Autonome Stromversorgung eines Landhauses – Optionen

Die Kosten für die Stromversorgung durch zentrale Netze steigen von Jahr zu Jahr, während die Qualität nicht besser wird. In ländlichen Gebieten treten weiterhin Stromausfälle auf. Und heute werden wir Optionen für die autonome Stromversorgung eines Landhauses prüfen.

Wenn innerhalb der Stadtgrenzen das Problem der Versorgung des eigenen Wohnraums nur in regelmäßigen Abständen auftritt, ist bei einem Landhaus alles viel komplizierter – oft werden Versorgungsunternehmen durch Naturphänomene und die Aktionen von Jägern für Nichteisenmetalle beschädigt. Sie können natürlich zu den Entscheidungen vom Anfang des letzten Jahrhunderts zurückkehren, nämlich Petroleumlampen und Taschenlampen, die am Ende bei Sonnenuntergang ins Bett gehen, aber wir sind bereits an die Vorteile der Zivilisation gewöhnt, die untrennbar mit Elektrizität verbunden sind. Betrachten Sie die Frage der Energieunabhängigkeit eines Landhauses von unzuverlässiger zentraler Kommunikation.

So versorgen Sie Ihr Zuhause mit Energie

Ein Haus in einer ländlichen Gegend zu besitzen, in beträchtlicher Entfernung von Industriezentren, ist attraktiv von einer Position der Stille, sauberer Luft, umgeben von natürlicher Natur. Es gibt jedoch Situationen, in denen Haushaltsgeräte in einem solchen Haus aufgrund einer niedrigeren oder zu hohen Spannung im Stromnetz als der Nennspannung (220 V) die Arbeit verweigern – und die von GOST 13109-97 festgelegten Abfälle 10% überschreiten können.

Das Problem mit einem Spannungsmangel liegt in der beträchtlichen Länge der drahtgebundenen Kommunikation, über die elektrischer Strom zu den Häusern fließt. Je weiter die Hütte vom TP (Umspannwerk) entfernt ist, desto mehr Spannungsabfälle fallen aufgrund des Widerstands der Drähte ab. Tagsüber ändert sich die Spannung in ländlichen Gebieten im Verhältnis zum Nennwert aufgrund unzureichender Leistung des TP und der Stromnetze – sie ist tagsüber niedriger, da zu dieser Zeit die meisten Stromverbraucher vorhanden sind, nachts steigt sie stark an, da zu diesem Zeitpunkt der Verbrauch minimal ist.

Spannungsspitzen können zum Ausfall von Haushaltsgeräten führen – mit anderen Worten, sie brennen aus. Moderne Haushaltsgeräte, insbesondere europäische, sind für 10% Spannungsabfälle im Stromnetz ausgelegt, jedoch nicht mehr. In ländlichen Gebieten sind 20-30% Spannungsspitzen durchaus möglich.

Es ist möglich, Stromausfälle mit Hilfe von Stabilisatoren auszugleichen, aber bei einem kritischen Spannungsabfall (mehr als 45%) helfen auch die besten nicht. Es sind Geräte erforderlich, die Haushaltsgeräte ohne Strom aus zentralen Netzen mit Strom versorgen können. Ihre Wahl wird durch die Zwecke bestimmt, für die das Gerät verwendet wird – Ersatzstromversorgung, zusätzliche oder Hauptstromversorgung.

Geräte für die Notstromversorgung werden vom Eigentümer automatisch oder manuell aktiviert, wenn die Stromversorgung des zentralen Netzwerks unterbrochen wird oder wenn ein kritischer Spannungsabfall auftritt. Sie können den Betrieb von Haushaltsgeräten für eine begrenzte Zeit aufrechterhalten, bis die Stromversorgung wieder aufgenommen wird.

Eine zusätzliche (gemischte) Stromversorgung ist erforderlich, wenn die im Netz vorhandene Spannung nicht ausreicht und die Haushalte energieintensive Haushaltsgeräte verwenden möchten.

Für den Fall, dass ein Haus nicht an zentrale Netze angeschlossen werden kann und die Stromversorgung konstant niedrig ist, werden Geräte für die autonome Stromversorgung benötigt, die als Hauptstromversorger fungieren.

Um die Aufgabe der Sicherung und der zusätzlichen Stromversorgung zu vereinfachen, ist es zweckmäßig, die Haushaltsgeräte im Haus in drei Gruppen zu unterteilen:

1. Die erste enthält Elektrogeräte, deren unterbrechungsfreier Betrieb nicht erforderlich ist und mit denen Sie mit der Hauptstromquelle auskommen können. Dazu gehören Fußbodenheizungssysteme oder an der Wand montierte Infrarotplatten, elektrische Saunen, Lampengruppen, die für verschiedene Beleuchtungsszenarien ausgelegt sind usw..
2. Die zweite Gruppe umfasst Haushaltsgeräte, die den Haushalten komfortable Lebensbedingungen bieten – Grundbeleuchtung, Klimaanlagen, Küchengeräte, Fernseher, Audiogeräte. Haushaltsgeräte dieser Gruppe benötigen eine Notstromversorgung.
3. Elektrogeräte der dritten Gruppe sind von entscheidender Bedeutung – Notbeleuchtung, Sicherheits- und Brandmeldeanlagen, elektronische Schlösser, von Automatik gesteuerte Heizkessel, Bohrlochpumpen usw. Der vollständige Betrieb von Geräten der dritten Gruppe ist nur bei unterbrechungsfreier Stromversorgung möglich zusätzliche oder Reservequellen ohne Fehler.

Die Gruppierung der Haushaltsstromverbraucher ermöglicht es Ihnen, die Kapazität von Geräten, die Strom erzeugen, richtig auszuwählen, den tatsächlichen Bedarf zu ermitteln und nicht für ein unnötig starkes Modell zu viel zu bezahlen oder ein offensichtlich schwaches Modell zu kaufen.

Geräte zur autonomen Stromversorgung können keinen Strom aus dem Nichts erzeugen – sie erfordern anfängliche Ressourcen, die in erneuerbare und nicht erneuerbare unterteilt sind. Wir untersuchen die Arten von Geräten, die Strom erzeugen, abhängig von den verbrauchten Ressourcen.

Nicht erneuerbare Energiequellen

Die autonome Stromversorgung eines Hauses mit Geräten, die Ölprodukte oder Erdgas verbrauchen und Strom erzeugen, ist aufgrund seiner großen Beliebtheit bei Eigentümern von Vorortimmobilien am beliebtesten. Beliebt sind jedoch nur Benzin- oder Dieselgeneratoren, über den Rest ist weniger bekannt..

Benzingeneratoren.Sie sind klein in Größe und Gewicht und billiger als Diesel. Sie können jedoch nicht ununterbrochen Strom liefern – ihre Betriebsdauer beträgt nicht mehr als 6 Stunden hintereinander (die Motorressource beträgt ca. 4 Monate), dh Benzingeneratoren sind für den periodischen Betrieb ausgelegt und eignen sich für Fälle, in denen die Stromversorgung des Hauptversorgers für einen Zeitraum von ca. 2 Stunden unterbrochen wird –5 Stunden und nur von Zeit zu Zeit. Solche Generatoren eignen sich nur als Ersatzstromquelle..

Dieselgeneratoren.Massiv, maßhaltig und nicht billig, aber ihre Leistung und Lebensdauer sind viel höher als die von Benzinmodellen. Trotz der erheblichen Kosten sind Dieselgeneratoren im Betrieb rentabler als Benzingeneratoren – billiger Dieselkraftstoff und ununterbrochener Betrieb seit mehr als zwei Jahren, dh dieser elektrische Generator kann Tag und Monat arbeiten, sofern er rechtzeitig betankt wird. Dieselgeneratoren eignen sich als Backup-, Zusatz- und Primärstromversorger.

Gasbetriebene Generatoren.Ihr Gewicht, ihre Größe und ihre Kosten liegen nahe an Benzineinheiten gleicher Leistung. Sie werden mit Propan, Butan und Erdgas betrieben, sind jedoch bei den ersten beiden Arten gasförmiger Brennstoffe effizienter. Trotz einer Dauer des Dauerbetriebs ähnlich wie bei Benzingeneratoren – nicht mehr als 6 Stunden – haben Gasgeneratoren für Elektrizität eine längere Lebensdauer von durchschnittlich etwa einem Jahr. Als Hauptstromquelle sind Gasgeneratoren mit großem Vorbehalt geeignet, für einen Ersatzstromversorger jedoch durchaus.

KWK oder Mini-KWK.Wenn wir sie mit den oben beschriebenen elektrischen Generatoren vergleichen, haben sie zwei wesentliche Vorteile: Sie können nicht nur elektrische, sondern auch thermische Energie erzeugen; haben eine lange Lebensdauer bei ununterbrochener Nutzung von durchschnittlich 4 Jahren. Je nach Modell werden die KWK-Anlagen mit Diesel, gasförmigen und festen Brennstoffen betrieben. Mit erheblichen Abmessungen, Gewicht und Kosten sind Mini-KWK-Anlagen nicht für die Energieversorgung eines Hauses außerhalb der Stadt geeignet, da ihre elektrische Leistung bei 70 kW beginnt. Dank einer solchen Installation ist es möglich, das Problem der ganzjährigen Strom- und Wärmeversorgung des Dorfes aus mehreren Häusern vollständig zu lösen.

Unterbrechungsfreie Stromversorgung der Batterien. Im Großen und Ganzen sie gehören nicht zu Stromaggregaten, da sie nicht in der Lage sind, Strom unabhängig zu erzeugen, sondern nur zu akkumulieren und an den Verbraucher weiterzugeben. Die Energiekapazität der USV wird durch die Kapazität und Anzahl der Batterien im Komplex bestimmt. Abhängig davon und der Anzahl der Stromverbraucher kann die Batterielebensdauer der USV zwischen mehreren Stunden und mehreren Tagen liegen. Lebensdauer eines USV-Satzes – durchschnittlich 6-8 Jahre.

In Bezug auf Generatorsätze muss ein Punkt geklärt werden: Die gegebene Lebensdauer bedeutet nicht, dass der elektrische Generator nach seiner Herstellung entsorgt und ein neuer gekauft werden muss. Es müssen nur größere Reparaturen durchgeführt werden, und trotz eines gewissen Stromausfalls wird seine Funktionsfähigkeit wiederhergestellt. Sie sollten auch die Regeln für die Wartung und den Betrieb des Generators befolgen..

Erneuerbaren Energiequellen

In der natürlichen Umgebung unseres Planeten gibt es ständig oder regelmäßig Energiequellen, deren Produktion nicht mit menschlichen Aktivitäten verbunden ist – Wind, Wasserfluss in Flüssen, Sonnenstrahlung.

Windräder.Sie sind in der Lage, Windenergie in Elektrizität umzuwandeln, aber zu relativ hohen Kosten überschreitet der Wirkungsgrad von Windgeneratoren 30% nicht. Die Lebensdauer von Windgeneratoren beträgt ca. 20 Jahre, die Kontinuität der Stromerzeugung hängt von der Intensität des Windes ab. Diese Anlagen können nur dann als vollwertige Stromquelle betrachtet werden, wenn sie mit einer USV sowie einem Notstromgenerator (Benzin, Diesel) bei Ruhe ausgestattet sind.

Solarplatten.Sie absorbieren Energie von der Sonne und wandeln sie in elektrische Energie um. Und wenn die Winde mit uneinheitlicher Geschwindigkeit wehen, beleuchten die Sonnenstrahlen die Erde während jeder Tageslichtstunde. Der Wirkungsgrad von Solarmodulen beträgt ca. 20%, ihre Lebensdauer beträgt 20 Jahre. Solaranlagen müssen wie Windkraftanlagen mit einer USV ausgestattet sein. Der Bedarf an einem Notstromaggregat hängt von der Intensität der Sonnenstrahlung in einem bestimmten Gebiet ab. In Gebieten mit einer ausreichenden Anzahl von Sonnentagen wird kein zusätzlicher Generator benötigt und kann als Hauptstromquelle verwendet werden.

Mini-Wasserkraftwerk.Die Energie des Wassers ist im Vergleich zu Wind und Sonne viel stabiler – wenn die ersten beiden Quellen instabil sind (Nacht, Ruhe), fließt das Wasser in Bächen und Flüssen zu jeder Jahreszeit. Die Kosten für die Ausrüstung von Mini-Wasserkraftwerken sind aufgrund eines komplexeren Designs höher als die von Windgeneratoren und Sonnenkollektoren, da ein Wasserkraftgenerator unter aggressiven Bedingungen arbeitet. Der Wirkungsgrad des Mini-Wasserkraftwerks liegt bei ca. 40-50%, die Lebensdauer beträgt über 50 Jahre. Das Mini-Wasserkraftwerk kann ein ganzes Jahr lang ununterbrochen mehrere Häuser gleichzeitig mit Strom versorgen.

Nach dem Lesen der Empfehlung zur Aufteilung von Haushaltsgeräten in Gruppen nach dem Grad der Wichtigkeit bleibt nur herauszufinden, wie die Leistung eines elektrischen Generators für Geräte aus einer oder mehreren Gruppen genau ausgewählt werden kann. Am einfachsten ist es, die Nennleistung von Haushaltsgeräten zusammenzufassen, zum Beispiel: Mikrowellenherd – 0,9 kW; Mischer – 0,4 kW; Wasserkocher – 2 kW; Waschmaschine – 2,2 kW; Energiesparlampe – durchschnittlich 0,02 kW; TV – 0,15 kW; Satellitenantenne – 0,03 kW usw. Wenn wir die Leistung der aufgeführten Haushaltsgeräte addieren, erhalten wir einen Energieverbrauch von 5,7 kW / h – bedeutet dies, dass ein elektrischer Generator mit einer Leistung von mindestens 7,5 kW (mit einer Gangreserve von 30%) erforderlich ist ? Überhaupt nicht, da diese Technik nicht ständig funktioniert, dh Sie sollten auch die ungefähre Betriebszeit berücksichtigen, zum Beispiel: Waschmaschine – 3 Stunden pro Woche; Wasserkocher – 10 Minuten für jedes kochende Wasser; Mikrowelle – 10 Minuten zum Erhitzen einer Portion Lebensmittel; Mischer – 10 Minuten; Energiesparlampe – ca. 5 Stunden am Tag usw. Es stellt sich heraus, dass für die Stromversorgung von Haushaltsgeräten, die als Beispiel beschrieben werden, ein Generator mit einer Leistung von ca. 3 kW ausreicht. Sie müssen das Gerät nur nicht gleichzeitig einschalten und die auf den Generator übertragene Last über die Zeit verteilen.

Die Wahl dieses oder jenes elektrischen Generatortyps, insbesondere eines, der aus erneuerbaren Energiequellen betrieben wird, hängt in erster Linie von der Verfügbarkeit der anfänglichen Brennstoffressourcen ab. Beispielsweise benötigt ein Gasgenerator eine stabile Versorgung mit Flüssigerdgas, dh Flaschen oder einen Gastank, und für eine effiziente Energieversorgung mit Sonnenkollektoren eine ausreichende Anzahl von Sonnentagen im Jahr.

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