私人住宅的自主供電：最佳本地解決方案概述

各種電源

私人住宅的自主供電通常由以下方式提供：

• 電池形式的不間斷電源（UPS）；
• 太陽能電池；
• 帶有風力、天然氣、柴油和汽油發電機的小型發電廠。

在我們國家，最常使用發電機，它以消耗熱能（燃氣、汽油和柴油燃料）為代價運行。

小型發電站或發電機

這種EPS易於使用且相對便宜。

發電機的好處：

1. 小型發電廠可以長時間工作。這僅需要燃料的存在。
2. 發電機的自動啟動使其可以離線使用。
3. 一個功率為5-6千瓦的微型發電廠，可以為家裡所有的電器提供電力。
4. 安裝成本取決於發電機的功率、工藝質量和製造商。

這種設置的缺點包括：

1. 需要經常維護。您需要定期檢查油位和燃料的存在。
2. 發電機是相當嘈雜的設備。因此，如果無法將它們安裝在遠離家的地方，那麼即使使用消音器，它們產生的噪音也會使安裝的使用不太舒適。
3. 並非所有輸出端的自主微型發電廠都能夠提供穩定的電壓和純正弦波。
4. 發電機需要良好的通風和獨立的絕緣房間。

電池或不間斷電源

此類設備在網絡中有電時充電，並且在中斷期間它們供電。

• 無需持續監控 UPS。只需監測電池的狀況。
• 電池不需要單獨的房間和很大的空間。
• 不間斷電源是一種完全自主的系統，可在房屋停電時立即開啟。
• 在輸出端，自主設備提供穩定的電壓。
• UPS 無聲。

電池的缺點包括有限的工作時間和相對較高的成本。UPS 的電池壽命與其電池容量直接相關。

這樣的安裝將是具有自動供暖功能的公寓樓的正確解決方案。

太陽能發電機

太陽能電池板是一種特殊的光伏安全模塊，外部由鋼化紋理玻璃製成，可將陽光的吸收增加數倍。

• 這種發電機可以被認為是實現房屋自動電氣化的最有希望的設備類型。
• 該裝置包括一組電池，可存儲電流並在夜間供電。
• 一個特殊的逆變器連接到太陽能電池板上，能夠將電流從直流轉換為交流。
• 配備矽單晶的設備是最耐用的模塊。它們能夠工作三十年而不會減少產生的能量和效率。
• 一塊適當選擇的太陽能電池板能夠為整個房屋提供必要的電量來操作所有家用設備。

風力發電或風力渦輪機

如果當地天氣條件不允許使用太陽能發電機，則可以使用風能。

• 這種能量是通過渦輪機獲取的，渦輪機位於三米高的塔上。
• 能量使用安裝在自主風車中的逆變器進行轉換。主要條件是風速至少為每小時十四公里。
• 發電機組還包括一個逆變器裝置和儲存電力的電池。

在沒有自然空氣流動的地方不可能安裝此類設備。這是風力渦輪機的一個顯著缺點。

家用便攜式水力發電廠

這種用於自主供電的設備由水流供電。它們只能用於靠近小河流和溪流的房屋。因此，水力發電廠是最不常見的設備。

自主供電的優勢

似乎在自主供電系統中只有一個點——這是當房子附近沒有電力線時，自己拉線太貴了。然而，許多房主創建了自己的電氣系統，即使他們已經連接到公共系統。

那麼自主供電有什麼好處呢？

• 不管。您的系統將防止因各種原因斷電。自治系統也不能免受事故和其他麻煩的影響，但是如果您創建重複的設備，那麼對事故的保護將達到最大。
• 在經濟上。通過單一系統供電是昂貴的。創建一個獨立的系統也不便宜，但許多房主發現它很快就會得到回報，而且很快就會變得不僅便宜而且有利可圖。
• 在流動性方面。自主系統，建立在多種電力來源上，讓您可以快速響應情況，在任何情況下都保持在光明中。

AE來源的優缺點

燃料發電機

這種發電機需要大量的燃料供應，這些燃料必須自費不斷補充。大多數情況下，這種類型用於混合不間斷發電，當主網絡“睡著”時發電機被激活。在僅使用發電機的情況下，至少需要 2 台設備，以避免通過依次打開來避免過載。

無燃料發電機

如果您不因體積龐大而感到尷尬，那麼與其他來源進行兼職工作是一個不錯的選擇。在微型修改中，只有水輪機。所有類型都被認為是環保的，但需要連接額外的設備。風模型取決於氣流速度（至少 14 公里/小時）。

太陽能板

以替代方式獲取電力的最環保方式。基於太陽光線運行的電池不僅可以為任何典型的建築物提供電力，而且還可以產生盈餘。在實踐中，它們的特點是大面積的太陽能電池板，通常覆蓋整個屋頂或牆壁以獲得高質量的電力，並且需要額外的設備。整個系統甚至可以佔據大約5-6平方米的單獨房間（不包括太陽能電池板本身）。取決於景觀、氣候條件、陰天和晴天的比例。

視頻中顯示的太陽能電池板

電池

僅適用於應急電源。不充電就不能長時間工作。大多數型號只能在有逆變器的情況下充電以增加電壓（例如，從 12 到 220V）。

其他家庭自主供電系統

家庭自主供電的電力必須連續產生，是一種環保的能源。用於發電的主要能源是風能、水能、生物質能、地熱能和太陽能。

在太陽能電池板上為私人住宅創建自主電源是非常有利可圖的。幾年之內，您將在太陽能電池板的整個生命週期（40 年或更長時間）內獲得完全免費的電力。回報將在很大程度上取決於購買太陽能電池板和其他設備的來源。

太陽能電池板和風力渦輪機的自主供電選項

在中國購買這種設備會比在西方國家更有利可圖，而且在質量和使用壽命上差別不大。太陽能電池板能源的主要缺點是屋頂板覆蓋的大面積和維護，包括清潔面板上的雪。

作為太陽能電池板運行的附加設備，逆變器用於將直流電轉換為交流電和電池，其數量取決於太陽能發電廠的功率。

這種自主的太陽能源是在沒有任何許可的情況下安裝的。風能用於有風的地區。風力渦輪機需要逆變器才能運行。風力發電裝置的高度取決於風力的強弱，例如在市區，塔的高度在10米以上。

太陽能電池板、風車和發電機的自主供電選項

當局可能需要許可證，並解釋說風車是鳥類飛行的障礙。風力渦輪機產生大量噪音。風力渦輪機也能迅速收回成本，是家庭自主供電的良好來源。水能的利用適用於有河流、湖泊的地區。在沒有環境後果的小範圍內，使用水輪機是非常有利可圖的。

在這種情況下，有必要頒發安裝水輪機的許可證。要確定這個或另一個自主供電系統對私人住宅是否有益，您需要計算購買、安裝、計算自主供電系統的投資回收期並得出適當結論的所有成本。然而，使用自主電源將比使用工業電網來源更有利可圖。

自主供電要求

私人住宅正常生活維持的條件之一被認為是所有安裝的家用電器和設備的穩定、不間斷的電力供應。無論任何外部因素如何，始終發電的自主電源完全滿足這些要求。在選擇一個或另一個選項時，有必要考慮自治系統對環境的影響程度。

自主電源的最終選擇是根據房屋中消費者的總功率進行的。這些是帶有抽水設備、空調、各種大小家用電器的供熱和供水系統。無論消費者的電力如何，對供電網絡都有一般要求。
毫無疑問，總功率是初步確定的，並與所選自主供電系統的能力進行比較。建議將此數字增加約15-25％，以便將來增加用電量。

對系統及其技術特性的要求完全取決於進一步的使用和分配的任務。也就是說，它可以是完全自主的電源，也可以是僅在中央網絡關閉期間起作用的備用電源。在第二種情況下，備用系統運行的持續時間必須在沒有主電的情況下設置。

必須考慮房屋所有者的實際財務能力來選擇特定的自治系統。項目預算決定了購買設備的成本，以及所執行的工作。許多人試圖用自己的雙手為鄉間別墅創建自主電源，但在這些情況下，需要具備理論和實踐的特殊知識、使用工具的技能以及安裝此類系統的一些經驗。裝配不良會導致昂貴設備運行不穩定並迅速失效。

風力渦輪機和上網電價

風力渦輪機用於家庭能源用途已在世界範圍內使用了很長時間。歐洲多年來一直在生產風能——在德國、西班牙、丹麥和法國。許多其他國家，例如中國和印度，最近也開始集中發展其風能生產。

風力渦輪機具有三個主要部分：葉片、桅杆和發電機。三個大葉片螺旋槳安裝在一個大桅杆的頂部，由風驅動。如果渦輪機產生的能量超過需要，它可以被送到一般能源系統，即所謂的上網電價。這種關稅適用於世界上幾乎所有國家（俄羅斯除外）。

在烏克蘭，2018 年，根據“上網電價”，國家向電網提供的“額外”千瓦返還金額如下：

• 對於高達 30 kW 的私人發電廠 - 每 1 kW / 小時 18 歐分；
• 地面工業站每 1 千瓦時 15 歐分；
• 屋頂 - 每 1 千瓦/小時 16.3 歐分。

這種方法使家庭電力生產商能夠在短短 4 年內收回安裝容量為 30 kW 的發電廠的所有成本，每年可賺取約 6500 美元的利潤。 e. 隨著風力渦輪機變得越來越流行，它們變得更便宜並且更容易為廣大消費者所接受。

風力發電機的優點包括：

• 風是免費的，100% 可再生；
• 風力發電機不會排放溫室氣體和其他有害物質污染環境；
• 需要小區域來容納，因為它們位於高海拔地區；
• 創造一個有趣的景觀；
• 偏遠地區自主供電的優秀備用電源；
• 使用“綠色關稅”時的低投資回收期長達 4 年。

但風力發電機也有其缺點：

• 能源供應的初始成本高；
• 建設用地的需要；
• 該地區需要足夠的風力潛力；
• 整體尺寸，建築規範可能不允許在某些地方安裝渦輪機；
• 環境噪聲污染和候鳥應急分區；
• 使用水平低——高達裝機容量的 30%；
• 高度的雷擊危險。

回顧這些數據，似乎這種自主電力的“缺點”多於“優點”。然而，風力對環境的影響遠小於煤炭或石油發電，因此對於能源穩定地區的居民來說，這種家庭自主供電是非常有前景的。

家庭自主供電風力發電機組技術特點

每種類型的風力發電機都有自己的特點，可以使用下表進行比較：

品牌/製造商	功率，千瓦	電壓，V	風輪直徑，m	風速，米/秒
T06/中國	0,6	24	2,6	9
T12/中國	1,2	24/48	2,9	10
T23/中國	2,3	48	3,3	10
T60/中國	6	48/240	6,6	11
T120/中國	12	240	8	11
帕薩特/荷蘭	1.4	12/24/488	3,1	14
蒙大拿/荷蘭	5	48/240	5	14
阿利茲/荷蘭	10	240	7	12
W800/烏克蘭	0,8	48	3,1	8
W1600/烏克蘭	1,6	48	4,4	8

規格：

通過正確選擇太陽能電池陣列、電池容量和其他組件，我們的解決方案具有以下突出特點：

• 從太陽中快速為電池充電可確保即使每天有兩三個小時的陽光，您也能獲得一天的能量。
• 交流發電機的快速電池充電（兩到三個小時）可在陰天節省燃料並保持安靜
• 高過載能力提供“生存能力”並允許您啟動困難的負載，例如井泵
• 得益於合適的鋰離子電池和控制系統，發電廠緊湊耐用

私人住宅的自主供電系統

使用自治系統的成本將遠低於鋪設新的電力線，後者需要大量的材料成本。自主電源完全由房主所有。定期保養，可長期運行。

自己的供水、下水道和供暖系統完全獨立於當地公用事業。提供電力的問題要解決起來要困難得多，但是，通過使用替代電源的正確方法，這個問題相對容易克服。自主供電有多種選擇，每一種都最適合特定的操作條件，包括太陽能供電系統。
所有自治系統都具有單一的操作原理，但原始電力來源不同。在選擇它們時，會考慮各種因素，包括運營成本。例如，汽油或柴油發電機經常需要燃料。其他的，有條件地與所謂的永動機有關，不需要能量載體，但相反，它們本身能夠通過轉換太陽和風的能量來發電。

所有自主電源在它們的共同結構和工作原理上大體上是相似的。它們中的每一個都由三個主要節點組成：

• 能量轉換器。它以太陽能電池板或風力發電機為代表，將太陽能和風能轉化為電流。它們的有效性在很大程度上取決於該地區的自然條件和天氣——太陽活動、強度和風向。
• 電池。它們是電氣容器，可積聚在最佳天氣下積極產生的電力。電池越多，儲存的能量就越能用完。計算時使用平均每日用電量。
• 控制器。對生成的能量流的分配執行控制功能。基本上，這些設備監控電池的狀況。當它們充滿電時，所有能量都直接流向消費者。如果控制器檢測到電池電量不足，則重新分配能量：一部分用於消費者，另一部分用於為電池充電。
• 逆變器。一種將 12 伏或 24 伏直流電轉換為 220 伏標準電壓的裝置。逆變器具有不同的功率，計算時採用同時運行的用戶的總功率。在計算時，需要留出一定的餘量，因為設備在其能力極限下運行會導致其快速失效。

鄉間別墅有多種自主電源，現成的解決方案輔以連接電纜、用於釋放多餘電力的鎮流器和其他組件形式的各種元素。為了正確選擇設備，您應該更詳細地熟悉每種類型的替代電源。

小水電

使用水能的私人住宅的自主電力 - 水力發電（水力發電）比其他類型的可再生能源具有優勢，如果系統設計和安裝正確，它將對環境造成最小的環境風險。

通常，所需要的只是一條有足夠水量的河流，以及流向與發電機相連的水輪機的電流速度。根據規模和所需發電量的不同，水電線路用微型發電廠分為以下幾類：

1. 小型水力發電通過將所產生的能量直接饋送到為多個家庭供電的公用電網，產生 100kW (1kW) 和 1MW (兆瓦) 之間的電力。
2. Mini Scale Hydro Power (mini-scale)，產生 5kW 至 100kW 的電力，直接將其饋入公共電網或使用交流電源的獨立系統。
3. Micro Scale Hydro Power (micro-scale)，國內河流 EPS 方案，帶有直流發電機，可作為獨立系統的一部分產生數百瓦至 5kW 的電力。

微型水力發電廠（水力發電廠），根據水資源的種類，分為：

• 渠道 - 平原上有人工水庫的小河流；
• 靜止的 - 高山河流；
• 工業企業的水滴提水；
• 移動 - 水流通過加強裝置進入。

以下類型的渦輪機用於運行小型水力發電廠：

• 水壓 > 60 m - 鏟斗和徑向-軸向；
• 壓力為 25-60 m - 徑向 - 軸向和旋轉刀片；
• 在低壓 - 鋼筋混凝土裝置中的螺旋槳和旋轉葉片。

可以使用水輪或脈衝渦輪機設計使用 Hydro、Mini Hydro Systems 或 Micro Hydro Systems 的自主家庭電源。特定場地的發電潛力將取決於水流量，而水流量又取決於場地的條件和位置，以及場地的降雨特徵。水輪和水輪機非常適合任何小型水電計劃，因為它們從流動的水中提取動能並將該能量轉換為驅動發電機的機械能。

可以從河流或流水中獲得的最大電量取決於河流中特定點的能量。但水輪機並不完美，因為水輪機內部會因摩擦而產生功率損失。大多數現代水輪機的效率為 80% 至 95%，可用作私人住宅的小型發電廠。小型水力發電廠以可靠的原理運行。水通過液壓驅動器作用在渦輪葉片上，使發電機轉動，從而發電。

該過程由自動化系統控制。可靠的自動化系統可保護設備免受過載和故障的影響。現代水力發電機的設備將施工期間的安裝工作減少到最低限度，並創造了最佳的電力能源供應。

自主電源 mini-HPP 的設計完全符合渦輪機和液壓裝置的參數，以產生所需的速度和電流。

小型水力發電廠的優點包括：

• 設備的環境安全；
• 1千瓦時的電力成本低；
• 方案的自主性、簡單性和可靠性；
• 主要資源的取之不盡用之不竭。

小型水力發電廠的缺點包括在該國生產全套必要設備的材料、技術和生產基礎薄弱。

替代電力的類型

消費者總是面臨一個基於問題的選擇，哪個更好？這個計劃意味著，首先，獲得一種新型電力的成本，其次，這個設備可以工作多長時間。也就是說，它會盈利嗎？整個想法會得到回報嗎？如果得到回報，那麼在多長時間之後？讓我們說，還沒有人取消存錢。

正如你所看到的，這裡有足夠的問題和問題，因為自己動手電不僅是一件嚴肅的事情，而且相當昂貴。

發電機

讓我們從最簡單的安裝開始。它的簡單性在於您需要購買一台發電機，將其安裝在符合消防安全法規的安全封閉空間中。接下來，將私人住宅的電網連接到它，填充液體燃料（汽油或柴油燃料）並打開它。之後，您的房屋中就會出現電力，這僅取決於發電機油箱中是否存在燃料。如果您考慮自動燃料供應系統，那麼您會得到一個小型火力發電廠，這將需要您最少的存在。

汽油發電機

此外，發電機是可靠且方便的裝置，如果操作得當，它們幾乎可以永久工作。但有一瞬間。目前市場上有兩種類型的發電機：

• 汽油。
• 柴油機。

哪個更好？比方說，如果您需要一種可以持續使用的替代能源，那麼請選擇柴油。如果是臨時使用，那就是汽油。這還不是全部。柴油發電機的外形尺寸較大，與汽油相比，運行時噪音很大，並排放大量的煙氣和廢氣。另外，它更貴。

最近市場上出現了可以使用天然氣和液化氣運行的氣體發生器。一個不錯的選擇，環保，不需要特殊的安裝空間。例如，可以將多個氣瓶一次連接到一台發電機，這將自動連接到設備。

燃氣發電機

碳氫燃料的替代品

在三種類型的發電機中，燃氣是最好和最有效的。但是燃料（液體或氣體）的成本並不便宜，所以你應該考慮如何自己生產燃料，投資最少的錢。例如，可以從生物質中獲得的沼氣。

順便說一句，今天稱為生物的替代能源類型可以替代幾乎所有替代能源。例如：

• 沼氣是通過發酵糞便、鳥糞、農業廢棄物等獲得的。最主要的是安裝用於捕獲甲烷的設備。
• 例如，從垃圾填埋場中的垃圾中提取所謂的纖維素標準。或者，正如專家所說，垃圾填埋氣。

IBGU-1 - 沼氣廠

• 從大豆和油菜籽，或者更確切地說，從它們的種子中，可以產生脂肪，從中可以獲得生物太陽能燃料。
• 甜菜、甘蔗、玉米可用於生產生物標準具（生物汽油）。
• 科學家已經證明，普通藻類可以積累太陽能。

也就是說，有大量的科學發展可以產生替代形式的能源。其中許多已經得到實際應用。例如，IBGU-1 裝置，借助它，每天可以從糞便中獲得多達 12 立方米的沼氣。國內農民很欣賞科學家的工作，所以這台設備很快就賣光了。

各種發電機

在為自主備用電源選擇發電機時，不僅要考慮一套設備的成本，還要考慮燃料的價格。放置和操作場所的參數必須符合規章制度。這也是一筆很大的投資。

氣體發生器

氣體發生器

可以放在沒有暖氣的房間裡。他們發出很小的聲音。對於液化氣，需要特殊的容器——儲氣罐或鋼瓶。一瓶50升的水足夠小房子15小時的供電。如果使用主燃氣，必須妥善做好室內排風通風。起草並與燃氣服務部門協調用於連接設施的一攬子文件。

汽油發電機

汽油發電機 DDE GG3300P

優點：能夠在低於零的溫度下工作，燃料的可用性。他們有 5-7 小時工作的動力資源，然後需要休息 1 小時。自動化不包含在基本包中。您需要單獨購買、安裝、配置。無需經營許可證。

柴油發電機

可以在任何天氣條件下工作。經濟——油耗比汽油少1.5倍。運行時間 - 6-15 小時，具體取決於油箱的容量。缺點：與汽油相比，噪音、廢氣、維護費用昂貴。要在寒冷的日子開始，有必要在溫暖的房間裡提供燃料儲存。

非常規電源

自製風力發電機的方案

其中包括風力發電機，它只能在風不斷吹的地方工作。使用來自地球內部的熱水的地熱裝置。但是這樣的水富含礦物質和毒素。您不能將其合併到開源中。

太陽能板

借助太陽能電池板為鄉間別墅提供備用電源是一種昂貴但很好的解決方案。該設備環保、靜音。該套件由模塊、控制器、逆變器單元、電池組成。缺點是價格高。

可以選擇組合使用不同的備用電源。