том, что их можно поставить несколько. Или один большой. И потом — вы говорите, что 12кВт — это маленький ветряк, а вот в посте история про сильно меньшие мощности, и ничего. Завидую тем, у кого дача… было бы круто поковыряться.
          • +1
            Не завидуйте. Когда хочется сбежать на дачу от суеты и работы в тишину, получается. что сбегаешь на новую работу, у которой даже горизонта не видно…
            • 0
              Я вам искренне сочувствую ))) готов принять на себя этот тяжкий крест… вместе с дачей, конечно же… тещу не предлагать — у меня своя… будущая
              • 0
                Тогда ищите землю, сравнивайте, потратьте год на поиски пододящего участка, потом изучайте строительные материалы и методики строительства… В общем, Вас ждет незабываемое путешествие в мир технологий и знаний, как на Вас могут наживиться абсолютно все. :)
          • 0
            Можно хоть 10 поставить, но когда на улице ветер 2-3 м/с они выдавать вряд-ли что будут, а на следующий день ветер поднимется и будет уже избыток энергии. Вот в том и возникает вопрос куда и как будет деваться избыток энергии при условии автономного использования…
            12Квт эта маленький, т.к. ветряки и по 7.5МВт :).
            • 0
              А еще бывают АЭС )))

              С скачками «добычи» энергии я тоже думал, что делать, и лучшее, что пришло в голову — это отказаться от автономки и организовать некую схему аккумуляторов и систему определения заряда оных. Например, если заряд выше 95%, она переключает всю сеть в доме (как вариант, не всю, а только некритичную линию) на потребление от этих аккумуляторов, пока заряд не опустится ниже… скажем, процентов 30. И дальше на новый цикл. Такая система, конечно, будет стоить… мягко говоря… но если у нее будет хоть какой-то срок окупаемости, можно будет говорить о главном ее преимуществе — масштабировании. Захотел — добавил ветряк-другой… а захотел — впихнул пару аккумуляторов.

              Есть какой-то опыт на эту тему?
              • 0
                Такая система, конечно, будет стоить… мягко говоря…

                А что в ней дорогого?
                Почему нельзя снять показания заряженности аккумуляторов какой-нить ардуиной, и ей же с помощью двух реле переключать некритичную нагрузку на инвертор аккумуляторов, который и так уже есть?
                • 0
                  С определенного момента за хобби начинаются серьезные вещи. Как то пожаробезопасность, защита от удара молнии, от возгорания (некачественные аккумуляторы, я слышал, хорошо горят и взрываются), заземление и так далее. Я боюсь, что не обладаю достаточными знаниями в таких вопросах, которые передо мной даже не возникнут. Например, каждое такое переключение туда-сюда, желательно, чтобы не вызывало морганий света и перепадов. Чтобы это вообще не было замечено никем.

                  Но подумать стоит — у меня малинка валяется без дела.
                  • 0
                    А что пожароопасного и молниенезащищённого в замене пары выключателей на реле?
                    Т.е. если задача автоматизировать ручную работу по замыканию контактов, то её можно решить максимально простым, а значит и надёжным, путём.

                    И если переключатели переключали руками как-то без морганий света, то и реле смогут.

                    Но подумать стоит — у меня малинка валяется без дела.

                    Малинка дороговата для управления двумя реле =).
                    • 0
                      Я тут недавно писал, как у меня ардуина щелкает парой релюх на благо отопления и вентиляции в доме.
              • 0
                Ну тогда надо ввести понятие «Ветроустановки бытовых нужд» :) НУ скажем 0-5КВт -малые, 5-10 -средние, 10-50 -большие ))
                Подобную систему будет тяжело реализовать, но будет проще если опять-же ветряки использовать в параллель солнечным панелям, для солнечных уже всё давно изобретено. С подобными вещами не сталкивался, но предстоит…
  • +1
    «Борьба с энергетиками за сетевое электричество и типовые ошибки в проектировании солнечной автономки
    Снижаем расходы на электроэнергию при наличии солнечных батарей»
    Эти пункты очень интересны. Правда по второму пункту, при условии доступности сетевого электричества, экономия при помощи солнечных батарей крайне сомнительна, на мой взгляд. При нынешних расценках (4-5р за квт) на затраченную сумму можно потреблять по 1 квт*час в течении почти 3 лет, беспрерывно.
    Если ошибаюсь, поправьте.
    • +1
      По второй теме можно рассмотреть два варианта развития событий:
      1) Солнечные батареи появились раньше сетевого электричества и после подключения к электросетям хотелось бы как-то компенсировать их покупку и продолжить эксплуатацию.
      2) В дачных и садовых товариществах иногда ограничивают энергопотребление вводными автоматами, выделяя 3-5 кВт мощности на участок. А если нужно больше? Тут поможет гибридный инвертор с аккумуляторами, а вдобавок солнечные батареи.
      • +1
        1) В случае если сетевого изначально не было и уже куплены батареи, то да, экономить можно и нужно.
        2) Как правило 3-5кВт хватает для большинства нужд.
        • +1
          2) 640K ought to be enough for anybody ©

          UPD 640 килобайт хватит всем
    • 0
      Вот тут у человека 1кВт домашня СЭС, пишет что может окупиться за 4.7 лет:
      «Мощность системы 1 кВт при стоимости 1 дол./Вт 1000дол или 13000грн.
      При цене на коммерч.эл энергию 1,5 грн это 8666 кВтЧ.
      При среднесуточной генерации 5 кВтЧ это 1733дня или 4,7 года.»
      image
      Все технологии пока дорогие, поэтому и окупается так долго… но 5 лет это не 15…
      • 0
        Тут ещё нужно учитывать непредвиденные расходы в виде замены вышедших из строя элементов, так что срок окупаемости всё равно будет больше.
        • 0
          А чего им выходить из строя? У них гарантия на 30 лет работы…
          • 0
            Замена АКБ. я думаю у него подсчеты без них. Если 1$ за 1Вт. И 1Вт СП за год вырабатывает в среднем 1кВт*ч
            если сюда добавить инверторы, АКБ. То уже не получается такая стоимость и такая окупаемость.
            • 0
              Свинцовые АКБ работают нормально лет до 8, если конечно не высаживать в 0 и не допускать перезаряд. Я имел в виду в первую очередь сами панели, от осадков в виде града никто не застрахован, штормовые ветра опять же могут принести чего-нибудь неприятное, вроде ветки, куска шифера или листа кровельного. Понимаю что это скорее форс-мажор и вероятность таких событий довольно низка, но именно это и называется непредвиденными расходами.
              • 0
                8 лет для свинцового? как то сомнительно. Только если гелевые какие или AGM и разряжать максимум на 30%. И то не факт.
                А обычный может и года не прожить.
                • 0
                  Могу сказать как автовладелец, что аккумулятор (не гелевый) спокойно живёт 3-5 лет, но для этого нужно не допускать глубокого разряда, не допускать перезаряда (или неправильной зарядки как штатным генератором, так и внешними ЗУ), не замораживать (это возможно при глубоком разряде) и не кантовать (не любят они кульбитов). С моим режимом использования авто аккум живёт года три (частые короткие поездки = недозаряд), при этом он вполне себе рабочий, пластины не замкнуты, не осыпались, живёт в качестве резервного, в морозы иногда выручает, когда основной подсел.
                  А для использования в схеме как у автора статьи — 8 лет протянут думаю легко.
                  • 0
                    В авто стартерные АКБ. Их цель только старт, а потом все работает от генератора. При таком подходе вы и 10% не используете. И АКБ постоянно заряжен. Автовладельцы у которых ломался генератор, могут расказать как быстро они дохнут. Или кто часто забывает габариты выключить.

                    В автономных системах все иначе, АКБ постоянно в разрядке-зарядке разрушает обычные стартовые АКБ. Нужны тяговые, которые более менее могут выносить глубокий и частый разряд.
                    • 0
                      Тяговые аккумуляторы хороши, но они имеют заметно бОльшую цену. Мой первый акумулятор на 190Ач живет уже третий год. Этой весной попробую устроить разряд-заряд и посчитать емкость каждого. Кто подскажет методику разрядки и максимально точной оценки емкости?
                      • 0
                        Советую приобрести imax b6. Очень полезная в хозяйстве вещица.
                        Будет очень интересно узнать сколько осталось емкости после 3х лет.
                        На сколько глубокий был разряд? приблизительно.
                        И есть ли статистика сколько кВт часов из него достали.
                        • 0
                          Однажды случайно устроил глубокий разряд из-за неотключенного освещения на неделю, после этого поставил на заряд. Статистика не велась, аккумуляторы в большинстве случачев работали в буферном режиме.
                          Указанная зарядная станция imax b6 обладает током заряда в 5А и разряда 1А. У меня аккумулятор емкостью 190Ач, который рекомендуется заряжать током 0,1С, то есть 19А. Такой не подходит.
                          Думаю соорудить на базе ардуины такой блок, который будет отслеживать напряжение, логгировать и по критериям включать те или иные реле. То есть включили реле нагрузки, дали напряжению упасть до критического значения, выключили реле нагрузки, включили реле зарядки.
                          • 0
                            эти зарядки раскачивают под большие токи. Но в принципе да, в целом может не то что надо.
                            Я то думал у вас АКБ не в буферном, а постоянно циклирует.
                            Может есть ватметр? Подключить нагрузку и посмотреть сколько Вт часов сможет отдать.
                            • 0
                              В том то и смысл. Нагрузку могу довольно точно организовать. У меня освещение на светодиодных лентах. Каждая лента потребляет строго 2А, так что можно давать нагрузку с шагом 2А и просто считать время.
                              • 0
                                Вариант. Жду теста :)
                                Напишите в следующей статье или в личку.
                                • 0
                                  Думаю, что напишу статью, как такой контроллер сооружу. Самому любопытно
                          • +1
                            Все же вещица хорошая и советую приобрести для хозяйственных нужд. Очень выручает в раскачке никелькадмевых или никельметалгидридных АКБ для шуруповертов, дрелей и тд. Спокойно их восстанавливает из неюзабельного состояния.

                            Так же 0.1C это максимальный ток. Не что не мешает заряжать и 5A. Прибор очень точно покажет емкость.
  • 0
    Было бы интересно почитать про реализацию компенсации при наличии основной сети.

    П.С. Есть кто из пользователей солнечной энергии в Беларуси? Интересует личный опыт установки, решение технических и законодательных вопросов.
  • 0
    Вот человек гидроэлектростанцию соорудил: ludens.cl/paradise/turbine/turbine.html
    • +1
      Круто! Времени и ресурсов потрачено много. Видимо, живет в отдалении от цивилизации, да и речка с неплохим водонапором есть. Не увидел у него проход для рыбы и он сам пожаловался, что часто забивается сетка-фильтр листвой и мусором.
  • 0
    А почему вы не рассматривали газовый котел плюс газовый генератор на пропан-бутане? с ёмкостью в несколько кубометров.
    Особенно для зимнего сезона.
    Солнечная система в итоге оказлась не особенно дешевой вкруг.
    И всё равно не решает задачи зимой.
    Или зимой у вас классическая русская жизнь, на дровах?

    • +1
      В деревне, где стоит мой дом нет газа и в ближайшее время не предвидится. Стоимость газгольдера для пропан-бутана на 5 кубометров, чего, теоретически, должно хватить на год при отоплении — от 300 тыс. рублей. Плюс потенциальные разборки с пожарной и газовой службой. Плюс иметь бочку под давлением со взрывоопасным газом на участке. К тому времени, когда решал вопрос с отоплением, подвели сетевые 15 кВт, чего мне с головой хватило для прогрева всего дома. А чтобы экономить средства, котел перешел под управление самодельного контроллера и топится только ночами. Оставлена возможность для подключения любого другого котла в будущем.
      Солнечная система даже в пасмурную погоду обеспечивала освещение дома, а приготовление пищи ведется на привозном балонном газе.
      На данный момент прорабатываю систему гибридного питания, когда приоритетное питание дома будет осуществляться за счет солнечных батарей, а недостаток будет добираться из сети.
      Касательно цены: все контроллеры, инверторы и батареи покупались постепенно, что снизило нагрузку на семейный бюджет, а получаемая мощность постепенно росла, с самого начала обеспечивая определенный минимум комфорта.
  • 0
    Немного не в тему. По миниГЭС всегда такой вопрос возникал у меня, а не придет ли рано или поздно в гости какой нибудь эколог ( или кто то подобный ) и заставит за всю использованную воду заплатить.

    Так скажет у вас расход 100 литров в минуту, умножаем на 1440 и на 366. Значит вы за год должны столько и столько.
    • 0
      А как экологи нормируют, где чья вода? Так они могут и в колодец залезть и посчитать, сколько я за день воды у себя расходую?
      Могут вполне обоснованно прервать работу, если поставить ГЭС на реке, по которой идет рыба на нерест, но для рыбы делают специальные проходы.
      • 0
        Ну страна у нас такая волшебная что может все быть.Поэтому такие вопросы нужно решать в первую очередь.
        Про колодцы, тут расчет не сделать. А насчет миниГЭС тут все ясно.
        • 0
          Точно знаю, что нельзя делать скажины больше определенной глубины, так как считается, что это государственные природные ресурсы.
        • 0
          В любой цивилизованной стране на использование природных ресурсов типа воды требуется лицензирование.
          • 0
            Ну так можно ввести налог на воздух. С зарубежных авиакомпаний ведь взимают плату за пользование воздушным пространством". Мы уже уходим в политику.
  • +1
    Спасибо Вам за курс статей, было безумно интересно читать (хотя сам и слабо в этом разбираюсь).
    • 0
      В конце статьи я предложил несколько тем, также касающихся автономной энергетики. Что было бы интереснее дальше?
      • +1
        Получаем от солнца не только электричество, но и тепло

        Вот эта тема интересна. Особенно вопрос, нет ли перегрева летом в солнечный день?
        • 0
          Если не происходит расхода воды, то перегрев неизбежен. Кроме того, если если происходит циркуляцию антифриза в отдельном контуре и стоит бойлер косвенного нагрева, то регулировка отбора тепла ведется изменением скорости насоса. Обязательно предусматривается группа безопасности. Существуют и автоматизированные системы ограничения мощности — просто частично или полностью закрывается шторками
      • 0
        Горячая вода, полагаю, следующая на очереди. Мне вот реально интересно, особенно моменты в зимний период
  • 0
    Интересует опыт использования солнечных коллекторов, если вы под «Получаем от солнца не только электричество, но и тепло» имели ввиду их.
    • +1
      Именно их!
  • 0
    Было много комментариев про гидроэлектростанцию. Для гидроэлектростанции не обязательно иметь большой перепад уровня/очень быстрый поток воды. Есть так называемые гидроударные электростанции и гидроударные насосы. Принцип работы заключается в том что есть длинная труба целиком погружена в водоем, т.е. через нее так же как и по реке течет вода, в конце трубы клапан который по умолчанию открыт, по мере течения воды в трубе этот клапан сдвигается и резко захлопывает трубу, из за того что труба имеет большую длину — в ней течет большая масса воды. Масса эта не может мгновенно остановиться в момент закрытия клапана. Возникает гидроудар и часть воды по вертикальной трубе поднимается вверх в резервуар откуда дальше может использоваться как угодно, будь то водонапорная башня, буфер для гидроэлектростанции и т. д. Когда давление гидроудара спадает пружина возвращает клапан в открытое состояние.
  • 0
    По всей Болгарии раскиданы целые поля ветряков, но по непроверенным данным, а попросту из беседы за чашкой пива, вся эта ветряцкая система представляет собой тупо развод одних стран другими под лозунгом «берегите природу, мать вашу».

    Вот он вроде и начал чего-то генерировать, но тут пришло время регламентной обслуги. Минус стопицот евро. Вот через Х лет он вроде и окупился, но тут пришло время регламентной ЗАМЕНЫ. Минус стопицот раз по стопицот. А схалявничать нельзя: евросоюзы, конвенции и прочие цивилизованные соглашения.

    Короче близкий к девайсам народ говорит — это чистая политика, реально они нафиг не нужны.
  • 0
    Недавно обнаружил занятную игрушку-экономическую стратегию о построении энергосистемы в отдельном городке от компании Сименс. Называется PowerMatrix. Значительный упор сделан на эко- и энерго-сберегающие технологии, развитие парогазовой электростанции пришлось забросить на 9 уровне, а паровой на 15 из-за того что производственные издержки заметно перевешивали полезную выработку энергии. Наиболее эффективной получается гидроэлектростанция, приливная электростанция, и электростанция на биомассе, т.к. относительно небольшие издержки и независимость от света и ветра. Выдача электроэнергии в систему почему-то у Европейцев реализована через систему HVDC — высоковольтную постоянного тока. И даже гидрогенерирующая станция предусмотрена рядом с горным озером. Вообщем кое-чего нового узнал)

    Автору статей большое спасибо за детальное и подробное описание! Вариант с велогенерирующими мощностями от ребят- луганцев не рассматривали? :)
    • 0
      Насчет велогенератора-это уже экстрим, когда никаких иных источников нет. У нас, слава Богу не стреляют, поэтому можно рассчитывать на солнечную энергетику, да и бензин для генератора достать проблем не возникает.
  • 0
    Ветряк буду отметать. Много забот, а энергии меньше. Забью всю крышу панелями, тогда буду думать о дальнейших способах. Эту выработку еще ж съесть надо.
    • 0
      Летом при большом количестве панелей встает вопрос утилизации энергии, зимой- проблема малого солнца.
      Я утилизирую в бойлер — горячей воды мало не бывает.
      • 0
        горячей воды мало не бывает
        Только если есть холодная.
        • 0
          Да, прошлый год была большая засуха и у многих колодцы просто осушились
          • 0
            Вот если б эту лишнюю энергию в какие-то долговременные ёмкости сконвертировать.
            В водородные ячейки.
            Или алюминий выплавлять какой-нить.
            Совсем хорошо, если б в деньги.
            У кого какие реалезуемые идеи есть в отличе от вышеперечисленных?
            :)
            • 0
              Есть целые темы на предмет того, как запасать энергию. К сожалению, все это лишь теория и более-менее научились запасать только электрическую энергию в аккумуляторах, которые давно выпускаются в промышленных масштабах.
              • 0
                О! Вот как-то так можно энергию накопить на бесконечно долгое время.
                geektimes.ru/post/247234/
                • 0
                  Этот проект анонсировали несколько лет назад и наконец довли до тестового экземпляра. Интересно, каков будет реальный КПД?
                  И все же, такой метод накопления энергии не для частников. :(
                  • 0
                    Реальный КПД получился вроде 84 процента.

                    Мне вот больше непонятно, почему раньше нельзя было такое сделать и почему сейчас получилось.
                    • 0
                      Проект дорогостоящий плюс инверторно-моторная схема должна получиться непростой. При малой скорости вращения колес, надо запасти большое количество энергии, а значит редукторы и масса всего-имхо
  • +2
    Цены, если можно, дублируйте в баксах или евро, пожалуйста.
    • 0
      Устройства давал с ссылками на магазины или с оригинальным названием. Вы можете посмотреть цены на Ebay в любом регионе. Вполне возможно, что в Вашем месте прибывания кто-то продает недорого и за доставку не придется переплачивать.
      • 0
        ну это как минимум интересно для истории, статью могут прочитать и год спустя и в геофинасовом плане так сказать, если я понятно выразился ))
        • 0
          В Евро цена подросла на солнечные батареи на 5% в указанном немецком магазине, а в рублях, в России, цены снизились — парадокс.
  • 0
    В морозильник были уложены бутылки с сильно соленой водой, которые служили аккумуляторами холода и морозились весь день, отдавая ночью холод в основную камеру. Сам холодильник на ночь отключался.


    т.е. бутылки на ночь перекладывались в холодильную камеру?
    или использовался холодильник старого образца с морозилкой объединенной в холодильной камере?
    • +1
      Бутылки перебрасывались из морозилки. Очень удобно, в плане эргономики, оказалось использовать пятилитровые бутылки с сильно соленой водой. Температура замерзания такого раствора ниже, а теплоемкость выше. Намороженных бутылок хватало на сутки охлаждения.
      • 0
        холодильник какой-то современный, с раздельными камерами?
        а на сколько воду солили, ведь в морозилке приличный минус…
        • 0
          Холодильник большой, двухкамерный норд ДХ274-010.
          Воду солил щедро, не считал ложек-пока растворялась.
  • 0
    >>Делая такие дорогостоящие покупки, продавцы, как правило, сами высылали трекинг код, для отслеживания путешествия посылки, но незазорно и самому попросить, если они сразу не отправляли его сами. Все посылки я получил и все работало успешно.
    Так и не понял, кто делал дорогостоящие покупки. Вы бы исправили как-нибудь)
    • 0
      Спасибо, поправил.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.