Автономное электроснабжение дома своими руками: Автономное электроснабжение дома своими руками: система, схема

Системы автономного электроснабжения для частного дома

Устройство независимой электросистемы позволит обеспечить энергией частные постройки, не подключенные к централизованным сетям. Результат поможет сократить энергетические расходы дач и домов. Но для того чтобы воспользоваться перечисленными плюсами, надо точно знать, как сделать автономное электроснабжение частного дома. Ведь правда?

Мы расскажем об устройстве независимых систем энергоснабжения. У нас вы найдете основополагающие принципы устройства и важные нюансы организации подачи электричества в частные жилые объекты. Представленная нами информация тщательно проверена, систематизирована, сведения соответствуют строительным нормативам.

В предложенной нами статье досконально разобраны варианты устройства частных энергетических систем, приведены и оценены все возможные источники получения энергии. Подробно изложены принципы сооружения и действия автономного электроснабжения, представленные данные подкреплены фото и видео.

Содержание статьи:

• Общие требования к домашним автономным системам
• Взвешенная оценка независимой системы
  • Достоинства автономной электрики
  • Недостатки независимого электроснабжения
• Определение наилучшего источника энергии
• Особенности работы генераторов
• Автономные солнечные электростанции
• Энергия ветра для автономного электроснабжения
• Локальные системы гидроэнергии
• Аккумуляторы для автономных систем
• Выводы и полезное видео по теме

Общие требования к домашним автономным системам

Чтобы автономный комплекс корректно работал и производил объем энергии, полностью покрывающий потребности всех домашних устройств и предметов бытовой техники, перед монтажом оборудования проводят предварительный расчет общей мощности имеющихся в наличии электропотребителей.

К их числу относятся такие агрегаты, как:

• отопительная система жилого дома;
• холодильная техника;
• устройства по очистке/охлаждению воздуха;
• крупно- и мелкогабаритные бытовые приборы;
• насосный комплекс, осуществляющий поставку в дом воды из колодца или скважины;
• электрический инструмент для текущего ремонта, осуществляемого своими руками, и ухода за строениями и приусадебным участком.

Базовую мощность узнают из сопроводительных документов, выданных производителем и прилагающихся к каждому агрегату. Этот показатель у всех разный, но любые приборы и устройства одинаково требуют стабильной подачи энергии с определенной частотой электропотока и без перепадов напряжения.

В некоторых случаях учитывают еще и такой параметр, как синусоидальность формы переменного напряжения.

Галерея изображений

Фото из

Причиной организации автономного энергоснабжения чаще всего бывает неразвитая или слаборазвитая инфраструктура, в которой строится частный дом или дача

Нередко бывает, что автономные системы, генерирующие ток, сооружают в качестве резервного источника тока, чтобы минимизировать неудобства при перебоях с поставкой в централизованной сети

Для обеспечения питанием слаботочных электролиний и не особо «прожорливых» электропотребителей частники нередко прибегают к устройству экологически безопасных систем

Проще и выгоднее использовать в устройстве автономного электроснабжения газовые, бензиновые и дизельные генераторы. Они производительней, с установкой нет проблем, но к безопасным для окружающей среды источникам это оборудование не относится

Угрозы окружающему природному пространству не создают так называемые «зеленые источники»: ветер, вода, солнце. Их энергия неисчерпаема, к тому же она восстанавливается сама и совершенно ничего не стоит

Ветрогенераторы и солнечные панели на дачах пригодятся для поставки энергии уличному и домашнему светодиодному освещению. Подойдут они для питания жидкокристаллических телевизоров и зарядки мобильной медиа-техники

В удаленном от благ цивилизации туристическом городке ветряки и солнечные панели снизят нагрузку на генератор, обслуживающий весь туристический городок

Если вы счастливый обладатель участка, построенного на берегу реки или бурного горного ручья, есть возможность устроить гидроэлектростанцию. Однако так везет зачастую только жителям поселка, а не частникам

Дом в регионе с неразвитой инфраструктурой

Резервный вариант энергообеспечения

Солнечная электростанция — распространенный тип

Газовый генератор в загородном доме

Ветряки и солнечные панели

Ветрогенераторы в дачном поселке

Энергосистемы туристического городка

Автономная поселковая гидроэлектростанция

Данные о мощности приборов суммируют и таким способом выясняют, сколько реальных киловатт часов должна бесперебойно вырабатывать в день автономная электросистема. Рекомендуется превышать полученное число на 15-30%, чтобы в будущем иметь солидный запас на увеличение потребления энергии.

Автономная электрическая система позволяет круглогодично обеспечивать необходимый уровень комфорта в домах, расположенных далеко от центральных коммуникационных систем, отвечающих за поставку энергоресурса в жилые помещения

На следующем этапе определяют основные технические характеристики будущей энергосистемы. Эти параметры напрямую зависят от ее назначения.

Собираясь сделать резервный источник, подключающийся только в определенный момент, когда недоступно получение электричества через централизованные коммуникации, устанавливают предполагаемое время работы автономного оборудования, и на основании этих данных вычисляют нужную для нормального функционирования системы мощность.

Наличие в частном доме комплекса автономного электроснабжения обеспечивает владельцу полную свободу действий. У него в распоряжении всегда будет нужный ресурс, независимо от того, какую цену установит на электричество государство

Если же на «плечи» автономного оборудования планируют возложить все электрообеспечение в жилом помещении, хозяйственных постройках и на самом приусадебном участке, заранее четко высчитывают примерное дневное потребление.

На эту цифру накидывают еще 20-25% и таким способом получают фактическую базовую мощность, необходимую для полноценной работы коммуникационных сетей, оборудования и бытовой техники.

Выбирая в качестве альтернативного источника поставки энергии солнечные батареи, следует помнить, что в зимний период модули производят в 2-3 раза меньше ресурса, нежели во время наивысшей солнечной активности (с марта по сентябрь)

Имея на руках подробную техническую информацию, приступают к разработке проекта и выводят смету с полным объективным обсчетом предстоящих финансовых затрат на покупку агрегатов и оплату услуг по установке.

Специалисты, разумеется, справятся с монтажом быстрее и качественней, однако попросят за это солидную сумму. Домашние мастера тоже могут осилить основные части задачи, но для осуществления отдельных этапов все же разумнее будет пригласить профессионалов или хотя бы воспользоваться их советами.

Взвешенная оценка независимой системы

Современные системы для автономного электроснабжения используют самые разные ресурсы для выработки энергии. Это позволяет получать качественное электричество без перепадов даже в самых отдаленных и малонаселенных местах, куда еще не успели добраться все блага цивилизации.

Достоинства автономной электрики

Основное достоинство систем автономного электроснабжения – отсутствие норм потребления и платы за использованную энергию. Это позволяет обеспечить в жилом доме любой уровень комфорта, независимо от того, проходят ли рядом центральные коммуникации или нет.

Если предварительные расчеты мощности произведены верно и не занижены, система будет работать как часы и хозяева не столкнутся с такими проблемами, как неожиданное отключение электричества и перепады напряжения.

Веское преимущество автономного энергоснабжения заключается в отсутствии скачков, падения и превышения напряжения в сети, из-за которого в разы быстрее выходит из строя бытовая и компьютерная техника

Сведется к нулю риск того, что бытовая техника, имеющаяся в жилом помещении, выйдет из строя или сгорит из-за неожиданного скачка мощности. Количество и качество получаемой электроэнергии всегда будет одинаковым и именно таким, как было запланировано изначально в проекте.

Оборудование, обеспечивающее независимые поставки электроэнергии, имеет высокий уровень надежности и крайне редко выходит из строя. Это преимущество сохраняет актуальность при соблюдении базовых правил эксплуатации и регулярном обслуживании отдельных элементов и всей системы целиком.

Кроме того, уже сегодня работают экспериментальные программы, позволяющие владельцам продавать излишки электроэнергии государству. Однако об использовании этой интересной возможности стоит подумать заблаговременно, еще на стадии разработки проекта системы электрообеспечения.

Дополнительно потребуется оформить пакет разрешительных документов, подтверждающих способность имеющихся в наличии приборов вырабатывать нужный объем энергии надлежащего качества.

Недостатки независимого электроснабжения

К минусам независимой системы электроснабжения относят довольно высокую стоимость оборудования и значительные расходы на эксплуатацию.

К недостаткам автономного энергоснабжения относят необходимость выделять пространство под размещение оборудования, проводить самостоятельное обслуживание системы и замену изношенных элементов за свой счет

Электрики настоятельно рекомендуют хозяевам очень внимательно производить все расчеты и четко выяснять технические параметры запланированной к монтажу системы. Иначе может возникнуть ситуация, когда агрегат, производящий электроэнергию, выйдет из строя, так и не успев окупиться.

Ремонт автономного комплекса владельцы тоже осуществляют за свой счет, а эти услуги стоят значительных денег. Если же дом находится в отдаленном или труднодоступном районе, за мастерами придется поехать лично или дополнительно оплачивать выезд бригады на место.

Причем делать все понадобится достаточно быстро, так как домашние коммуникации и удобства, работающие на электроэнергии, в это время будут недоступны.

Если в качестве автономной системы по выработке энергии выбраны модули из солнечных батарей, их потребуется периодически очищать от мусора в ветреную погоду, а в зимний период обязательно освобождать от снега. Только при таком уходе они будут полноценно функционировать в течение всего эксплуатационного периода

Значительно снизят шанс поломки автономных устройств регулярный профилактический осмотр и плановое техническое обслуживание действующих агрегатов, но и для этого может понадобиться визит специалистов, стоящий денег.

Конечно, часть таких работ хозяин сделает самостоятельно, но более серьезные моменты, требующие определенного опыта и специфических знаний, все равно повлекут за собой профессиональное вмешательство.

Определение наилучшего источника энергии

Выбор альтернативного источника энергии для автономного – очень важный и ответственный момент, требующий серьезного подхода.

К самым популярным и наиболее распространенным вариантам относятся:

• генераторы, работающие на дизельном топливе или бензине;
• солнечные батареи;
• аккумуляторы большого объема и мощности;
• гидроэлектросистемы;
• преобразователи ветряной энергии.

Каждый источник имеет собственные уникальные характеристики и особенности. Владельцам следует заранее с ними ознакомиться и на основании этой информации определить оптимальный вариант системы, способной удовлетворить все электрические нужды частного жилого дома.

Особенности работы генераторов

Генератор – это самый быстрый и простой способ обеспечить частный дом электричеством. Для работы агрегат использует бензин или дизельное топливо и в результате его сжигания выдает необходимое количество энергии.

Главным преимуществом является полная независимость устройства от сезонных изменений и погодных колебаний. К недостаткам относится обязательное наличие на участке специально оборудованного хранилища для топлива, рассчитанного на объем от 200 литров.

Дизельная генераторная установка удобна и проста в эксплуатации, но для полноценного функционирования ей необходимо получать не менее 250 мл горючего в час. Мощные станции, способные обеспечить энергией небольшой частный домик с фактическим потреблением ресурса в несколько киловатт за сутки, будут «есть» примерно литр солярки в течение 60 минут

Чаще всего бензиновые и дизельные генераторные установки используют в качестве резервных или временных источников получения электроэнергии. Это обусловлено тем, что для полноценной работы приборы требуют значительных объемов горючего, стоимость которого постоянно увеличивается.

Мощный бензиновый или дизельный генератор способен при наличии нужного объема топлива обеспечить бесперебойную подачу электричества. Однако устройство в процессе работы производит очень много шума. Чтобы не страдать из-за нежелательных звуков, стоит разместить агрегат в одном из прилегающих хозяйственных помещений, расположенных на некотором расстоянии от собственного жилья и соседских домов

Само оборудование тоже имеет высокую цену и нуждается в профилактическом обслуживании. К более выгодным вариантам генераторных установок относят газовые агрегаты. Они не нуждаются в бесперебойных поставках горючего и не требуют наличия хранилища для топливных материалов.

Однако полноценную работу этих приборов обеспечивает такой пункт, как обязательное подключение к центральной газовой сети, что далеко не всегда является возможным и доступным.

Установка в доме газового генератора осуществляется только на основании пакета разрешительных документов и при обязательном участии в монтаже бригады мастеров из местного газораспределительного предприятия. Подключать к газопроводу прибор самостоятельно не рекомендуется во избежание потенциально возможных в будущем утечек и различных неполадок

Именно из-за этих сложностей генераторы редко выбирают в качестве основного источника для поставки электричества в частный дом.

Зато генераторы — идеальное решение для временного использования, к примеру, на время строительства загородного дома и оформления документов для его подключения:

Галерея изображений

Фото из

Бензиновый или дизельный генератор решит все вопросы по электроснабжению на стадии возведения дома. Его энергии вполне хватает для питания инструмента и обеспечения условий строителям: отопления, приготовления пищи, освещения и т.д.

Для хранения выработанной устройством энергии потребуются аккумуляторы, для преобразования прямого тока в переменный нужен будет инвертор

Генератор «на отлично» справится с выработкой энергии, требующейся линиям освещения. Для того чтобы не слышать шум оборудования, в эти часы лучше питаться от аккумуляторов

Пока производится отделка дома, устройство электропроводки и оформление документов генератор просто необходим

Генератор на время проведения строительных работ

Четыре аккумулятора и инвертор

Освещение ночью и в вечерние часы

Освещение для проведения проводки и отделки

На протяжении первых этапов строительства генератор послужит основным источником энергии, а после оформления документов и получения разрешений на подключение к общей энергосети, он станет резервным оборудованием и безусловно не раз пригодится.

Автономные солнечные электростанции

Для снабжения частного жилого дома применяют коллекторы или . Эти устройства поглощают световую энергию и преобразовывают ее в ток, который потом питает системы, устройства и приборы, работающие на электричестве.

Галерея изображений

Фото из

Солнечные электростанции — один из самых практичных, а потому и самых востребованных вариантов организации автономной системы получения электроэнергии

Солнечные панели, генерирующие электричество из падающего на них солнечного света, размещают в большинстве случаев на крышах домов, гаражей, бытовок, террас и подобных сооружений. Они занимают минимум пространства и не доставляют хлопот

Установка и крепление солнечных батарей на крышах и навесах производится по рейкам, способным выдержать вес автономной электростанции

Каждая солнечная батарея состоит из 36 или 72 фотоэлектрических элементов. Число батарей рассчитывают, исходя из реальных потребностей хозяев в электроэнергии. При необходимости систему можно расширить путем установки дополнительных панелей

Для работы солнечной электростанции кроме панелей нужна функциональная аппаратура: контроллер, аккумулятор, инвертор. Все перечисленные приборы выполняют функцию, благодаря которой владельцы систем могут использовать получаемый электроток

Электроэнергия, вырабатываемая солнечной электростанцией, накапливается в аккумуляторах. Их мощность подбирают так, чтобы запаса хватило минимум на сутки работы в пасмурный день

Для того чтобы уберечь оборудование от глубокой разрядки, перегрева и превышения заряда, автономную солнечную электростанцию оснащают контроллерами

Для питания обычных электроприборов, подключаемых к сети переменного тока в 220 В, в схему солнечной электростанции включают инвертор. Гибридные модели этих преобразователей дополнены контроллерами

Сооружение солнечной электростанции

Размещение солнечных панелей на крышах

Установка и крепление солнечных батарей

Модульный принцип сборки системы

Компоненты частной гелио-электростанции

Батарея аккумуляторов для гелиоустановки

Контроллер — средство защиты от перегрева

Преобразователь полученной энергии

Солнечные батареи (панели) представляют собой набор соединенных вместе и заключенных в раму полупроводниковых элементов, перерабатывающих ресурсы света в электрическую энергию. Оборудование не потребляет топлива и не нуждается в сложном высокопрофессиональном обслуживании.

Для содержания объекта в порядке достаточно просто время от времени протирать поглощающее зеркало от пыли и убирать с него мелкий мусор. Установка агрегата на некотором возвышении под углом около 70 градусов создаст условия, при которых в зимний период времени снег не сможет скапливаться на поверхности батарее и препятствовать ее корректной работе.

Регулировка гелиосистемы происходит автоматически. Владельцу не требуется включать или выключать оборудование. Выработанная энергия скапливается в специальных аккумуляторных комплексах и позволяет использовать электричество круглосуточно в индивидуальном, удобно лично для хозяина режиме.

Солнечная батарея напрямую преобразует энергию света в электроток и, в отличие от генераторных установок, делает это абсолютно бесшумно, не мешая таким образом ни жильцам, ни соседям

Солнечные батареи высокого качества очень надежны и рассчитаны на полноценную эксплуатацию в течение как минимум 25 лет. К концу этого периода их работоспособность немного снижается и следующие 20 лет панели выдают ресурс в объеме около 80% от базовой изначальной мощности, заявленной производителем.

Таким образом, общий срок службы батарей составляет 45 лет, что значительно превышает показатели прочих автономных систем.

В отличие от ветряных генераторов, напрямую зависящих от определенных метеорологических явлений, солнечные батареи гарантированно выдают электроэнергию каждый день. В непогожие пасмурные дни их производительность становится немного меньше, но не прекращается полностью

Так как солнечный свет имеется практически везде, гелиопанели почти не имеют ограничений по установке. Размещать их можно на любом незатененном пространстве участка, обращая принимающую поверхность под определенным углом на южную сторону.

Выбирая место для расположения солнечных панелей на приусадебной территории, нужно следить, чтобы рядом не было высоких деревьев и строений, загораживающих солнце и отбрасывающих тень. Иначе батарея не сможет работать в полную силу

Если размеры приусадебной территории не позволяют выделить для оборудования отдельное свободное место, уместно использовать для монтажа системы поверхность крыши жилого дома или кровлю хозяйственных построек.

Несмотря на некоторую хрупкость, солнечные панели имеют значительный вес и требуют четкого и надежного крепления. Перед монтажом надо оснастить кровельную конструкцию прочными балками или подпорками, чтобы в будущем крыша не обвалилась, не выдержав дополнительной нагрузки, не предусмотренной изначальным проектом

Ветряные и гидроэлектрические системы имеют фиксированный уровень мощности. У гелиосистем эта величина плавающая и зависит только от количества установленных батарей. Солнечные панели можно использовать в качестве дополнительных энергетических источников. В этом случае понадобится , с которым ознакомит рекомендуемая нами статья.

Если в большом количестве энергии на данный момент нет потребности, можно поставить агрегат миниатюрных габаритов, а в случае надобности в удобное время нарастить дополнительные панели и увеличить объем получаемого ресурса.

Энергия ветра для автономного электроснабжения

В том случае, когда метеорологические или какие-либо другие объективные причины не позволяют установить солнечные батареи или коллекторы, есть смысл обратить внимание на . Он представляет собой турбину, размещенную на высоких (от 3 метров) башнях.

Она улавливает кинетическую энергию вихревого потока, преобразует ее в механическую энергию вращением ротора и потом превращает в электроресурс посредством специальных инверторов.

Владелец частного дома, запланировавший установку ветряного генератора мощностью более 10 кВт, должен тщательно изучить информацию об изменениях направления и силы ветра в своей местности за последние 20 лет

Статистику могут предоставить метеослужба и различные интернет-сервисы, позволяющие наблюдать за погодой в онлайн-режиме. Если ветра в регионе считаются редким явлением и не имеют нужной силы, монтировать «ветряк» будет нецелесообразно.

Галерея изображений

Фото из

Ветряк — рабочая часть системы, в которой вырабатываемый им ток накапливается, хранится, преобразуется и поставляется приборам в потребляемом ими значении

На выходе из ветрогенератора устанавливается контроллер, который защитит аккумуляторы от перегрузки и глубокого разряда. В случае превышения по емкости аккумуляторов контроллер перенаправит излишки в балластный реостат

В аккумуляторах накапливается получаемый установкой заряд. Их емкость подбирают так, чтобы запаса хватило на следующий день, который может быть безветренным

По аналогии с солнечными электростанциями в схемах с ветрогенераторами нужен инвертор. Он преобразует постоянный ток в переменный, требующийся для работы питающегося от ветряка электрооборудования

Ветрогенератор на загородном участке

Контроллер для ветряных установок

Аккумуляторы для запаса заряда

Инвертор для преобразования получаемого тока

Агрегат отличается надежностью, не создает вредных выбросов в атмосферу и не оставляет отходов производства, но для полноценной работы остро нуждается в постоянном ветре, дующем со скоростью не менее 14 километров в час. Это очень важное условие, и если его не соблюсти, прибор просто не справится с поставленными задачами.

Локальные системы гидроэнергии

Использование гидротурбины для обеспечения жилого дома электричеством – вполне реальный и выгодный вариант, но лишь в том случае, когда вблизи строений располагаются речка или озеро. Небольшая система, работающая на энергии воды, абсолютно безопасна как в экологическом, так и в социальном плане, очень проста в эксплуатации и имеет хороший КПД.

Малые гидротурбины полностью автоматизированы и не требуют участия в своей работе человека. Качество вырабатываемой ими энергии соответствует всем требованиям ГОСТа как по частоте, так и по уровню напряжения

Срок полноценной работы превышает 40 лет. Для корректного функционирования система не нуждается в крупных водохранилищах и не требует затопления больших территорий.

Галерея изображений

Фото из

Для того чтобы использовать воду с целью генерации электроэнергии, нужно добиться либо сужения русла, либо перепада высот в течении ручья или небольшой реки

В изготовлении самодельной турбины используются разнообразные подручные средства: обода велосипедных колес, барабан стиральной машинки, диск от автошины грузового транспорта

С усилием падающая на лопасти колеса вода приводит его в движение. Вращаясь колесо вырабатывает энергию, которая через контроллер и инвертор передается потребителю или накапливается в аккумуляторах

Для повышения производительности привычное колесо с лопастями заменяют шнеком, но изготовить в домашних условиях такой элемент не представляется возможным

Вариант использования энергии воды

Самодельная турбина из колесных ободов

Принцип работы мини гидроэлектростанции

Шнек в устройстве гидроэлектростанции

Перед установкой необходимо составить проект монтажа и получить соответствующие разрешительные документы.

Аккумуляторы для автономных систем

Принцип работы аккумулятора понятен и несложен. Пока в центральной сети имеется электричество, батареи заряжаются от розетки и накапливают в своих блоках ресурс. функционируют аналогичным образом.

Когда поставки энергии прекращаются, модули через специальную отдают электрику бытовым приборам и различным домашним системам.

Выбирая аккумулятор для создания резервной электросистемы в жилом доме, стоит определить, какие приборы и модули бытовой техники обязательны к подключению в случае отсутствия света. Сложив вместе их базовую мощность, можно получить число, обозначающее емкость аккумулятора, способного обеспечить энергией самые необходимые устройства

Для постоянного обеспечения жилого помещения электричеством они не подходят, зато с ролью резервного комплекса справятся на отлично.

С лучшими разработками для организации альтернативной энергетики загородного дома ознакомит , полностью посвященная этому интересному вопросу.

Выводы и полезное видео по теме

Ролик №1 наглядно продемонстрирует, как собрать своими руками автономную систему электроснабжения частного дома из солнечных батарей. В видео даны полезные советы от мастера с подробным показом каждого действия и описанием используемого оборудования:

Ролик №2 знакомит с тем, что следует выбрать для создания в доме резервной электрической системы: генератор или аккумулятор. Обзор агрегатов, плюсы и минусы, сравнительные характеристики и принцип работы поможет самостоятельным мастерам в осуществлении идеи:

Ролик №3 представляет, как работает ветрогенератор, способен ли он покрыть все потребности среднестатистического жилого дома в электроэнергии:

Роликом №4 представлен независимый комплекс электроснабжения для загородного дома с использованием различных ресурсов и установок. Обозначены достоинства и недостатки системы из солнечных панелей, инвертора МАП и прогрессивного ветрогенератора:

Потребность в организации автономного электричества для частного дома может возникнуть по разным причинам, например, из-за проблематичности подключения к уже существующей сети или ввиду отсутствия центральных коммуникаций в районе расположения жилья.

Нестабильно подающееся напряжение, перебои питания или регулярные отключения тоже могут вынудить владельцев недвижимости задуматься о получении энергии из альтернативных источников. Правильно рассчитанная и корректно смонтированная система позволит забыть о всех проблемах с электрикой.

Расскажите о том, как сооружали автономную систему энергообеспечения на загородном участке. Не исключено, что в вашем арсенале есть способы, не приведенные в статье, и сведения, полезные для посетителей сайта. Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке, делитесь впечатлениями, размещайте фото, задавайте вопросы.

Автономное электроснабжение частного дома своими руками (Андрей Кашкаров)

Купить офлайн

Цена на сайте может отличаться от цены в магазинах сети. Внешний вид книги может отличаться от изображения на сайте.

Цена на сайте может отличаться от цены в магазинах сети. Внешний вид книги может отличаться от изображения на сайте.

Аварии в электросетях (блекауты), локальные, техногенные и масштабные катастрофы могут вмиг вывести из строя всю отлаженную систему энергообеспечения, связи и комфорта в вашем доме, какой бы «умной» она ни была. Такая опасность присутствует не только в сельской местности (где электричество до сих пор отключается с поразительной периодичностью), но и в крупных городах-мегаполисах, где, сколько ни желай, нет возможности установить в подвале многоквартирного дома собственный «запасной» источник электроэнергии в виде дизельного генератора. Тем не менее мы не лишены простого способа применения альтернативных видов электроэнергии с использованием промышленных источников бесперебойного питания и генераторов; об их простой доработке пойдет речь в книге, разъясняющей вопросы автономного энергоснабжения. . .Для широкого круга читателей. . . .Для широкого круга читателей.

Описание

Характеристики

Аварии в электросетях (блекауты), локальные, техногенные и масштабные катастрофы могут вмиг вывести из строя всю отлаженную систему энергообеспечения, связи и комфорта в вашем доме, какой бы «умной» она ни была. Такая опасность присутствует не только в сельской местности (где электричество до сих пор отключается с поразительной периодичностью), но и в крупных городах-мегаполисах, где, сколько ни желай, нет возможности установить в подвале многоквартирного дома собственный «запасной» источник электроэнергии в виде дизельного генератора.

Феникс

Как получить бонусы за отзыв о товаре

1

2

3

Если он окажется среди первых десяти, вы получите 30 бонусов на Карту Любимого Покупателя. Можно писать неограниченное количество отзывов к разным покупкам – мы начислим бонусы за каждый, опубликованный в первой десятке.

Если он окажется среди первых десяти, вы получите 30 бонусов на Карту Любимого Покупателя. Можно писать неограниченное количество отзывов к разным покупкам – мы начислим бонусы за каждый, опубликованный в первой десятке.

Автономное электроснабжение частного дома своими руками

Книга «Автономное электроснабжение частного дома своими руками» есть в наличии в интернет-магазине «Читай-город» по привлекательной цене. Если вы находитесь в Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде, Казани, Екатеринбурге, Ростове-на-Дону или любом другом регионе России, вы можете оформить заказ на книгу Андрей Кашкаров «Автономное электроснабжение частного дома своими руками» и выбрать удобный способ его получения: самовывоз, доставка курьером или отправка почтой. Чтобы покупать книги вам было ещё приятнее, мы регулярно проводим акции и конкурсы.

Что нужно для создания собственного автономного робота

Вы когда-нибудь хотели построить собственного робота? Это не так сложно, как вы думаете, используя комплект или набор стандартных электронных компонентов.

Основная трудность состоит в том, чтобы сориентироваться в огромном количестве вариантов, доступных для создания колесного робота, включая его микроконтроллер, шасси, двигатели и датчики. Самый простой вариант — купить полный комплект робота, но если вы хотите создать робота по индивидуальному заказу, мы шаг за шагом проведем вас через основные варианты выбора.

1. Микроконтроллер / SBC

Вашему роботу потребуется электронный «мозг» для управления всеми его функциями, включая движение. Два самых популярных варианта — это Raspberry Pi и Arduino.

Raspberry Pi — это одноплатный компьютер (SBC) с микропроцессором Arm, который может работать под управлением полной операционной системы Linux. Основное преимущество роботостроения заключается в том, что он более мощный, чем микроконтроллер, такой как Arduino, и позволяет запускать более сложные программы. Это идеально подходит для распознавания лиц и других форм ИИ, поэтому вы можете создать действительно умного робота.

Еще одним преимуществом является то, что вы можете программировать практически на любом языке. Один из самых популярных для робототехники на Python, который менее сложен, чем C для новичков в программировании.

Arduino, с другой стороны, идеально подходит для более простых проектов робототехники. Помимо того, что он обычно дешевле, он потребляет меньше энергии, поэтому для разрядки портативного блока питания или аккумуляторной батареи требуется больше времени.

Хотя обычно он программируется на языке C с использованием Arduino IDE на компьютере, для управления роботами Arduino можно использовать графическую IDE под названием Xod.

Другие микроконтроллеры также подходят для робототехники, включая Teensy, BeagleBone, micro:bit и Raspberry Pi Pico.

2. Шасси

Для вашего колесного робота вам понадобится шасси, чтобы сформировать его корпус, разместить электронику и установить двигатели (с помощью кронштейнов).

Доступны многочисленные комплекты шасси различных размеров и материалов, как правило, для двух- или четырехколесных роботов, иногда шестиколесных. Большинство из них представляют собой простые платформы для монтажа электроники и двигателей; более дорогие варианты могут включать подвесную систему.

Кроме того, вы можете самостоятельно собрать шасси своими руками из таких материалов, как пластик, металл, дерево, кубики Lego или даже картон. Важным соображением является то, насколько прочным должен быть ваш робот. Если вам нужно иметь дело с труднопроходимой местностью, вам понадобится более прочное шасси.

3. Двигатели

Чтобы ваш робот двигался, вам потребуются двигатели. Для колесного робота это будут стандартные двигатели постоянного тока, которые, в отличие от сервоприводов или шаговых двигателей, свободно вращаются с высокой скоростью.

Некоторые двигатели оснащены встроенным редуктором для увеличения крутящего момента и увеличения нагрузки. Проверьте передаточное число (или передаточное отношение): чем оно выше, тем больше крутящий момент и ниже скорость. Более высокие коэффициенты рекомендуются для начинающих проектов.

Если вам требуется точное считывание и контроль скорости двигателя, вы также можете добавить магнитный или оптический датчик скорости на каждый вал двигателя, который будет передавать данные обратно в ваш микроконтроллер.

Скорость каждого двигателя обычно регулируется с помощью ШИМ (широтно-импульсной модуляции), которая включает в себя отправку потока цифровых импульсов включения-выключения: чем больше импульсов в цикле, тем быстрее он вращается.

4. Драйвер двигателя

Вы не можете подключать двигатели постоянного тока напрямую к одноплатному компьютеру или плате микроконтроллера, так как последний не сможет обеспечить достаточную мощность для двигателей, и вы можете повредить плату.

Вместо этого вам понадобится плата драйвера двигателя/контроллера, подключенная между двигателями и вашим микроконтроллером, а также с источником питания. Недорогие платы драйверов часто основаны на двухканальном чипе H-моста L298N или DRV8833. Количество каналов определяет, сколько двигателей можно контролировать независимо, поэтому вам понадобится больше каналов (и драйверов) для 4WD или 6WD.

Хотя человек, разбирающийся в электронике, может создать собственный драйвер двигателя H-bridge, проще купить плату драйвера. Существует множество HAT, доступных для установки на Raspberry Pi, и специальный Motor Shield для Arduino.

Ключевым фактором при выборе драйвера двигателя является обеспечение того, чтобы он мог работать с напряжением, требуемым двигателями, а также с их непрерывным рабочим током. Если вы не можете найти последний в спецификациях двигателей, он обычно на 20–25 % ниже, чем ток останова. Максимальный ток драйвера двигателя должен примерно вдвое превышать непрерывный ток двигателя.

5. Колеса

Естественно, они необходимы для колесного робота! Для начинающих проще всего использовать простого двухколесного робота, который обычно имеет небольшой безмоторный ролик, колесо или салазки спереди, помогающие ему сохранять равновесие.

Четырехколесный робот — это следующий шаг вперед, обеспечивающий дополнительную устойчивость и контроль. Если вам нужно независимое управление каждым мотором/колесом для настоящего полного привода, вам понадобятся два двухканальных чипа драйвера мотора на вашей плате. В качестве альтернативы вы можете использовать один драйвер для управления двумя двигателями на каждом канале, при условии, что он имеет достаточную максимальную токовую мощность для управления ими всеми.

Для бездорожья вы можете даже захотеть установить до шести колес, но для их размещения вам потребуется более длинное шасси. Вы можете добавить гусеницы для дополнительного сцепления или даже систему качающихся тележек, как на марсоходе NASA Perseverance Mars.

Хотя можно иметь управляемые колеса с помощью сервоприводов для вращения их и их двигателей, наиболее распространенным методом управления роботом является простое вращение колес с одной стороны быстрее, чем с другой.

Еще одним интересным вариантом является использование колес Mecanum, чьи специальные ролики позволяют им двигаться вбок, когда четыре колеса вращаются по определенной схеме. Отлично подходит для параллельной парковки!

6. Электропитание

Если ваш робот будет привязан к сетевой розетке, это будет немного ограничено, поэтому вам понадобится портативный источник питания. Существует два основных метода:

1. Используйте отдельные источники питания для двигателей и электроники.
2. Используйте один источник питания, подключенный к обоим через BEC (цепь выпрямителя батареи). Ваша плата драйвера двигателя может включать BEC.

Какой бы вариант вы ни выбрали, к возможным источникам питания относятся USB-банки питания, аккумуляторные блоки (например, 4x AA) и аккумуляторы LiPo. Просто убедитесь, что вы подаете правильные напряжения и уровни тока. Многие платы драйверов двигателей обеспечивают защиту от перегрузки по току и обратной полярности.

7. Датчики

Хотя робота можно запрограммировать на движение по заданной схеме или управлять им вручную с удаленного устройства, добавление датчиков позволит ему действовать автономно.

Ультразвуковой датчик расстояния, такой как HC-SR04, позволяет роботу обнаруживать стену или другое препятствие перед ним, чтобы он мог уклониться.

Еще один популярный способ заставить робота следовать по пути на полу. Один или несколько ИК-датчиков движения по линии, установленных спереди, позволяют обнаруживать темную линию на полу и двигаться вдоль нее.

Вы даже можете дать своему роботу «глаза», добавив небольшую камеру. Изображения можно интерпретировать с помощью библиотеки компьютерного зрения, такой как OpenCV, для обнаружения объектов или даже лиц.

Создайте собственного автономного робота: успех

Теперь вы знаете, как собрать собственного колесного робота. Мы надеемся, что она вдохновила вас на первое знакомство с удивительным миром робототехники. После того, как вы построили своего первого робота, вы можете захотеть сделать другой тип, например, с ногами или роботизированной рукой.

Экспертный совет по подготовке жилья к автономному энергоснабжению — новости Украины

В будущем автономное энергоснабжение может стать базовым элементом при строительстве нового жилья

Энергетик Виктор Видзиговский рассказал, что дизельный генератор, гибридная солнечная электростанция или батарея может обеспечить автономное электроснабжение дома.

Он пояснил, что для организации электроснабжения в автономном режиме важной задачей является обеспечение баланса между выработкой и потреблением, сообщает украинская энергетика.

При нарушении баланса начинаются значительные скачки напряжения. Если нагрузка больше генерации, то он погаснет, а если наоборот, то напряжение поднимется. Вы можете решить эту проблему, установив аккумулятор или контроллер.

«Это работает, но автономная система намного сложнее, чем сетевые станции на крыше. Нужно быть очень хорошим планировщиком, чтобы правильно рассчитать свое потребление», — сказал Видзиговский.

Он также обратил внимание на то, что потребление домохозяйств в настоящее время очень неравномерно, и пиковое значение может превышать среднее в 100 раз9.0003

«Дома, например, у меня стоит небольшой автомобильный аккумулятор емкостью 70 ампер в час, который заряжается, когда в сети есть напряжение, а когда его нет, питает только котел отопления», — рассказал эксперт. . — Мощности этой батареи хватает примерно на сутки работы котла, что наиболее актуально зимой или кратковременными отключениями. Но мой сосед пошел дальше, у него несколько мощных аккумуляторов, которые через инвертор питают весь дом.»

Он также рекомендовал не включать стиральную машину, посудомоечную машину и т.д. во время аварийной ситуации, чтобы продлить срок службы аккумуляторной системы. Ведь в экстренной ситуации приходится самому регулировать мощность.

В материале было отмечено, что в случае длительного отключения электричества без внешнего источника, будь то генератор или солнечная панель, не обойтись. При этом эксперт советует не забывать о технике безопасности. Ведь любая запасенная энергия является источником потенциальной опасности, если с ней неосторожно обращаться.

Резервный источник питания

Специалисты советуют начинать с резервного источника питания, то есть позаботиться о системе, обеспечивающей электроэнергией приборы в случае отключения основного источника электроэнергии.

Есть несколько способов сделать это, но проще всего купить дизельный или бензиновый генератор.

Игорь Черкашин, эксперт в области энергоэффективности и возобновляемых источников энергии, предупредил, что в связи с тем, что подача газа также может прекратиться, целесообразность газогенератора находится под вопросом.

«Я бы порекомендовал дизель-генератор, потому что дизтопливо можно долго хранить. Кроме того, хотя бензин лучше заводится в мороз, это топливо более пожароопасно, чем дизтопливо», — сказал он.

Черкашин также предупредил, что генератор надо выбирать с «правильной» синусоидой и экономить на нем не стоит.

Однако даже генератор с правильным синусоидальным выходом переменного тока всегда будет работать почти на полной мощности. Например, при уровне потребления 10-20% генератор все равно будет использовать 60-70% своей мощности, сжигая топливо впустую.

Лучшим резервным вариантом эксперт считает наличие в базе аккумуляторных батарей с инвертором и источником бесперебойного питания, к которому подключены запрашиваемые устройства и обеспечено их нормальное питание.

Эксперт посоветовал ставить не обычные стартерные автомобильные аккумуляторы, а хотя бы гелевые.

При выборе аккумуляторной схемы с источником бесперебойного питания специалисты советуют сразу установить источник бесперебойного питания в виде гибридного инвертора. Он используется в солнечных и ветряных электростанциях, работающих как в автономном режиме, так и в сети. В дальнейшем с таким инвертором к уже установленным мощностям СЭС можно добавить некоторое количество панелей или ветрогенератора, что обеспечит дополнительную выработку электроэнергии.

Черкашин отметил, что если в хозяйстве есть крупная солнечная электростанция и «хорошие» литиевые батареи, целесообразно установить тепловой насос для полной автономности.

«Это может быть даже воздух-вода, а еще лучше почва-вода, и тогда с этим электричеством можно работать, с хорошим коэффициентом преобразования потребляемой электроэнергии в тепло. То есть на 1 кВт электроэнергии вы можно получить 4-5 кВт тепла», — сказал он.

Эксперт отметил, что подобные решения больше для тех, кто думал об этом раньше, готовился, просчитывал. Потому что капитальные затраты на такую ​​схему значительны, и без государственной поддержки не каждый гражданин может себе это позволить.

«Пока последним «рубежом обороны в теплоснабжении» одноквартирных домов эксперт называет твердотопливные котлы. Среди тенденций на будущее можно отметить, что автономное энергоснабжение может стать базовым элементом при строительство нового дома», — говорится в сообщении.

Ранее EcoPolitic писал, что Алексей Бадыка, основатель и генеральный директор компании «Атмосфера» в сфере зеленой энергетики, заявил, что война создала новую реальность, ведь собственная автономность и бесперебойное электроснабжение стали основным двигателем спрос на отечественные СЭС, что даже приводит к дефициту некоторого оборудования.