Подведем итоги, или какой накопитель энергии подойдет для загородного дома
Для обогрева загородного дома нужен запас энергии. Сделать его несложно, заготовив необходимое количество хорошо просушенных дров, угля или купив несколько баллонов с газом. Но для создания комфортных условий жизни, привычных для современного человека, кроме отопления, нужно еще и освещение дома, а также источники электрической энергии, пригодные для работы обычных электроприборов.
Мы не раз вели речь о способах получения электрической энергии и ее сохранения. Теперь пора подвести итоги и определить, что именно подходит для использования в обычном загородном доме, в нашей стране, где никого не удивишь предложением сделать что-либо самостоятельно из подручных средств, и где каждое изобретение, даже признанное учеными с мировым именем, непременно пройдет дополнительное техническое испытание и усовершенствование.
Начнем с конструкции
Выбор подходящего устройства, которое можно было бы использовать для создания запасов энергии, целесообразно начать с рассмотрения сложности его приобретения, доставки, и монтажа.
Начнем с гравитационных накопителей энергии. Накопитель копрового типа, массой в две тонны, поднятый на высоту в пять метров, может обеспечить нагрузку в 100 Вт на протяжении 16 минут. Для его сооружения необходимо установить вышку соответствующей высоты, способную выдерживать нагрузку в две тонны. Речь идет о сооружении сложного объекта с обязательным запасом прочности, достаточным для сохранения целостности конструкции при обрушении груза в случае аварийной ситуации.
При этом необходимо принять меры по созданию безопасных условий работы устройства и исключить все возможные случайные контакты животных или людей (особенно детей) с устройством, ведь речь идет о вертикальном или наклонном движении большой массы груза, способной причинить вред здоровью человека.
Устройство можно расположить в специально выкопанной для этого шахте. При этом оно становится более безопасным, но затраты на его сооружение могут возрасти. Если учесть, что запас энергии при этом невелик, можно предположить, что копровый гравитационный накопитель энергии для загородного дома не подойдет.
Гидравлический гравитационный накопитель
При расчете было установлено, что десять тонн воды, поднятые на высоту в 10 метров, могут считаться гравитационным накопителем энергии, способным обеспечить нагрузку в 280 Вт в течение часа. Для загородного дома, расположенного на склоне, где имеются условия для размещения резервуара для воды на возвышении, этот вариант накопления энергии вполне приемлем.
Для его реализации можно построить бассейн с естественным стоком воды. Летом его можно использовать для купания. Создавая запас энергии, вода закачивается в бассейн и хранится там столько времени, сколько необходимо. Для ее использования достаточно открыть вентиль на трубе бассейна и обеспечить течение жидкости на лопасти генератора. После совершения работы поток воды может быть использован для полива участка. Новый запас воды можно создавать, делая ее забор из колодца или скважины. Этот вариант гидравлического гравитационного аккумулятора энергии вполне приемлем для загородного дома в теплое время года. Зимой вода просто замерзнет и аккумулятор "испортится".
Маховик
Стальной маховик, массой сто килограммов, может обеспечить нагрузку в 100 Вт на протяжении двух с половиной часов, что является вполне приемлемым для загородного дома. Это устройство работает в постоянно действующей сети, исключая перебои с энергией, заряжаясь при ее максимальных значениях, и отдавая запас при недостатке энергии. Сделать запас энергии и хранить его "до лучших времен" с маховиком не удастся. Маховик может работать в системе с ветрогенератором или с солнечной батареей, пригодится он и при работе генератора, электрического тока, преобразующего тепло обычной печи.
Вот только купить такой маховик или сделать своими руками практически невозможно. Остается надеяться, что спрос приведет к появлению предложений и такое приобретение из разряда теоретических перейдет в разряд практических.
Химический аккумулятор
Обычная аккумуляторная батарея емкостью 190Ахчас, может обеспечивать нагрузку в 100Вт на протяжении одиннадцати часов. Именно такие аккумуляторы в настоящее время чаще всего используются в качестве накопителей энергии. У них немало достоинств, но при этом немало и недостатков. В частности, химические аккумуляторы рассчитаны на определенное количество зарядов. Затем устройство просто выходит из строя. При его эксплуатации нежелателен глубокий разряд, а также работа при отрицательных температурах. Хранить аккумулятор нужно при плюсовой температуре, не стоит забывать о его техническом обслуживании. При работе устройство нужно контролировать, своевременно включать его и отключать.
Несмотря на все сложности обслуживания, срок работы аккумулятора не превышает трех лет. К тому же он опасен для окружающей среды: его утилизация не может проводиться на общем полигоне.
Пневматический накопитель энергии
Резервуар, объем которого составляет один кубический метр, в котором находится воздух под давлением в 50 атмосфер, может обеспечить нагрузку в 100 Вт на протяжении 56 часов. На сегодняшний день это лучший показатель для накопителей энергии. Сделать его несложно. Для запаса воздуха можно использовать обычные газовые баллоны. Емкость резервуаров может регулироваться уменьшением или увеличением количества используемых баллонов.
Для создания безопасных условий работы баллоны можно закопать в землю, расположив их на некотором расстоянии от жилых построек. Воздух закачивать можно при помощи простого компрессора. С исходным материалом (воздухом), к счастью, тоже проблем нет.
Вывод простой: пневматический накопитель энергии, в котором для сжатия используется воздух, может рассматриваться как идеальный вариант для применения в загородном доме, расположенном вдали от линий электропередач и магистрального газопровода.
