Самодельная мини электростанция. Как сделать ветряную электростанцию своими руками. Обобщенный проект домашней ВЭУ
На канале Дмитрия Коржевского представили миниатюрный генератор на двигателе Стирлинга. Домашняя мини электростанция создана с практической целью: получение электроэнергии в условиях кризиса или вдали от цивилизации. Электростанции, выдаёт 1 Вт от пламени, эквивалентного одной свече.
Подобная конструкция продается в этом китайском магазине .
Бывали времена, когда этот электрогенератор реально выручал. С его помощью имел возможность читать книги темный зимними вечерами, слушать любимую музыку.
При его проектировании была поставлена задача: получить малогабаритный бесшумный источник постоянного тока с выходной мощностью около полуватта при круглосуточной работе, без какого-либо обслуживания, за исключением заправки горючим, разумеется.
Кроме того, работая в домашних условиях, электростанция не должна отравлять атмосферу продуктами сгорания, поэтому в качестве топлива выбрал этиловый спирт. Хорошо подходит также жидкость для розжига каминов, хотя в принципе можно использовать любые горючие жидкости, от ацетона до керосина, но тогда генератор придется держать на балконе. Можно топить его сухим спиртом или свечкой, температура сгорания у них больше, при этом мощность увеличится.
Одним из главных требований поставил экономичность. А значит из электрического генератора надо выжать все возможное насколько позволяют его скромные габариты. Одной заправки спиртовки хватает на 4 часа работы.
Включаем фонарик в качестве нагрузки, наблюдает за ростом тока. Мощности выходной вполне достаточно для зарядки телефона, для питания фонаря с радиоприемником, mp3 плеера, прочих мелких потребителей. Можно заряжать, планшет, только процесс займет время несколько больше, чем обычно. Видите, ток уже вырос до 120 мА.
У автора видео есть 3 вольтовый радиоприемник. Подключим его в качестве нагрузки параллельно светодиодному фонарику, который будет служить в качестве стабилитрона. Вот, пожалуйста. Вполне громко звучит. Ток превысил 150 мА. Отключаем приемник.
Есть usb-выход для питания пяти-вольтовых потребителей. В этом случае, трех-вольтовый фонарь нужно заменить на 6 v. Его светодиоды подключены попарно-параллельно, то есть в каждой паре 2 последовательных диода. Он без нагрузки разгоняется. Да, нужно перекинуть на повышенные обороты мотор-генератора. Светит он ярко. При сильном освещении на столе это незаметно, но поверьте. Так, на фонаре 6 В, ток видим 120 мА. При напряжении на сборке 6 В это где-то 0,7 Вт уже выдает генератор.
Теперь можно подключиться к usb-разъему. Кстати, на этом разъеме уже не 6, а 5,3 В. Излишек падает на диоде.
Далее с 5 минуты о том, как дома создать настоящую электростанцию, работающую на спирте, свечке и др.
О мощных новых источниках.
Для желающих скопировать:
Длина стального рабочего поршня 18, диаметр 16, ход 42, длина шатуна 107. Ход регулируется. Работает с каплей жидкого масла.
Диаметр камеры вытеснителя 39 мм, длина 92. Диаметр вытеснителя 37,5 длина 65, ход вытеснителя 22, длина штока 150, шатуна 52. Отверстия в середине камеры лучше не сверлить, трудно будет обеспечить герметичность.
Толщина стенки стального цилиндра 0,5 мм, использовал экран от какого-то прибора. Можно толще, но желательно максимально уменьшить толщину в середине на длине 2-3 см., вместо сверления отверстий (их трудно герметизировать). Горячая сторона заглушена отрезком от телескопической антенны с впаянным пятачком на конце и припаянным фланцем в основании, под винты. Под фланцем силиконовая шайба. Концы стеклянной трубочки (от предохранителя) промазаны силиконовым герметиком. На холодном конце камеры втулка сидит в отрезке от той же антенны, но меньшего диаметра. Длина фторопластовых втулок 5 мм. Шток вытеснителя имеет диаметр 3 мм и составлен из 2-х направляющих от CD-DVD привода, скреплённых посередине латунной трубкой. Жестяные боковины приклеены к стеклянному цилиндру высокотемпературным красным силиконовым герметиком из автомагазина (в тюбике). Отверстия для оси загерметизированы силиконовыми шайбами, плотно надетыми на шток и прижаты клипсами.
Если у вас найдутся подходящие детали для камеры и цилиндра с другими диаметрами, то их объёмы должны находиться в той же пропорции, как у меня. Рабочий ход шатунов также изменится, поэтому следует предусмотреть его регулировку. Стирлинг непросто рассчитать, поэтому максимальную эффективность я выжимал из него экспериментальным путём.
Много вопросов о применении элементов Пельтье (ЭП).
Совместно со Стирлингом они будут работать неэффективно, т.к. для них нужен большой перепад температуры, который в этом двигателе обеспечить проблематично. Например, если камеру вытеснителя сделать из теплопроводного металла (меди) и между её половинами каким-то образом зажать ЭП, то эффективность Стирлинга снизится за счёт большой теплопроводности ЭП, поэтому общего прироста мощности не получится.
Если же делать электрогенератор только на ЭП, то ввиду той же теплопроводности быстро нагреется радиатор, что снизит энергоотдачу и вскоре выведет ЭП из строя. Они эффективны только при наличии большого пламени и с обязательным принудительным охлаждением, которое будет отбирать значительную часть мощности на питание вентилятора.
На малом пламени спиртовки, а тем более без принудительного охлаждения данный Стирлинг, по сравнению с ЭП безусловно выигрывает по КПД. Питать его спиртом вовсе необязательно, от свечки выходная мощность увеличится! Ещё лучше подогревать газовой горелкой.
Принудительный обдув радиатора вентилятором с механическим приводом, как показали эксперименты выигрыша не даёт, ибо весь небольшой прирост уходит на вращение крыльчатки. Электрический вентилятор будет только ухудшать положение, вследствие двойного преобразования энергии. Радиатор здесь достаточно хорошо охлаждается конвекцией, да и спицы маховика разгоняют воздух, обдувая его.
Электростанция на дровах – один из альтернативных способов запитать электроэнергией потребители.
Такое устройство способно при минимальных затратах на энергоресурсы получить электричество, причем даже в тех местах, где вообще отсутствует подвод энергосетей.
Электростанция, используемая дрова может стать отличным вариантом для владельцев дачных участков и загородных домов.
Также существуют миниатюрные версии, которые подойдут для любителей длительных походов и времяпрепровождений на природе. Но обо всем по порядку.
Особенности
Электростанция на дровах – изобретение далеко не новое, но современные технологии позволили несколько улучшить разработанные раньше устройства. Причем для получения электроэнергии используется несколько разных технологий.
К тому же, понятие «на дровах» несколько не точное, поскольку для функционирования такой станции подойдет любое твердое топливо (дрова, щепа, паллеты, уголь, кокс), в общем все, что может гореть.
Сразу отметим, что дрова, а точнее процесс их сгорания, выступает только в качестве источника энергии, обеспечивающего функционирование устройства, в котором происходит генерация электричества.
Основными достоинствами таких электростанций является:
- Возможность использовать самое разное твердое топливо и его доступность;
- Получение электроэнергии в любом месте;
- Использование разных технологий позволяет получать электроэнергию с самыми разными параметрами (достаточной только для обычной подзарядки телефона и до запитки промышленного оборудования);
- Может выступать и в качестве альтернативы, если перебои подачи электроэнергии – обычное дело, а также основным источником электричества.
Классический вариант
Как уже отмечено, в электростанции на дровах используется несколько технологий для получения электричества. Классической среди них является энергия пара, или попросту паровой двигатель.
Здесь все просто – дрова или любое другое топливо сгорая, разогревает воду, в результате чего она переходит в газообразное состояние – пар.
Полученный пар подается на турбину генераторной установки, и за счет вращения генератор вырабатывает электроэнергию.
Поскольку паровой двигатель и генераторная установка соединены в единый закрытый контур, то после прохождения турбины пар охлаждается, снова подается в котел, и весь процесс повторяется.
Такая схема электростанции – одна из самых простых, но у нее имеется ряд существенных недостатков, одним из которых является взрывоопасность.
После перехода воды в газообразное состояние давление в контуре значительно повышается, и если его не регулировать, то высока вероятность порыва трубопроводов.
И хоть в современных системах применяются целый набор клапанов, регулирующих давление, но все же работа парового двигателя требуется постоянного контроля.
К тому же обычная вода, используемая в этом двигателе, может стать причиной образования накипи на стенках труб, из-за чего понижается КПД станции (накипь ухудшает теплообмен и снижает пропускную способность труб).
Но сейчас эта проблема решается использованием дистиллированной воды, жидкостей, очищенных примесей, выпадающих в осадок, или же специальных газов.
Но с другой стороны эта электростанция может выполнять еще одну функцию – обогревать помещение.
Здесь все просто – после выполнения своей функции (вращения турбины) пар необходимо охладить, чтобы он снова перешел в жидкое состояние, для чего нужна система охлаждения или попросту – радиатора.
И если разместить этот радиатор в помещении, то в итоге от такой станции получим не только электроэнергию, но еще и тепло.
Другие варианты
Но паровой двигатель – это только одна из технологий, которая используется в электростанциях, работающих на твердом топливе, причем не самая подходящая для использования в бытовых условиях.
Также для получения электроэнергии сейчас используются:
- Термоэлектрогенераторы (использующие принцип Пельтье);
- Газогенераторы.
Термоэлектрогенераторы
Электростанции с генераторами, построенными по принципу Пельтье – достаточно интересный вариант.
Физик Пельтье обнаружил эффект, который сводится к тому, что при пропускании электроэнергии через проводники, состоящие из двух разнородных материалов, на одном из контактов происходит поглощение тепла, а на втором – выделение.
Причем эффект этот обратный – если с одной стороны проводник разогревать, а со второй – охлаждать, то в нем будет образовываться электроэнергия.
Именно обратный эффект используется в электростанциях на дровах. При сгорании они разогревают одну половину пластины (она и является термоэлектрогенератором), состоящую их кубиков, сделанных из разных металлов, а вторая же ее часть – охлаждается (для чего используются теплообменники), в результате чего на выводах пластины появляется электроэнергия.
Но есть у такого генератора несколько нюансов. Один из них – параметры выделяемой энергии напрямую зависят от разницы температуры на концах пластины, поэтому для их выравнивания и стабилизации необходимо использование регулятора напряжения.
Второй нюанс заключается в том, что выделяемая энергия – лишь побочный эффект, большая часть энергии при сгорании дров просто преобразуется в тепло. Из-за этого КПД такого типа станции не очень высокая.
К достоинствам электростанций с термоэлектрогенераторами относятся:
- Длительный срок службы (нет подвижных частей);
- Одновременно вырабатывается не только энергия, но и тепло, которое можно использоваться для обогрева или приготовления пищи;
- Бесшумность работы.
Электростанции на дровах, использующие принцип Пельтье, — достаточно распространенный вариант, и выпускаются как портативные устройства, которые способны лишь выделить электроэнергии для зарядки маломощных потребителей (телефона, фонаря), так и промышленные, способные запитать мощные агрегаты.
Газогенераторы
Второй тип – это газогенераторы. Такое устройство можно использовать в нескольких направлениях, в том числе и получение электроэнергии.
Здесь стоит отметить, что сам по себе такой генератор не имеет никакого отношения к электричеству, поскольку его основная задача – выработать горючий газ.
Суть работы такого устройства сводится к тому, что в процессе окисления твердого топлива (его горения), выделяются газы, в том числе и горючие – водород, метан, СО, которые могут использоваться в самых разных целях.
К примеру, такие генераторы раньше применялись на авто, где обычные двигатели внутреннего сгорания отлично работали на выделяемом газе.
По причине постоянного дрожания топлива данные устройства некоторые автомобилисты и мотоциклисты уже в наше время начали устанавливать на свои машины.
То есть, чтобы получить электростанцию, достаточно иметь газогенератор, двигатель внутреннего сгорания и обычный генератор.
В первом элементе будет выделяться газ, который станет топливом для двигателя, а тот в свою очередь будет вращать ротор генератора, чтобы получить на выходе электроэнергию.
К достоинствам электростанций на газогенераторах относится:
- Надежность конструкции самого газогенератора;
- Получаемый газ можно использоваться для работы двигателя внутреннего сгорания (который станет приводом для электрогенератора), газового котла, печи;
- В зависимости от задействованного ДВС и электрогенератора можно получить электроэнергию даже для промышленных целей.
Основным недостатком газогенератора является громоздкость конструкции, поскольку она должна включать в себя котел, где происходят все процессы для получения газа, систему его охлаждения и очистки.
И если это устройство будет использоваться для получения электроэнергии, то дополнительно в состав станции должны также входить ДВС и электрогенератор.
Представители электростанций заводского изготовления
Отметим, что указанные варианты – термоэлектрогенератор и газогенератор сейчас являются приоритетными, поэтому выпускаются уже готовые станции для использования, как бытовые, так и промышленные.
Ниже приведено несколько из них:
- Печь «Индигирка»;
- Печь туристическая «BioLite CampStove»;
- Электростанция «BioKIBOR»;
- Электростанция «Эко» с газогенератором «Куб».
Печь «Индигирка».
Обычная бытовая твердотопливная печь (сделанная по типу печи «Буржайка»), оснащенная термоэлектрогенератором Пельтье.
Отлично подойдет для дачных участков и небольших домов, поскольку достаточно компактна и ее можно перевозить в авто.
Основная энергия при сгорании дров идет на обогрев, но при этом имеющийся генератор позволяет получить также электроэнергию напряжением 12 В и мощностью 60 Вт.
Печь «BioLite CampStove».
Тоже использует принцип Пельтье, но она еще более компакта (вес всего 1 кг), что позволяет брать ее в туристические походы, но и количество энергии, вырабатываемой генератором – еще меньше, но ее будет достаточно зарядить фонарь или телефон.
Электростанция «BioKIBOR».
Тоже используется термоэлектрогенератор, но это уже – промышленный вариант.
Производитель по заказу может изготовить устройство, обеспечивающие на выходе электроэнергию мощностью от 5 кВт до 1 МВт. Но это влияет на размеры станции, а также потребляемое количество топлива.
К примеру, установка, выдающая 100 кВт, расходует 200 кг дров в час.
А вот электростанция «Эко» — газогенераторная. В ее конструкции используется газогенератор «Куб», бензиновый двигатель внутреннего сгорания и электрогенератор мощностью 15 кВт.
Помимо промышленных уже готовых решений, можно отдельно купить те же термоэлектрогенераторы Пельтье, но без печки и использовать его с любым источником тепла.
Самодельные станции
Также многие умельцы создают самодельные станции (обычно на основе газогенератора), которые после продают.
Все это указывает на то, что можно и самостоятельно изготовить электростанцию из подручных средств и использовать ее для своих целей.
На основе термоэлектрогенератора.
Первый вариант – электростанция на основе пластины Пельтье. Сразу отметим, что изготовленное в домашних условиях устройство подойдет разве что для зарядки телефона, фонаря или для освещения с использованием светодиодных ламп.
Для изготовления потребуется:
- Металлический корпус, который будет играть роль печи;
- Пластина Пельтье (отдельно приобретается);
- Регулятор напряжения с установленным USB-выходом;
- Теплообменник или просто вентилятор для обеспечения охлаждения (можно взять компьютерный кулер).
Изготовление электростанции — очень простое:
- Изготавливаем печь. Берем металлический короб (к примеру, корпус от компьютера), разворачиваем так, чтобы печь не имела дна. В стенках внизу проделываем отверстия для подачи воздуха. Вверху можно установить решетку, на которую можно установить чайник и т. д.
- На заднюю стенку монтируем пластину;
- Сверху на пластину монтируем кулер;
- К выводам от пластины подключаем регулятор напряжения, от которого и запитываем кулер, а также делаем выводы для подключения потребителей.
Работает все просто: разжигаем дрова, по мере нагрева пластины на ее выводах начнется генерация электроэнергии, которая будет подаваться на регулятор напряжения. От него же начнет и работать кулер, обеспечивая охлаждение пластины.
Остается только подключить потребители и следить за процессом горения в печке (подкидывать своевременно дрова).
На основе газогенератора.
Второй способ сделать электростанцию – это изготовить газогенератор. Такое устройство значительно сложнее в изготовлении, но и выход электроэнергии – значительно больше.
Для его изготовления потребуется:
- Цилиндрическая емкость (к примеру, разобранный газовый баллон). Она будет играть роль печки, поэтому следует предусмотреть люки для загрузки топлива и очистки твердых продуктов горения, а также подвод воздуха (потребуется вентилятор для принудительной подачи, чтобы обеспечить более лучший процесс горения) и вывод для газа;
- Радиатор охлаждения (может быть изготовлен в виде змеевика), в котором газ будет охлаждаться;
- Емкость для создания фильтра типа «Циклон»;
- Емкость для создания фильтра тонкой очистки газа;
- Бензиновая генераторная установка (но можно просто взять любой бензиновый мотор, а также обычный асинхронный электродвигатель 220 В).
После этого все необходимо соединить в единую конструкцию. От котла газ должен поступать на радиатор охлаждения, а после на «Циклон» и фильтр тонкой очистки. И только после этого полученный газ подается на двигатель.
Это указана принципиальная схема изготовления газогенератора. Исполнение же может быть самым разным.
К примеру, возможна установка механизма принудительной подачи твердого топлива из бункера, который, кстати, тоже будет запитываться от генератора, а также всевозможных контролирующих устройств.
Создавая электростанцию на основе эффекта Пельтье, особых проблем не возникнет, поскольку схема простая. Единственное, следует принимать некоторые меры безопасности, поскольку огонь в такой печке практически открытый.
А вот создавая газогенератор, следует учитывать множество нюансов, среди них — обеспечение герметичности на всех соединениях системы, по которой проходит газ.
Чтобы двигатель внутреннего сгорания нормально работал, следует побеспокоиться о качественной очистке газа (наличие примесей в нем недопустимо).
Газогенератор – конструкция громоздкая, поэтому для него необходимо правильно подобрать место, а также обеспечить нормальную вентиляцию, если он будет установлен в помещении.
Поскольку такие электростанции не новь, и любителями они изготавливаются уже сравнительно давно, то и отзывов о них накопилось немало.
В основном, все они положительные. Даже у самодельной печи с элементом Пельтье отмечается, что она полностью справляется с поставленной задачей. А что касается газогенераторов, то здесь наглядным примером может выступить установка таких устройств даже на современных авто, что говорит об их эффективности.
Плюсы и минусы электростанции на дровах
Электростанция на дровах – это:
- Доступность топлива;
- Возможность получить электроэнергию в любом месте;
3 / 5 ( 2 votes )
Современный мир полон, лжи, заблуждений, корысти, недоверия и т.д. А ведь каждый в глубине души считает, что как бы было хорошо жить там, где все это - ложь, корысть, злость и т.д. не в почете. Современный социум построен на потреблении, и основой потребления есть участник социума - сам Человек, его Семья, его Род и его НаРод. Чтобы человеку жить, ему нужно пить и есть и где то спать как минимум, второе это энергия, в основе современного социума это электричество и тепло. Посмотрите, что является основными в ваших платежах, если вы например живете в своем доме. Правильно - электричество , потом идет газ , если он подведен в вашему домохозяйству. Вода в большинстве случаев у вас своя. Так же можете покупать различные «атрибуты» для сжигания в топке, если отопление твердотопливное. Но центральным платежом, без которого нельзя обойтись это ЭЛЕКТРИЧЕСТВО. Многие начнуть лукавить, жили же раньше..... жили и вам никто не запрещает, только уточните чем они заменяли электричество, сколько это стоило, и насколько их быт был узок.
И так электричество. Откуда вы берете электричество, правильно из розетки. Интересно, а сколько участников социума, «юзающих» розетку, знают, как оно - это электричество туда попадает. «От электростанции» - стандартный ответ. Если спросить сколько электростанций, и каких одновременно «качает» электроэнергию в вашу розетку в лучшем случае вызовет недоумение. Во первых если спросить, что такое электричество, у многих так же вызовет небольшой ступор. Все верно, например незнание из чего сделана рубашка и как она пошита, не мешает ее носить да еще и требования к качеству предъявлять. Написано «хлопок» и мы верим. А несколько ниточек другого материала в прядь хлопка, вероятнее только улучшат ее качество. Зачем знать как она пошита и из чего сделана, пошел и купил в магазине (ключевое слово КУПИЛ). Так и с электричеством, надо сунул в розетку зарядное и зарядил аккумулятор мобильного телефона, смартфона и т.д. Вот только незадача. это электричество все время имеет напасть заканчиваться, особенно вдали от «бесконечной розетки». Правда для этого тоже придумали дополнительные источники пополнения. Но бесплатной розетки нет, в вашем домохозяйстве постоянно счетчик отсчитывает Вт*часы, переходящие в кВт*часы. Интересно, что за эти начисления вы платите, то есть покупаете ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЮ. Даже если в каких либо местах вам предоставляют возможность зарядить Смартфон, сеть Wi-Fi бесплатно, но вы же в этом месте совершаете покупки, платите за проезд и самое главное современные интернет коммуникации это большая торговая площадка, при этом ваше мнение и взгляды интенсивно формирует эта коммуникационная сеть. Ничего просто так никто делать не будет. Все мы по мнению кукловодов ДОЙНЫЕ КОРОВЫ.
Электричество было есть и будет основным энергетическим компонентом вашего быта, информации, удобств и т.д. А есть ли альтернатива платной розетке со счетчиком, и стоимость данной альтернативы. Берете и в любом поисковике набираете «Автономное электроснабжение» Возьмем к примеру мощность 5 кВт:
Как видим автономность для потребителя (покупателя) не из дешевых. Дизельгенератор еще потребует от вас покупки топлива - ДТ, по розничным ценам. А если сделать самому на ту же мощность 5 кВт. Например купить генератор, и что дальше
18700 рублей = 7693,42 гривен на момент написания статьи.
Наверно, дорогой читатель, скажешь что бензогенераторы есть и дешевле, но будут ли они дешевле самого генератора для него. А если дешевле то почему. И еще бензогенератор, скорее как резервное питание чем автономное, т.к. непрерывная работа его ограничена временными показателями. Чтобы организовать автономную работу их нужно минимум два или же три для переключения по алгоритму. В инструкции прочитаете например что непрерывная работа бензогенератора не более 8 часов:
1) 24 часа в сутках /8 часов работы = 3 сменных единицы
2) 42,1 тыс.грн * 3 единицы = 126,3 тыс. гривен.
Вот такая незатейливая арифметика. Спросите почему я прицепился к генераторам? Отвечаю, что 95% всего потребительского и промышленного электричества на планете, вырабатывают как раз механические электрогенераторы, отличие лишь в причине той силы, которая вращает этот наш механический генератор. Даже мощные солнечные электростанции работают на принципе фокусировки солнечного света на испаритель, где вода превращается в пар, а пар в свою очередь вращает турбину которая вращает ротор все того же механического электрогенератора. При том данная электростанция как и та же солнечная, на принципе полупроводникового преобразования (солнечные панели) имеет суточный показатель и ночью электричество не вырабатывает.
Ветрогенератор также зависит от наличия соответствующего воздушного потока (ветра).
Как видим из предложенных вариантов каждый приводит вас к тому что оплачивать «розетку» дешевле. Мы еще не рассмотрели мини ГЭС (это при наличии у вас соответствующего места для установки)
3) 39,6 тыс. грн * 5 кВт = 198 тыс. грн
но в данном случае это гарантированные 5 кВт в час и 18 МВт часов в сутки.
Теперь только подумайте если иметь такое устройство, которое будет генерировать мощность 5 кВт - без топлива: дизель или бензогенератор, солнечного света, соответствующего потока ветра или потока падающей воды. Представьте наличие таких устройств например у поселка в 10 тысяч домохозяйств (ДХ). Например одно домохозяйство потребляет 400 кВт*часов в месяц:
10 000 ДХ * 400 кВт*часов в месяц = 4 000 000 кВт*часов (4 000 Мвт*ч) за месяц.
Теперь предположим что каждое домохозяйство поселка имеет без топливное генерирующее устройство с выходной мощностью 5 кВт . Суммарная выходная мощность составит 50 000 кВт (50 МВт). За месяц на гора все скопом они выдадут:
50 МВт * 3600 (секунд в часе) 180 000 МВт (50 МВт*час)
50МВт*ч * 24 часа = 1 200 МВт*часов за сутки
1 200 МВт*ч * 30 дней = 36 000 МВт*часов за месяц в сравнении с потреблением 4 000 МВт*часов за месяц.
Теперь сами подумайте какой энерго производитель или продавец энергии на это пойдет. Вообще существуют ли такие устройства. Даже если и существуют, вам про это знать вредно. И вообще вы, что хотите чтобы мироеды по миру пошли, это же бесчеловечно. А так как мироеды устанавливают правила все эти устройства под запретом. Не верите, начнем с США
Закон о соблюдении секретности в изобретательстве (англ. Invention Secrecy Act of 1951) - федеральный закон США, принятый в целях недопущения разглашения информации о новых изобретениях и технологиях, которые, по мнению отдельных федеральных ведомств, представляют собой потенциальную угрозу для национальной безопасности Соединенных Штатов. В соответствии с Законом 1951 решение о засекречивании новых изобретений осуществляется оборонными ведомствами, а именно армией США , военно-морским флотом США , ВВС США , Агентством национальной безопасности , министерством энергетики США , НАСА и министерством юстиции США .
По состоянию на конец 2011 финансового года в США действует в общей сложности 5241 указ о засекречивании изобретений. При этом только в течение последнего года государством было издано 143 новых указа такого рода, наложенных на патентные заявки в соответствии с Законом 1951 года. При этом приказы о засекречивании нередко распространяются на изобретения, отношение которых к военным приложениям или к области национальной безопасности непонятно. Например, в 1970-х все продвинутые технологии генераторов энергии на основе возобновляемых природных источников энергии подвергались проверке на предмет ограничения их распространения с помощью Закона 1951 года. В частности, в данный разряд «опасных изобретений» попали и солнечные батареи с эффективностью свыше 20 %, и системы преобразования энергии с эффективностью, превышающей 70-80 %
Схожие юридические акты существуют в любой развитой стране мира.
К примеру что прописано в
Раздел ІІ "Вызовы и угрозы экономической безопасности"
п. 12. К основным вызовам и угрозам экономической безопасности относятся:
6) изменение структуры мирового спроса на энергоресурсы и структуры их потребления,
;
Скажете что в указе нет прямого указания на устройства без топливной генерации. Естественно нет, указать значит признать их существование. Как думаете рассмотренный нами выше пример с 10 тыс. домохозяйствами является угрозой или так себе ерунда. Ладно давайте разберем на нашем примере, как бы расшифруем шестой подпункт, п. 12, Второго раздела указа президента РФ процитированный выше по тексту.
«Изменение мирового спроса на энергоресурсы и структуры их потребления » - т.е. если наш поселок в 10 тыс. дворов отключится от поставщиков электроэнергии, это действие подпадает под данное определение -изменение спроса и структуры их потребления. Я думаю это прямая зависимость, а вы думаете по другому. Или вы думаете что в указе так и пропишут, энергонезависимость собственного народа является угрозой. Естественно нет. Или как например можно противодействовать энергонезависимости например Германии, т.е. запретить им строить ветряки и солнечные электростанции? В данном пункте достаточно опустить слово «мирового», и все станет предельно ясно. Далее «развитие энергосберегающих технологий и снижение материалоемкости, развитие "зеленых технологий" » я бы сказал, ничего себе угроза, все в мире в том числе и РФ, декларируют с трибун за «зеленые», энергосберегающие технологии , а по факту выходит это наоборот УГРОЗА, только кому и чему это угроза.
Вернемся опять к США, группа ПРОЕКТА ОРИОН исследовала и подготовила для Президента и Конгресса США доклад о состоянии прорывных технологий в энергетике
В данном докладе есть описания различных устройств технологий, и главное способы подавления и мероприятия по нераспространению. Думаю они идентичны для всех развитых и других стран:
Наш обзор прошлых и нынешних малоизвестных технологических прорывов показывает, что эти изобретения были подавлены или захвачены (инкапсулированы) при помощи следующих разносторонних типов воздействий:
- Приобретение технологии компаниями-лидерами в данной области, чьи намерения были в том, чтобы «отложить технологию в долгий ящик» и предотвратить ее поступление на рынок.
- Отказ от выдачи патента и защиты интеллектуальной собственности путем систематического действия патентных ведомств США и других стран.
- Изъятие или подавление технологии путем незаконного применения Статьи 181 Закона о патентах США или другие незаконные применения национальных положений в области безопасности, которые классифицируют технологии, как "Имеющие значение для национальной безопасности". Обратите внимание, что такое применение законодательства является незаконным действием, предпринятым мошенниками, физическими и юридическими лицами, которые состоят в сговоре с людьми или институциями, которые хотят подавить эти технологии.
- Злоупотребления со стороны других регулирующих или лицензирующих организаций, в том числе, но не ограничиваясь мошенниками внутри Министерства обороны, ЦРУ и других.
- Финансирование изобретателей или компаний-дублеров, которые разрабатывают подделки под данную технологию, незаконные финансовые механизмы, которые приводят к гибели компании и тому подобные ловушки.
- Систематический перехват средств и существенной финансовой поддержки, необходимых для разработки и коммерциализированния таких фундаментально новых источников энергии.
- Притеснения, угрозы, кражи и другие незаконные действия, направленные на запугивание и деморализацию изобретателей; нанесение значительных телесных повреждений и убийства.
- Подкуп - значительные финансовые предложения, предложения выгодных должностей, власти и престижа, а также других преимуществ для владельцев таких технологий. Такие методы обеспечивают помощь самих изобретателей в подавлении своих же технологий.
- Научное предубеждение - подготовка враждебного мнения научного сообщества и отказ от технологии из-за нетрадиционных эффектов, считающихся невозможными в современной науке и с точки зрения обывателя.
- Создание коррупционных теневых схем в научных организациях, подкуп ученых, которые устанавливают нелегальные подпольные связи или выстаивают теневые проекты с целью подавления данных технологий.
- Коррупция в крупных масс медиа или подкуп ключевых фигур журналистов, с целью установления нелегальных подпольных связей или создания теневых проектов с целью подавления данных технологий.
- Учитывая многообразие методов подавления, описанных выше, вряд ли какой-либо изобретатель, компания или обычная исследовательская лаборатория смогут преодолеть данные препятствия. Таким образом, стратегический план и специальные меры, соизмеримые с этими барьерами должны быть разработаны и воплощены для того, чтобы эти новые технологии достигли успеха.
Как видим, все «сказочники», которые заявляют, что такого не может быть, нам нагло врут. Вот тут незадача, если есть такое эшелонированное противодействие, выходит что устройства абсолютно реальны, и угроза мироедам абсолютная от этих устройств. При желании, вы найдете в сети кучу различного материала, по подобным устройствам. Одно могу сказать реально реализовать, что то стоящее не выйдет, так как никто никогда не разрешит свободно распространять подобную информацию, зачастую даже патенты в которых искажена информация. Все группы которые чего либо добились разрабатывали негласно, и даже после остаются в тени, а если и что то просачивается в сеть обрастет не без помощи заинтересованных, сплетнями, и фейковыми пострадавшими. Целая индустрия работает на формирование фейковых изделий, якобы фирм, которые продают по сходной цене устройства генерирующие Свободную (бесплатную) Энергию для вас. На одном из сайтов торгующей схемами и устройствами в публикации «Где и как купить БТГ » есть вопрос и ответ, вероятно выполненный самой администрацией, но верной по сути:
Денис: Так можно купить БТГ или нет? Я не понял. Админ: Можно. Вопрос в цене. Ни один нормальный человек не продаст БТГ по цене швейной машинки. Зато швейную машинку под видом БТГ Вам продадут легко .
Помимо, противодействия есть и мошенники. Без них никуда, есть спрос есть и предложения от мошенников. А предложения от мошенников всегда следуют правилам потребителя. Это первое, что должно насторожить. Что значит правило потребления, все очень просто: Продажа и послепродажное сопровождение, как минимум ремонт в заверениях. А реально, вы видите ремонтные учреждения которые готовы его делать. Лицензию могут потерять.
Сегодня самые повторяемые устройства генерирующие электроэнергию и имеющие классификацию: устройства разового пуска, это системы мотор -генератор с маховиком. Мало того мощность данных изделий очень даже различна как и конструктивные особенности. Маховик используют так давно, что и подумать страшно. Маховик (Маховое колесо) есть аккумулятор кинетической энергии (инерционный аккумулятор) найдете в любом учебнике физики. Маховик является обязательным элементом двигателя внутреннего сгорания, паровых машин в недалеком прошлом. Является стабилизирующим, защитным устройством на гидротурбинах для генерации электроэнергии, в коммунальных предприятиях (да есть и такие)
Также, был (именно был) совсем недавно в середине прошлого века такой вид транспорта как ГИРОБУС , - особый вид автомобиля а также троллейбуса с автономным ходом, движущийся за счёт кинетической энергии, накопленной вращающимся маховиком , приводящим в движение тяговый генератор. В настоящее время гиробусы не используются, хотя концепт гиробуса является объектом научно-технических изысканий.
Так же и у нас в бывшем СССР, профессором Н.В. Гулия , были разработаны различные типы супермаховиков , реализована система для автомобиля испытанная Львовском Автобусном Заводе но как всегда кто то просто не дал хода.
Новое конструктивное решение в области агрегатов для выработки электроэнергии, при этом устойчиво обеспечивает: экономичное производство, независимое от других источников энергии, экологически чистых, надежного функционирования, недорогой монтаж, простой в использовании и т.д.
На фестивале «Tesla fest» в 2011 году , прототип был представлен с торговым названием «механический блок для выработки электроэнергии». На международной выставке «Braća Than» , Bečej, под коммерческим названием «механический агрегат». На международной выставке изобретений «Inventum» , в Илоке, Хорватия, под коммерческим названием «механический агрегат». На выставке «Pronalazaštvo - Beograd 2011» под коммерческим названием «Механический агрегат для электричества».
Устройство имеет простую структуру, и для его сборки стандартные коммерческие материалы и элементы используются вместе с использованием простых стандартных технологий.)
Ну что сказать, как видим патент есть, демонстрация публичная также была. В описании к нему параметров что по чем, нет. Если начинать делать самому придется тыкать пальцем в небо. И в большинстве случаем с прогнозируемым результатом «не работает».
Например еще один патент
Все признают вроде бы элементарную истину, что центробежная сила внутри вращающегося тела - "фиктивна" - она не может изменять кинетическую энергию тела и совершать работу. Как-будто нет такого эксперимента или теории, которая доказывает "дееспособность" центробежного ускорения.
Но какая сила разрывает маховик при сравнительно малых скоростьях вращения? Почему не разрушается прямолинейно движущееся тело при таких же скоростьях? Рекорд скорости ракеты, покинувшей солнечную систему - 240 000 км/час, а рекорд самого твёрдого маховика в мире всего лишь 80 000 оборотов в минуту, что в пересчёте на линейные скорости при радиусе в 1 метр составляет примерно 5000 км/час.
Каким же образом фиктивная сила может разрывать маховики при такой малой "космической" скорости, не увеличивая кинетическую энергию маховика и не совершая работу при этом?
В классической физике считается, что во вращающемся теле импульсы взаимно компенсируют друг-друга. Следовательно суммарный импульс вращающегося тела равен нулю. Значит масса тела при вращении не "увеличивается”. На уровне импульсов - это правильно, но без внимания остаётся центробежное ускорение. В результате этого игнорирования момент инерции тоже вроде нейтрализуется. Получается парадокс,что тело имеет больше массы до того, пока оно начнёт вращаться I = mR^2 . Но во время вращения эта "лишняя" масса куда-то бесследно исчезает.
Возникает вопрос: если масса тела «увеличивается» в результате роста линейной скорости, то почему масса не может увеличиваться в результате центробежного ускорения?
Термин - центростремительное ускорение неправилен как философски так и физически, так как во вращающемся теле масса стремится не к центру, а наоборот - от центра к периферии.
Я разработал систему расчета маховика для создания подобной конструкции генерирования электроэнергии, где «усилителем» является маховик. Правда усилитель немного не верное определение, но вдаваться в подробности в данной публикации не имею цели. При наложении рабочих оборотов и параметров маховика установки Часа Кэмпбелла, в мою расчетную систему получил практически стопроцентное совпадение. Единственно у меня рабочая точка рассчиталась в значении 1565 об/мин у Часа она составила 1573 об/мин.
Если построить график накопленной энергии, в зависимости от оборотов маховика получим «кривую» которая не прямолинейна, зато график угловой скорости маховика, будет всегда «прямолинеен». При приложении к графику «Накопленной Энергии» приставить биссектрису (линию под 450), то в месте касания двух линий, графика накопленной энергии и биссектрисы получим, точку перехода, т.к. называемую «реперную точку ». К сожалению, точность данного метода, желает лучшего по многим факторам, шаг оборотов и прочее, прочее.
Раз есть графика, должна быть физика и математика процесса. К данному вопросу я приступал не один раз. В итоге появился механизм расчета, который подробно описан в моей книге «».
Мы будем использовать состояние Маховика в раскрученном состоянии, когда он уже не является значимой нагрузкой. Для этого мной был выведен индекс маховика - Flywheel Reference index и механизм его расчета. Данный индекс, указывает на состояние маховика: является ли он нагрузкой (отрицательное значение), «реперная точка» * перехода (ноль), и умножение энергии маховиком (положительное значение). Для того чтобы определить оптимальную нагрузку «подкрути» на вал маховика, был выведен другой индекс, индекс сопротивления маховика - Index of Flywheel Resistance, шуточно мной названный Ку . При пересечении, двух графиков данных индексов находим оптимальную рабочую точку оборотов маховика.
Кроме этого у данной компании, есть и другие устройства. Когда у них спросили, будете ли вы патентовать, от руководства был весьма лаконичный ответ: Зачем, все устройства выполнены по открытому коду, все условия давно известны .
Все эти конструкции которые представлены в материале не фейковые. Только идиот будет вкладываться в материал. Правда если это не заказ заинтересованных мироедов.
Можно сделать вывод: Автономное Без Топливное Электроснабжение Домохозяйства реальность. БТГ по типу разового пуска, по формуле Мотор+Генератор+Маховик самое повторяемое и доступное для обычного домохозяйства. Есть только одна незадача, сделать этот БТГ придется самому.
Как сделать, остается вопрос именно как, просто пройдите по ссылке
особенности в материале
Всем, энергетической независимости, хочу закончить материал словами американца Peter Lindemann (USA)
Частенько в сети проскакивают сообщения о борьбе за экологию, развитие альтернативных источников энергии. Иногда даже проводят репортажи о том, как в заброшенной деревне сделали солнечную электростанцию, чтобы местные жители могли пользоваться благами цивилизации не 2-3 часа в сутки, пока работает генератор, а постоянно. Но это всё как-то далеко от нашей жизни, поэтому я решил на своем примере показать и рассказать, как устроена и как работает солнечная электростанция для частного дома. Расскажу обо всех этапах: от идеи до включения всех приборов, а также поделюсь опытом эксплуатации. Статья получится немаленькая, поэтому кто не любит много букв могут посмотреть ролик. Там я постарался рассказать то же самое, но будет видно, как я все это сам собираю.
Исходные данные: частный дом площадью около 200 м2 подключен к электросетям. Трехфазный ввод, суммарной мощностью 15 кВт. В доме стандартный набор электроприборов: холодильник, телевизоры, компьютеры, стиральные и посудомоечные машинки и так далее. Стабильностью электросеть не отличается: зафиксированный мною рекорд - отключение 6 дней подряд на период от 2 до 8 часов.
Что хочется получить: забыть о перебоях электроэнергии и пользоваться электричеством, невзирая ни на что.
Какие могут быть бонусы: Максимально использовать энергию солнца, чтобы дом приоритетно питался солнечной энергией, а недостаток добирал из сети. Как бонус, после принятия закона о продаже частными лицами электроэнергии в сеть, начать компенсировать часть своих затрат, продавая излишки выработки в общую электросеть.
С чего начать?
Всегда есть минимум два пути для решения любой задачи: учиться самому или поручить решение задачи кому-то другому. Первый вариант предполагает изучение теоретических материалов, чтение форумов, общение с владельцами солнечных электростанций, борьбу с внутренне жабой и, наконец, покупку оборудования, а после - установку. Второй вариант: позвонить в специализированную фирму, где зададут много вопросов, подберут и продадут нужное оборудование, а могут и установить за отдельные деньги. Я решил совместить эти два способа. Отчасти потому что мне это интересно, а отчасти для того, чтобы не напороться на продавцов, которым надо просто заработать, продав не совсем то, что мне нужно. Теперь пришло время теории, чтобы понять, как я делал выбор.На фото пример «освоения» денег на строительство солнечной электростанции. Обратите внимание, солнечные панели установлены ЗА деревом – таким образом, свет на них не попадает, и они просто не работают.
Типы солнечных электростанций
Сразу отмечу, что говорить я буду не о промышленных решениях и не о сверхмощных системах, а об обычной потребительской солнечной электростанции для небольшого дома. Я не олигарх, чтобы разбрасываться деньгами, но я придерживаюсь принципа достаточной разумности. То есть я не хочу греть бассейн «солнечным» электричеством или заряжать электромобиль, которого у меня нет, но я хочу, чтобы в моем доме все приборы постоянно работали, без оглядки на электросети.
Теперь расскажу про типы солнечных электростанций для частного дома. По большому счету, их всего три, но бывают вариации. Расположу, по росту стоимости каждой системы.
Сетевая Солнечная Электростанция - этот тип электростанции сочетает в себе невысокую стоимость и максимальную простоту эксплуатации. Состоит всего из двух элементов: солнечных панелей и сетевого инвертора. Электричество от солнечных панелей напрямую преобразуется в 220В/380В в доме и потребляется домашними энергосистемами. Но есть существенный недостаток: для работы ССЭ необходима опорная сеть. В случае отключения внешней электросети, солнечные батареи превратятся в «тыкву» и перестанут выдавать электричество, так как для функционирования сетевого инвертора нужна опорная сеть, то есть само наличие электричества. Кроме того, со сложившейся инфраструктурой электросети, работа сетевого инвертора не очень выгодна. Пример: у вас солнечная электростанция на 3 кВт, а дом потребляет 1 кВт. Излишки будут «перетекать» в сеть, а обычные счетчики считают энергию «по модулю», то есть отданную в сеть энергию счетчик посчитает, как потребленную, и за нее еще придется заплатить. Тут логично подходит вопрос: куда девать лишнюю энергию и как этого избежать? Переходим ко второму типу солнечных электростанций.
Гибридная Солнечная Электростанция – этот тип электростанции сочетает в себе достоинства сетевой и автономной электростанции. Состоит из 4 элементов: солнечные панели, солнечный контроллер, аккумуляторы и гибридный инвертор. Основа всего – это гибридный инвертор, который способен в потребляемую от внешней сети энергии подмешивать энергию, выработанную солнечными панелями. Более того, хорошие инверторы имеют возможность настройки приоритезации потребляемой энергии. В идеале, дом должен потреблять сначала энергию от солнечных панелей и только при ее недостатке, добирать из внешней сети. В случае исчезновения внешней сети инвертор переходит в автономную работу и пользуется энергией от солнечных панелей и энергией, запасенной в аккумуляторах. Таким образом, даже если электроэнергию отключат на продолжительное время и будет пасмурный день (или электричество отключат ночью), в доме всё будет функционировать. Но что делать, если электричества нет вообще, а жить как-то надо? Тут я перехожу к третьему типу электростанции.
Автономная Солнечная Электростанция – этот тип электростанции позволяет жить полностью независимо от внешних электросетей. Она может включать в себя больше 4 стандартных элементов: солнечные панели, солнечный контроллер, АКБ, инвертор.
Дополнительно к этому, а иногда вместо солнечных панелей, может быть установлена ГидроЭлектроСтанция малой мощности, ветряная электростанция, генератор (дизельный, газовый или бензиновый). Как правило, на таких объектах присутствует генератор, поскольку может не быть солнца и ветра, а запас энергии в аккумуляторах не бесконечен – в этом случае генератор запускается и обеспечивает энергией весь объект, попутно заряжая АКБ. Такая электростанция легко трансформируется в гибридную, при подключении внешней электросети, если инвертор обладает этими функциями. Основное отличие автономного инвертора от гибридного – это то, что он не умеет подмешивать энергию от солнечных панелей к энергии из внешней сети. При этом гибридный инвертор, наоборот, умеет работать в качестве автономного, если внешняя сеть будет отключена. Как правило, гибридные инверторы соразмерны по цене с полностью автономными, а если и отличаются, то несущественно.
Что такое солнечный контроллер?
Во всех типах солнечных электростанций присутствует солнечный контроллер. Даже в сетевой солнечной электростанции он есть, просто входит в состав сетевого инвертора. Да и многие гибридные инверторы выпускаются с солнечными контроллерами на борту. Что же это такое и для чего он нужен? Буду говорить о гибридной и автономной солнечной электростанции, поскольку это как раз мой случай, а с устройством сетевого инвертора могу ознакомить детальнее в комментариях, если будут запросы в комментариях.
Солнечный контроллер – это устройство, которое полученную от солнечных панелей энергию преобразует в перевариваемую инвертором энергию. Например, солнечные панели изготавливаются с напряжением кратно 12В. И АКБ изготавливаются кратно 12В, так уж повелось. Простые системы на 1-2 кВт мощности работают от 12В. Производительные системы на 2-3 кВт уже функционируют от 24В, а мощные системы на 4-5 кВт и более работают на 48В. Сейчас я буду рассматривать только «домашние» системы, потому что знаю, что есть инверторы, работающие на напряжениях в несколько сотен вольт, но для дома это уже опасно.
Итак, допустим у нас есть система на 48В и солнечные панели на 36В (панель собрана кратно 3х12В). Как получить искомые 48В для работы инвертора? Конечно, к инвертору подключаются АКБ на 48В, а к этим аккумуляторам подключается солнечный контроллер с одной стороны и солнечные панели с другой. Солнечные панели собираются на заведомо большее напряжение, чтобы суметь зарядить АКБ. Солнечный контроллер, получая заведомо большее напряжение с солнечных панелей, трансформирует это напряжение до нужной величины и передает в АКБ. Это упрощенно. Есть контроллеры, которые могут со 150-200 В от солнечных панелей понижать до 12 В аккумуляторов, но тут протекают очень большие токи и контроллер работает с худшим КПД. Идеальный случай, когда напряжение с солнечных панелей вдвое больше напряжения на АКБ.
Солнечных контроллеров существует два типа: PWM (ШИМ – Широтно-Импульсная Модуляция) и MPPT (Maximum Power Point Tracking – отслеживание точки максимальной мощности). Принципиальная разница между ними в том, что ШИМ-контроллер может работать только со сборками панелей, не превышающими напряжения АКБ. MPPT – контроллер может работать с заметным превышением напряжения относительно АКБ. Кроме того, MPPT-контроллеры обладают заметно бОльшим КПД, но и стоят дороже.
Как выбрать солнечные панели?
На первый взгляд, все солнечные панели одинаковы: ячейки солнечных элементов соединены между собой шинками, а на задней стороне есть два провода: плюс и минус. Но есть в этом деле масса нюансов. Солнечные панели бывают из разных элементов: аморфных, поликристаллических, монокристаллических. Я не буду агитировать за тот или иной тип элементов. Скажу просто, что сам предпочитаю монокристаллические солнечные панели. Но и это не всё. Каждая солнечная батарея – это четырехслойный пирог: стекло, прозрачная EVA-пленка, солнечный элемент, герметизирующая пленка. И вот тут каждый этап крайне важен. Стекло подходит не любое, а со специальной фактурой, которое снижает отражение света и преломляет падающий под углом свет таким образом, чтобы элементы были максимально освещены, ведь от количества света зависит количество выработанной энергии. От прозрачности EVA-пленки зависит, сколько энергии попадет на элемент и сколько энергии выработает панель. Если пленка окажется бракованной и со временем помутнеет, то и выработка заметно упадет.
Далее идут сами элементы, и они распределяются по типам, в зависимости от качества: Grade A, B, C, D и далее. Конечно, лучше иметь элементы качества А и хорошую пайку, ведь при плохом контакте, элемент будет греться и быстрее выйдет из строя. Ну и финишная пленка должна также быть качественной и обеспечивать хорошую герметизацию. В случае разгерметизации панелей, очень быстро на элементы попадет влага, начнется коррозия и панель также выйдет из строя.
Как правильно выбрать солнечную панель? Основной производитель для нашей страны – это Китай, хотя на рынке присутствуют и Российские производители. Есть масса OEM-заводов, которые наклеят любой заказанный шильдик и отправят панели заказчику. А есть заводы, которые обеспечивают полный цикл производства и способны проконтролировать качество продукции на всех этапах производства. Как узнать о таких заводах и брендах? Есть пара авторитетных лабораторий, которые проводят независимые испытания солнечных панелей и открыто публикуют результаты этих испытаний. Перед покупкой вы можете вбить название и модель солнечной панели и узнать, насколько солнечная панель соответствует заявленным характеристикам. Первая лаборатория – это Калифорнийская Энергетическая Комиссия , а вторая лаборатория Европейская – TUV . Если производителя панелей в этих списках нет, то стоит задуматься о качестве. Это не значит, что панель плохая. Просто бренд может быть OEM, а завод-производитель выпускает и другие панели. В любом случае, присутствие в списках этих лабораторий уже свидетельствует о том, что вы покупаете солнечные батареи не у производителя-однодневки.
Мой выбор солнечной электростанции
Перед покупкой стоит очертить круг задач, которые ставятся перед солнечной электростанцией, чтобы не заплатить за ненужное и не переплатить за неиспользуемое. Тут я перейду к практике, как и что делал я сам. Для начала, цель и исходные: в деревне периодически отключают электроэнергию на период от получаса до 8 часов. Возможны отключения как раз в месяц, так и подряд несколько дней. Задача: обеспечить дом электроснабжением в круглосуточном режиме с некоторым ограничением потребления на период отключения внешней сети. При этом, основные системы безопасности и жизнеобеспечения должны функционировать, то есть: должны работать насосная станция, система видеонаблюдения и сигнализации, роутер, сервер и вся сетевая инфраструктура, освещение и компьютеры, холодильник. Вторично: телевизоры, развлекательные системы, электроинструмент (газонокосилка, триммер, насос для полива огорода). Можно отключить: бойлер, электрочайник, утюг и прочие греющие и много потребляющие устройства, работа которых сиюминутно не важна. Чайник можно вскипятить на газовой плите, а погладить позже.Как правило, солнечную электростанцию можно купить в одном месте. Продавцы солнечных панелей также продают всё сопутствующее оборудование, поэтому я начал поиск отталкиваясь от солнечных батарей. Один из солидных брендов – TopRay Solar. О них есть хорошие отзывы и реальный опыт эксплуатации в России, в частности, в Краснодарском крае, где знают толк в солнце. В РФ есть официальный дистрибьютор и дилеры по регионам, на вышеозначенных сайтах с лабораториями для проверки солнечных панелей этот бренд присутствует и далеко не на последних местах, то есть можно брать. Кроме того, фирма-продавец солнечных панелей TopRay, также занимается собственным производством контроллеров и электроники для дорожной инфраструктуры: системы управления трафиком, светодиодные светофоры, мигающие знаки, солнечные контроллеры и прочее. Ради любопытства даже напросился на их производство – вполне технологично и даже есть девушки, которые знают, с какой стороны подходить к паяльнику. Бывает же!
Со своим списком хотелок я обратился к ним и попросил собрать мне пару комплектаций: подороже и подешевле для моего дома. Мне задали ряд уточняющих вопросов насчет резервируемой мощности, наличия потребителей, максимальной и постоянной потребляемой мощности. Последнее вообще оказалось для меня неожиданным: дом в режиме энергосбережения, когда работают только системы видеонаблюдения, охраны, связь с инетом и сетевая инфраструктура, потребляет 300-350 Вт. То есть даже если дома никто не пользуется электричеством, на внутренние нужды уходит до 215 кВт*ч в месяц. Вот тут и задумаешься над проведением энергетического аудита. И начнешь выключать из розеток зарядки, телевизоры и приставки, которые в режиме ожидания потребляют по чуть-чуть, а набегает прилично.
Не буду томить, остановился я на более дешевой системе, так как зачастую до половины суммы за электростанцию может занимать стоимость аккумуляторов. Список оборудования получился следующим:
- Солнечная батарея TopRay Solar 280 Вт Моно – 9 шт
- Однофазный Гибридный инвертор на 5 кВт InfiniSolar V-5K-48 – 1 шт
- Аккумулятор AGM Парус HML-12-100 – 4 шт
Что даёт солнечная электростанция?
Этот комплект может выдать до 5 кВт мощности в автономном режиме – именно такой мощности я выбрал однофазный инвертор. Если докупить такой же инвертор и модуль сопряжения к нему, то можно нарастить мощность до 5кВт+5кВт=10 кВт на фазу. Или можно сделать трехфазную систему, но я пока довольствуюсь и этим. Инвертор высокочастотный, а потому достаточно легкий (порядка 15 кг) и занимает немного места – легко монтируется на стену. В него уже встроено 2 MPPT-контроллера мощностью 2,5 кВт каждый, то есть я могу добавить еще столько же панелей без покупки дополнительного оборудования.
Солнечных панелей у меня на 2520 Вт по шильдику, но из-за неоптимального угла установки они выдают меньше – максимум я видел 2400 Вт. Оптимальный угол – это перпендикулярно солнцу, что в наших широтах составляет примерно 45 градусов к горизонту. У меня панели установлены под 30 градусов.
Сборка АКБ составляет 100А*ч 48В, то есть запасено 4,8 кВт*ч, но забирать энергию полностью крайне нежелательно, поскольку тогда их ресурс заметно сокращается. Желательно разряжать такие АКБ не более, чем на 50%. Это литий-железофосфатные или литий-титанатные можно заряжать и разряжать глубоко и большими токами, а свинцово-кислотные, будь то жидкостные, гелевые или AGM лучше не насиловать. Итак, у меня есть половина емкости, а это 2,4 кВт*ч, то есть порядка 8 часов в полностью автономном режиме без солнца. Этого хватит на ночь работы всех систем и еще останется половина емкости АКБ на аварийный режим. Утром уже встанет солнце и начнет заряжать АКБ, параллельно обеспечивая дом энергией. То есть дом может функционировать и автономно в таком режиме, если снизить энергопотребление и погода будет хорошей. Для полной автономии можно было бы добавить еще аккумуляторов и генератор. Ведь зимой солнца совсем мало и без генератора будет не обойтись.
Начинаю собирать
Перед покупкой и сборкой необходимо просчитать всю систему, чтобы не ошибиться с расположением всех систем и прокладкой кабелей. От солнечных панелей до инвертора у меня порядка 25-30 метров и я заранее проложил два гибких провода сечением 6 кв.мм, так как по ним будет передаваться напряжение до 100В и ток 25-30А. Такой запас по сечению был выбран, чтобы минимизировать потери на проводе и максимально доставить энергию до приборов. Сами солнечные панели я монтировал на самодельные направляющие из алюминиевых уголков и притягивал их самодельными же креплениями. Чтобы панель не сползала вниз, на алюминиевом уголке напротив каждой панели смотрит вверх пара 30мм болтов, и они являются своеобразным «крючком» для панелей. После монтажа их не видно, но они продолжают нести нагрузку.
Солнечные панели были собраны в три блока по 3 панели в каждом. В блоках панели подключаются последовательно - так напряжение удалось поднять до 115В без нагрузки и снизить ток, а значит можно выбрать провода меньшего сечения. Блоки между собой подключены параллельно специальными коннекторами, обеспечивающими хороший контакт и герметичность соединения – называются MC4. Их же я использовал для подключения проводов к солнечному контроллеру, так как они обеспечивают надежный контакт и быстрое замыкание\размыкание цепи для обслуживания.
Далее переходим к монтажу в доме. АКБ предварительно заряжены «умной» автомобильной зарядкой, чтобы выровнять напряжение и подключены последовательно для обеспечения напряжения 48В. Далее, они подключены к инвертору кабелем с сечением 25 мм кв. Кстати, во время первого подключения АКБ к инвертору будет заметная искра на контактах. Если вы не спутали полярность, то всё нормально – в инверторе установлены довольно емкие конденсаторы и они начинают заряжаться в момент подключения к аккумуляторам. Максимальная мощность инвертора – 5000 Вт, а значит ток, который может проходить по проводу от АКБ будет составлять 100-110А. Выбранного кабеля хватает для безопасной эксплуатации. После подключения АКБ, можно подключать внешнюю сеть и нагрузку дома. К клеммным колодкам цепляются провода: фаза, ноль, заземление. Тут всё просто и наглядно, но если для вас починить розетку небезопасно, то подключение этой системы лучше доверить опытным электромонтажникам. Ну и последним элементом подключаю солнечные панели: тут тоже надо быть внимательным и не перепутать полярность. При мощности в 2,5 кВт и неправильном подключении, солнечный контроллер сгорит моментально. Да что там говорить: при такой мощности, от солнечных панелей можно заниматься сваркой напрямую, без сварочного инвертора. Здоровья это солнечным панелям не добавит, но мощь солнца действительно велика. Так как я дополнительно использую разъемы MC4, перепутать полярность просто невозможно при первоначальном правильном монтаже.
Всё подключено, один щелчок выключателя и инвертор переходит в режим настройки: тут надо выставить тип АКБ, режим работы, зарядные токи и прочее. Для этого есть вполне понятная инструкция и если вы можете справиться с настройкой роутера, то настройка инвертора тоже не будет очень сложной. Надо только знать параметры АКБ и правильно их настроить, чтобы они прослужили как можно дольше. После этого, хм… После этого наступает самое интересное.
Эксплуатация гибридной солнечной электростанции
После запуска солнечной электростанции, я и моя семья пересмотрели многие привычки. Например, если раньше стирка или посудомоечная машина запускались после 23 часов, когда работал ночной тариф в электросетях, то теперь эти энергозатратные работы перенесены на день, потому что стиралка потребляет 500-2100 Вт во время работы, посудомоечная машина потребляет 400-2100 Вт. Почему такой разброс? Потому что насосы и моторы потребляют немного, а вот нагреватели воды крайне прожорливы. Гладить оказалось тоже «выгоднее» и приятнее днем: в комнате гораздо светлее, а энергия солнца полностью покрывает потребление утюга. На скриншоте продемонстрирован график выработки энергии солнечной электростанцией. Хорошо виден утренний пик, когда работала стиральная машинка и потребляла много энергии – эта энергия была выработана солнечными панелями.
Первые дни я по несколько раз подходил к инвертору, взглянуть на экран выработки и потребления. После поставил утилиту на домашний сервер, который в реальном времени отображает режим работы инвертора и все параметры электросети. К примеру, на скриншоте видно, что дом потребляет больше 2 кВт энергии (пункт AC output active power) и вся эта энергия заимствуется от солнечных батарей (пункт PV1 input power). То есть инвертор, работая в гибридном режиме с приоритетом питания от солнца, полностью покрывает энергопотребление приборов за счет солнца. Это ли не счастье? Каждый день в таблице появлялся новый столбик выработки энергии и это не могло не радовать. А когда во всей деревне отключили электричество, я узнал об этом только по писку инвертора, который оповещал о работе в автономном режиме. Для всего дома это означало только одно: живем как прежде, пока соседи ходят за водой с ведрами.
Но есть в наличии дома солнечной электростанции и нюансы:
- Я начал замечать, что птицы любят солнечные панели и, пролетая над ними, не могут сдержаться от счастья наличия технологичного оборудования в деревне. То есть иногда всё же солнечные панели надо мыть от следов и пыли. Думаю, что при установке под 45 градусов, все следы просто смывались бы дождями. Выработка от нескольких птичьих следов вообще не падает, но если затенена часть панели, то падение выработки становится ощутимым. Это я заметил, когда солнце пошло к закату и тень от крыши начала накрывать панели одну за другой. То есть лучше располагать панели вдали от всех конструкций, способных их затенить. Но даже вечером, при рассеянном свете, панели выдавали несколько сотен ватт.
- При большой мощности солнечных панелей и подкачке от 700 Ватт и более, инвертор включает вентиляторы активнее и их становится слышно, если дверь в техническое помещение открыта. Тут либо закрывать дверь, либо крепить инвертор на стену через демпфирующие прокладки. В принципе, ничего неожиданного: любая электроника греется при работе. Просто надо учитывать, что инвертор не стоит вешать там, где он может мешать звуком своей работы.
- Фирменное приложение умеет отправлять оповещения по электронной почте или в SMS, если произошло какое-либо событие: включение/отключение внешней сети, разряд АКБ и подобное. Вот только приложение работает по незащищенному 25 порту SMTP, а все современные почтовые сервисы, вроде gmail.com или mail.ru работают по защищенному порту 465. То есть сейчас, фактически, оповещения по почте не приходят, а хотелось бы.
Заключение
Полагаю, что это не последний мой рассказ о собственной солнечной электростанции. Опыт эксплуатации в различных режимах и в разное время года однозначно будет отличаться, но я точно знаю, что даже если в Новый Год отключат электричество, в моём доме будет светло. По результатам эксплуатации установленной солнечной электростанции могу отметить, что оно того стоило. Несколько отключений внешней сети прошли незаметно. О нескольких я узнал только по звонкам соседей с вопросом «У тебя тоже нет света?». Бегущие цифры выработки электричества безмерно радуют, а возможность убрать от компа UPS зная, что даже при отключении электроэнергии всё продолжит работать – это приятно. Ну а когда у нас наконец-то примут закон о возможности продажи электроэнергии частными лицами в сеть, я первый подам заявку на эту функцию, ведь в инверторе достаточно изменить один пункт и всю выработанную, но не потребленную домом энергию, я буду продавать в сеть и получать за это деньги. В общем, это оказалось довольно просто, эффективно и удобно. Готов ответить на ваши вопросы и выдержать натиск критиков, убеждающих всех, что в наших широтах солнечная электростанция – это игрушка.
