Fonte de alimentação autônoma de uma casa de campo – opções

O custo da eletricidade fornecida por redes centrais cresce a cada ano, enquanto sua qualidade não melhora. Cortes de energia ainda ocorrem em áreas rurais. E hoje vamos considerar as opções de alimentação autônoma de uma casa de campo.

Se dentro dos limites da cidade o problema de fornecer eletricidade às suas moradas surge apenas periodicamente, então com uma casa de campo tudo é muito mais complicado – muitas vezes os serviços públicos são danificados como resultado de fenômenos naturais e ações de caçadores de metais não ferrosos. Pode-se, claro, voltar às decisões do início do século passado, a saber, lamparinas e tochas de querosene, no final, ir para a cama ao pôr do sol, mas já estamos acostumados aos benefícios da civilização, inextricavelmente ligados à eletricidade. Considere a questão da independência energética de um chalé de comunicações centrais não confiáveis.

Métodos de fornecimento de energia para sua casa

Possuir uma casa em zona rural, a uma distância considerável dos centros industriais, é atraente desde uma posição de silêncio, ar puro, rodeado pela natureza. No entanto, existem situações em que os eletrodomésticos em tal casa se recusam a funcionar devido a uma tensão mais baixa ou excessivamente alta na rede elétrica do que a nominal (220 V) – e as quedas podem exceder 10% estabelecido pelo GOST 13109-97.

O problema com a falta de tensão está no comprimento considerável das comunicações cabeadas, através das quais a corrente elétrica flui para as casas – quanto mais longe da subestação transformadora a casa está localizada, mais a tensão cai devido à resistência dos fios. Durante o dia, a tensão nas zonas rurais muda em relação à nominal devido à insuficiência de potência do TP e das redes – é menor durante o dia, porque a esta hora são os maiores consumidores de energia eléctrica, à noite aumenta fortemente, pois nesta hora o consumo é mínimo.

Picos de tensão podem causar falha de eletrodomésticos – em outras palavras, ele queima. Eletrodomésticos modernos, especialmente europeus, são projetados para quedas de tensão de 10% na rede elétrica, mas não mais, e em áreas rurais surtos de 20-30% são bem possíveis.

É possível compensar quedas na rede elétrica com a ajuda de estabilizadores, mas em caso de queda crítica de tensão (mais de 45%), mesmo o melhor deles não ajudará. São necessários aparelhos que possam fornecer energia para aparelhos domésticos na ausência de eletricidade das redes centrais. A sua escolha é determinada pelos fins para os quais o equipamento será utilizado – fonte de alimentação de reserva, adicional ou principal.

O equipamento para alimentação de reserva é acionado automática ou manualmente pelo seu proprietário quando a alimentação da rede central é cortada ou em caso de queda crítica de tensão na mesma – é capaz de manter o funcionamento dos eletrodomésticos por um tempo limitado, até que a alimentação seja retomada.

Fonte de alimentação adicional (mista) é necessária nos casos em que a tensão existente na rede é insuficiente, e as residências pretendem usar eletrodomésticos que consomem muita energia.

No caso de uma cabana não poder ser ligada a redes centrais, bem como com uma alimentação de energia de baixa qualidade constante, é necessário um equipamento de alimentação autónoma, que actua como principal fornecedora de energia eléctrica.

Para simplificar a tarefa atribuída ao equipamento de backup e fonte de alimentação adicional, será conveniente dividir os eletrodomésticos da casa em três grupos:

1. O primeiro conterá aparelhos elétricos, o funcionamento ininterrupto dos quais não é necessário e você pode sobreviver com a fonte de alimentação principal. Isso inclui sistemas de piso radiante ou painéis infravermelhos fixados na parede, saunas elétricas, grupos de lâmpadas projetados para diferentes cenários de iluminação, etc..
2. O segundo grupo inclui eletrodomésticos que proporcionam condições de vida confortáveis ​​para as famílias – iluminação básica, ar condicionado, eletrodomésticos de cozinha, televisores, equipamentos de áudio. Os eletrodomésticos deste grupo precisam de uma fonte de alimentação de reserva.
3. Os aparelhos elétricos incluídos no terceiro grupo são de vital importância – iluminação de emergência, sistemas de segurança e alarme de incêndio, fechaduras eletrônicas, caldeiras de aquecimento controladas por sistemas automáticos, bombas de poço, etc. A operação completa dos equipamentos do terceiro grupo só é possível com alimentação ininterrupta fornecida por fontes adicionais ou de reserva sem falha.

O agrupamento de consumidores domésticos de eletricidade permitirá que você selecione corretamente a capacidade do equipamento que gera eletricidade, avalie as necessidades reais e não pague a mais por um equipamento desnecessariamente potente ou adquira um modelo obviamente fraco.

Qualquer equipamento de alimentação autônoma não é capaz de produzir eletricidade do nada – requer recursos iniciais, que se dividem em renováveis ​​e não renováveis. Investigamos os tipos de dispositivos que geram eletricidade, dependendo dos recursos consumidos.

Fontes de energia não renováveis

O fornecimento de energia autônomo para uma casa usando equipamento que consome derivados de petróleo ou gás natural e gera eletricidade é mais popular entre os proprietários de imóveis nos subúrbios devido à sua grande popularidade. No entanto, apenas os geradores a gasolina ou a diesel são populares, menos se sabe sobre o resto..

Geradores de energia a gasolina.Pequenos em tamanho e peso, são mais baratos que os a diesel. Mas eles não são capazes de fornecer eletricidade ininterruptamente – sua duração de operação não é superior a 6 horas consecutivas (o recurso motor é cerca de 4 meses), ou seja, os geradores a gasolina são projetados para operação periódica e são adequados nos casos em que o fornecimento de eletricidade do fornecedor principal é interrompido por um período de cerca de 2 –5 horas e apenas de vez em quando. Esses geradores são adequados apenas como fonte reserva de eletricidade..

Geradores Diesel.Eles são enormes, dimensionais e não baratos, mas sua potência e vida útil são muito maiores do que os modelos a gasolina. Apesar do custo significativo, os geradores a diesel são mais lucrativos em operação do que os geradores a gasolina – diesel barato e operação ininterrupta por mais de 2 anos, ou seja, esse gerador elétrico é capaz de trabalhar dia e mês sem interrupção, sujeito a reabastecimento oportuno. Os geradores a diesel são adequados como fornecedores de eletricidade de reserva, suplementares e primários.

Geradores movidos a gás.Seu peso, tamanho e custo são próximos aos de unidades a gasolina de mesma potência. Eles funcionam com propano, butano e gás natural, mas são mais eficientes nos dois primeiros tipos de combustíveis gasosos. Apesar do período de operação contínua semelhante aos geradores a gasolina – não mais que 6 horas, os geradores a gás de eletricidade têm uma vida útil mais longa, em média cerca de um ano. Como a principal fonte de eletricidade, os geradores a gás são adequados com uma grande reserva, mas para um fornecedor de eletricidade de reserva, é bastante.

Cogeradores ou mini-CHP.Se os compararmos com os geradores elétricos descritos acima, eles apresentam duas vantagens significativas: são capazes de produzir não apenas energia elétrica, mas também térmica; têm uma longa vida útil com uso ininterrupto, em média 4 anos. Dependendo do modelo, os cogeradores funcionam com combustíveis diesel, gasosos e sólidos. Com dimensões, peso e custo significativos, as mini-CHPs não são adequadas para fornecer energia a uma casa fora da cidade, uma vez que a sua energia elétrica começa a partir de 70 kW – graças a uma dessas instalações, é possível resolver completamente a questão do fornecimento de eletricidade e calor durante todo o ano à aldeia a partir de várias casas.

Fontes de alimentação ininterrupta com baterias. Em geral, eles não pertencem a grupos geradores, uma vez que não são capazes de gerar eletricidade de forma independente, apenas acumulam e dão ao consumidor. A capacidade de energia do UPS é determinada pela capacidade e pelo número de baterias do complexo, dependendo disso e do número de consumidores de eletricidade, a vida da bateria do UPS pode variar de várias horas a vários dias. Vida útil de um conjunto de UPS – 6 a 8 anos em média.

Em relação aos grupos geradores, um ponto precisa ser esclarecido – a vida útil dada não significa que, após sua produção, o gerador elétrico terá que ser descartado e adquirido um novo, é necessário apenas fazer grandes reparos e, apesar de alguma perda de energia, sua operabilidade será restaurada. Você também deve seguir as regras de manutenção e operação do gerador..

Fontes de energia renováveis

No ambiente natural do nosso planeta existem constante ou periodicamente fontes de energia, cuja produção não está associada às atividades humanas – vento, fluxo de água nos rios, radiação do sol.

Turbinas eólicas.Eles são capazes de converter energia eólica em eletricidade, mas a um custo bastante elevado, a eficiência dos geradores eólicos não ultrapassa 30%. A vida útil dos geradores eólicos é de cerca de 20 anos, a continuidade da geração de energia depende da intensidade do vento. É possível considerar essas instalações como uma fonte de alimentação completa apenas se forem equipadas com um no-break, bem como um gerador elétrico de reserva (gasolina, diesel) em caso de calma.

Painéis solares.Eles absorvem energia do sol e a convertem em energia elétrica. E se os ventos sopram a uma velocidade inconsistente, os raios do sol iluminam a Terra durante todo o dia. A eficiência dos painéis solares é de cerca de 20%, sua vida útil é de 20 anos. Como no caso das turbinas eólicas, as instalações solares devem ser equipadas com UPS. A necessidade de um gerador reserva depende da intensidade da radiação solar na área – em áreas com um número suficiente de dias de sol, um gerador adicional não será necessário e eles podem ser usados ​​como a principal fonte de eletricidade.

Mini-usina hidrelétrica.A energia da água, em comparação com a eólica e a solar, é muito mais estável – se as duas primeiras fontes forem instáveis ​​(noite, calmaria), então a água flui em córregos e rios em qualquer época do ano. O custo dos equipamentos das mini-hidrelétricas é superior ao dos geradores eólicos e dos painéis solares, devido a um projeto mais complexo, pois um gerador hídrico trabalha em condições agressivas. A eficiência das mini-usinas hidrelétricas é de cerca de 40-50%, a vida útil é superior a 50 anos. A mini-central hidrelétrica é capaz de fornecer eletricidade ininterruptamente para várias casas ao mesmo tempo durante um ano inteiro.

Depois de ler a recomendação sobre a divisão dos eletrodomésticos em grupos de acordo com o grau de importância, resta saber como exatamente selecionar a potência de um gerador elétrico para equipamentos de um ou mais grupos. A forma mais simples é somar a potência nominal dos eletrodomésticos, por exemplo: forno microondas – 0,9 kW; misturador – 0,4 kW; chaleira elétrica – 2 kW; máquina de lavar – 2,2 kW; lâmpada economizadora de energia – em média 0,02 kW; TV – 0,15 kW; antena parabólica – 0,03 kW, etc. Se somarmos a potência dos eletrodomésticos listados, obtemos um consumo de energia de 5,7 kW / h – isso significa que um gerador elétrico com uma capacidade de pelo menos 7,5 kW (com uma reserva de energia de 30%) é necessário ? De forma alguma, pois essa técnica não funciona constantemente, ou seja, deve-se levar em consideração também seu tempo aproximado de funcionamento, por exemplo: máquina de lavar – 3 horas semanais; chaleira elétrica – 10 minutos para cada água fervente; forno de microondas – 10 minutos para aquecer uma porção do alimento; misturador – 10 minutos; lâmpada economizadora de energia – cerca de 5 horas por dia, etc. Acontece que para fornecer eletricidade aos eletrodomésticos descritos a título de exemplo, basta um gerador com capacidade de cerca de 3 kW, bastando não ligar o equipamento ao mesmo tempo, distribuir a carga que surge no gerador ao longo do tempo.

A escolha de um ou outro tipo de gerador elétrico, principalmente aquele que opera a partir de fontes renováveis ​​de energia, depende principalmente da disponibilidade dos recursos iniciais de combustível. Por exemplo, um gerador de gás requer um fornecimento estável de gás natural liquefeito, ou seja, cilindros ou um tanque de gás são necessários, e para o fornecimento eficiente de energia usando painéis solares, um número suficiente de dias de sol por ano.

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