О получении и экономном расходовании электрической энергии
Для тех, кто живет на юге
За последние годы мы успели свыкнуться с мыслью о необходимости сбережения энергетических ресурсов и повышения эффективности их использования. Сегодня уже никого не удивишь альтернативными источниками энергии и разговорами о необходимости утепления собственных домов.
И все же решиться сделать первый шаг и перейти из общества потребителей энергии в общество ее производителей не просто: для этого нужны весомые аргументы, в качестве которых в большинстве случаев выступает приобретение участка для строительства загородного дома вдали от линий электропередач.
Но и здесь все не так просто. Большинство граждан не готовы к тому, чтобы использовать для своих нужд энергию солнца и ветра и устанавливают обычные топливные генераторы, производящие дорогое электричество и загрязняющие окружающую среду выхлопными газами. При этом жизнь их владельцев превращается в сплошной кошмар, связанный с необходимостью контроля работы генератора, а также существование под его довольно громкое "тарахтенье".
А ведь есть источник энергии, использование которого позволяет иметь необходимое количество электричества для вполне комфортной жизни в загородном доме. Речь идет о солнечных батареях, все шире используемых для создания автономных электрических сетей в южных районах нашей страны.
На рисунке приведена принципиальная схема электрической сети, работающей на основе солнечной батареи. При этом нет необходимости за один раз приобретать полный комплект оборудования, можно ограничиться, к примеру, его эконом вариантом, основанном на использовании одного солнечного модуля и самого простого и дешевого аккумулятора.
Минимальный набор оборудования
Получение электрической энергии невозможно без самой солнечной батареи. Но на начальном этапе можно использовать всего один или два модуля, стоимость которых невелика, а установка не требует дополнительного оборудования. Позже с ростом потребностей в электрической энергии можно их количество увеличивать бесконечно.
Кстати, солнечная батарея производит сразу электрическую энергию, пригодную для использования. Например, к ней можно подключить приборы, работающие на постоянном токе и пользоваться ими. А вот для подключения приборов переменного тока потребуется инвертор. С его помощью постоянный ток можно преобразовать в привычный для нас, а главное подходящий для бытовых электрических приборов, переменный ток.
Если речь идет не об экстремальных условиях существования, а о нормальной жизни и необходимом для этого уровне комфорта, то инвертор следует рассматривать как еще один составляющий элемент автономной электрической сети.
К тому же современные инверторы с микропроцессорным управлением позволяют получать эталонные параметры электрического тока, при которых можно быть уверенным в правильной и безопасной эксплуатации всей бытовой и вычислительной техники. Кстати говоря, при подключении к обычным электрическим сетям, особенно в сельской местности, об этом можно только мечтать.
Не секрет, что солнечная батарея вырабатывает электрическую энергию днем, когда светит солнце, а большее количество электричества расходуется, напротив, в темное время суток. Запасти энергию впрок можно с помощью аккумулятора, а еще лучше, аккумуляторной батареи. Дело в том, что чем больше запас энергии, тем дольше его можно расходовать.
Запас энергии можно хранить в различных видах, используя для этого, например, тепловые или гравитационные аккумуляторы, маховик или сжатый газ. В самом простом и широко распространенном варианте накопления энергии используется химический аккумулятор, почти такой же, как и установленный на автомобиле.
Но при этом следует помнить, что аккумуляторы для накопления энергии от солнечной батареи имеют ряд принципиальных отличий. Они должны быть рассчитаны на циклические режимы работ, а также на возможность глубокого разряда.
При этом они не должны иметь жестких ограничений по отношению к условиям разряда и последующей зарядки, должны быть долговечными и неприхотливыми в эксплуатации, безопасными и простыми в обслуживании.
Выбор устройств, отвечающих этим требованиям, на сегодняшний день достаточно широк и, можно приобрести аккумуляторы, способные запасти энергию, достаточную для работы всего комплекта электрических приборов в течение не менее суток. Запас энергии можно увеличить, купив не одну, а несколько аккумуляторных батарей.
Для контроля заряда аккумулятора и своевременного отключения его от источника энергии используется специальное электронное устройство, называемое "контролер заряда".
Итак, подведем итоги. Для получения электрической энергии минимальный комплект оборудования состоит из
Солнечной батареи
Контролера заряда
Аккумулятора
Инвертора
Для увеличения мощности системы к ней можно подключить дополнительно солнечные батареи, а можно подключить еще один источник электрической энергии, например, ветрогенератор. При этом можно говорить о взаимозаменяемости источников и гарантированном получении электрической энергии. Например, во время дождя и ненастья вряд ли солнечные батареи смогут работать на полную мощность, а вот ветрогенераторы вполне способны пополнить запас электричества.
При этом следует обратить внимание на тот факт, что систему получения электрической энергии в ее минимальной комплектации, состоящую из солнечной батареи, аккумулятора, инвертора и контролера заряда, можно легко перевозить в багажнике даже небольшого автомобиля, такого, как ОКА. Это значит, что ее можно использовать, например, отправившись в путешествие или на отдых с палаткой, с ней можно жить на даче во время ее строительства и при желании, найти другое применение, о чем поговорим позже
А пока речь пойдет о рациональном использовании полученной электрической энергии.
Об экономии ресурсов
Самостоятельное получение электрической энергии позволяет не только почувствовать себя независимым и полностью самостоятельным человеком, но и заставляет относиться рационально к потреблению ресурсов. При этом не обойтись без системы автоматического регулирования и управления электрическими приборами.
Использование такой системы позволяет сократить потребление электричество на 80% при сравнении ее с обычной системой электропотребления.
Разумеется, при этом придется заменить электрические приборы энергосберегающими, и полностью избавиться от старых холодильников, утюгов и таких пережитков прошлого, как электрическая печь со спиралью в качестве нагревательного элемента.
В нашей стране пока еще не привыкли обращать внимание на энергетическую эффективность электрических приборов при их покупке. Между тем в Европе на каждом электрическом приборе есть информация о потреблении им электрической энергии во время работы. Самые экономичные приборы обозначаются буквой "А". Вот их и надо использовать как в загородном доме, так и в городской квартире.
При самостоятельном производстве электрической энергии можно постараться максимально сократить работу инвертора (который, кстати, тоже потребляет электричество) и использовать электрические приборы, работающие не на переменном токе, а на постоянном. Это может быть система светильников, телевизор, вентилятор и даже чайник.
Переезжаем в город
Подавляющее большинство дачников зиму проводят в городской квартире. В это время система производства и потребления электрической энергии бездействует, находясь в не отапливаемом помещении в дачном домике. При этом счета за потребление электрической энергии могут повергнуть в шок даже состоятельных граждан.
Уменьшить их можно, используя оборудование, предназначенное для получения электрической энергии за городом. Напомним, что это солнечная батарея, инвертор, контролер заряда и аккумулятор, и что все это легко и просто можно перевезти в багажнике автомобиля. Ветрогенератор все же придется оставить на даче, особенно, если речь идет о стационарно установленном устройстве.
Итак, солнечную батарею устанавливаем на балконе, на солнечной стороне квартиры и получаем электричество не только летом, но и зимой. К аккумулятору можно подсоединить, например, телевизор и пару осветительных приборов, уменьшив тем самым счета на электричество.
Если места для установки солнечной батареи нет, можно пойти другим путем и заряжать аккумулятор ночью, подключая его к обычной городской сети и потребляя электричество по дешевым ночным тарифам.
Тогда из привычной схемы автономной электрической сети достаточно убрать солнечную батарею, заменив ее электрической розеткой, как источником электричества для зарядки аккумулятора по ночному тарифу.
В этом случае купленное электрическое оборудование для дачи будет эксплуатироваться и зимой.
Для тех, кто живет на севере
Для тех, кто живет на севере, получать электрическую энергию удобнее используя термоэлектрический генератор, установленный на поверхности обычной печки буржуйки. При этом ее поверхность должна быть нагрета не более, чем на 200 градусов. Это оптимальная температура для эффективной работы устройства.
Комплект оборудования для получения и использования электрической энергии такой же. в него входит аккумулятор, инвертор и контролер заряда. Эту систему также можно взять с собой на городскую квартиру и подключать к розетке на ночь, накапливая электричество, а затем расходовать его днем, уменьшая тем самым счета за электроэнергию.
Для тех, кто платит за тепловую энергию по счетчику, или имеет автономную систему отопления, можно заряжать аккумулятор и днем, установив термоэлектрический элемент на поверхность радиатора. Потери тепла при этом будут невелика, а аккумулятор зарядится.
Пробуйте и уменьшайте свои расходы на оплату счетов за электричество.
