Fuente de alimentación autónoma de una casa de campo – opciones

El contenido del artículo

• Maneras de alimentar su hogar
• Fuentes de energía no renovables
• Fuentes de energía renovable

El costo de la electricidad suministrada por las redes centrales crece de año en año, mientras que su calidad no mejora. Los cortes de energía continúan ocurriendo en áreas rurales. Y hoy consideraremos opciones para el suministro de energía autónomo de una casa de campo..

Si dentro de los límites de la ciudad, el problema con la provisión de electricidad de su espacio vital surge solo periódicamente, entonces con una casa de campo todo es mucho más complicado: a menudo, los servicios públicos se dañan como resultado de fenómenos naturales y las acciones de los cazadores de metales no ferrosos. Por supuesto, puede volver a las decisiones de principios del siglo pasado, es decir, lámparas de queroseno y antorchas, al final, irse a la cama al atardecer, pero ya estamos acostumbrados a los beneficios de la civilización, inextricablemente vinculados con la electricidad. Considere la cuestión de la independencia energética de una casa de campo de las comunicaciones centrales poco fiables..

Maneras de alimentar su hogar

Ser propietario de una casa en una zona rural, a una distancia considerable de los centros industriales, es atractivo desde una posición de silencio, aire limpio, rodeado de naturaleza natural. Sin embargo, hay situaciones en las que los electrodomésticos en una casa de este tipo se niegan a funcionar debido a un voltaje más bajo o excesivamente alto en la red eléctrica que el nominal (220 V), y las caídas pueden exceder el 10% establecido por GOST 13109-97.

El problema con la falta de voltaje radica en la longitud considerable de las comunicaciones por cable a través de las cuales fluye la corriente eléctrica a las casas: cuanto más lejos del TP (subestación transformadora) está la cabaña, más caídas de voltaje debido a la resistencia de los cables. Durante el día, el voltaje en las áreas rurales cambia en relación al nominal debido a la potencia insuficiente del TP y las redes eléctricas – es menor durante el día, ya que en este momento hay más consumidores de electricidad, por la noche aumenta bruscamente, ya que en este momento el consumo es mínimo.

Las sobrecargas de energía pueden causar fallas en los electrodomésticos; en otras palabras, se quema. Los electrodomésticos modernos, especialmente los europeos, están diseñados para caídas de voltaje del 10% en la red eléctrica, pero no más, y en las áreas rurales, las sobrecargas del 20-30% son bastante posibles..

Es posible compensar las caídas en la red eléctrica con la ayuda de estabilizadores, pero en el caso de una caída de voltaje crítica (más del 45%), incluso el mejor de ellos no ayudará. Se requieren dispositivos que puedan proporcionar energía a los electrodomésticos en ausencia de electricidad de las redes centrales. Su elección está determinada por los fines para los que se utilizará el equipo: fuente de alimentación de respaldo, adicional o principal.

El equipo para la fuente de alimentación de respaldo se activa automática o manualmente por su propietario cuando se corta el suministro de energía de la red central o en caso de una caída de voltaje crítica en ella; puede mantener el funcionamiento de los electrodomésticos por un tiempo limitado, hasta que se restablezca el suministro de energía.

Es necesaria una fuente de alimentación adicional (mixta) en los casos en que el voltaje existente en la red es insuficiente y los hogares tienen la intención de utilizar electrodomésticos que consumen mucha energía..

En el caso de que una casa de campo no pueda conectarse a las redes centrales, así como con una fuente de alimentación de baja calidad constante, se necesita un equipo para el suministro de energía autónomo, que actúa como el principal proveedor de electricidad..

Para simplificar la tarea asignada al equipo de respaldo y de suministro de energía adicional, será conveniente dividir los electrodomésticos de la casa en tres grupos:

1. El primero contendrá aparatos eléctricos, cuyo funcionamiento ininterrumpido no es necesario y se podrá prescindir de la fuente principal de alimentación. Entre ellos se encuentran los sistemas de suelo radiante o paneles infrarrojos de pared, saunas eléctricas, grupos de lámparas diseñadas para diferentes escenarios de iluminación, etc..
2. El segundo grupo incluye electrodomésticos que brindan condiciones de vida cómodas para los hogares: iluminación básica, acondicionadores de aire, electrodomésticos de cocina, televisores, equipos de audio. Los electrodomésticos de este grupo necesitan una fuente de alimentación de respaldo..
3. Los aparatos eléctricos incluidos en el tercer grupo son de vital importancia: iluminación de emergencia, sistemas de seguridad y alarma contra incendios, cerraduras electrónicas, calderas de calefacción controladas por automatismos, bombas de pozo, etc. El funcionamiento completo de los equipos del tercer grupo solo es posible con un suministro de energía ininterrumpido, siempre que fuentes adicionales o de reserva sin falta.

La agrupación de consumidores domésticos de electricidad le permitirá seleccionar correctamente la capacidad del equipo que genera electricidad, evaluar las necesidades reales y no pagar de más por un modelo innecesariamente potente o comprar un modelo obviamente débil..

Cualquier equipo para el suministro de energía autónomo no es capaz de producir electricidad de la nada; requiere recursos iniciales, que se dividen en renovables y no renovables. Investigamos los tipos de dispositivos que generan electricidad, en función de los recursos consumidos.

Fuentes de energía no renovables

El suministro de energía autónoma de una casa que utiliza equipos que consumen productos derivados del petróleo o gas natural y genera electricidad es más popular entre los propietarios de bienes raíces suburbanos debido a su gran popularidad. Sin embargo, solo los generadores de gasolina o diesel son populares, se sabe menos sobre el resto..

Generadores de energía a gasolina.De tamaño y peso pequeños, son más baratos que los diésel. Pero no pueden suministrar electricidad de manera ininterrumpida: su duración de operación no es más de 6 horas seguidas (el recurso del motor es de aproximadamente 4 meses), es decir, los generadores de gasolina están diseñados para un funcionamiento periódico y son adecuados en los casos en que el suministro de electricidad del proveedor principal se interrumpe por un período de aproximadamente 2 -5 horas y solo de vez en cuando. Dichos generadores solo son adecuados como fuente de respaldo de electricidad..

Generadores diesel.Masivo, dimensional y no barato, pero su potencia y vida útil son mucho mayores que las de los modelos de gasolina. A pesar del costo significativo, los generadores diésel son más rentables en operación que los generadores de gasolina: combustible diésel barato y funcionamiento ininterrumpido durante más de 2 años, es decir, este generador eléctrico es capaz de trabajar día y mes, sujeto a un reabastecimiento oportuno. Los generadores diésel son adecuados como proveedor de electricidad de respaldo, complementario y primario..

Generadores de gas.Su peso, tamaño y costo son cercanos a los de las unidades de gasolina de la misma potencia. Funcionan con propano, butano y gas natural, pero son más eficientes con los dos primeros tipos de combustibles gaseosos. A pesar de un período de funcionamiento continuo similar al de los generadores de gasolina, no más de 6 horas, los generadores de electricidad a gas tienen una vida útil más larga, con un promedio de aproximadamente un año. Como fuente principal de electricidad, los generadores de gas son adecuados con una gran reserva, pero para un proveedor de electricidad de respaldo, es bastante.

Cogeneradores o mini-CHP.Si los comparamos con los generadores eléctricos descritos anteriormente, tienen dos ventajas importantes: son capaces de producir no solo energía eléctrica, sino también térmica; tienen una larga vida útil con un uso ininterrumpido, con un promedio de 4 años. Dependiendo del modelo, los cogeneradores funcionan con combustibles diesel, gaseosos y sólidos. Al tener dimensiones, peso y costo significativos, las plantas mini-CHP no son adecuadas para suministrar energía a una casa fuera de la ciudad, ya que su energía eléctrica comienza a partir de 70 kW; gracias a una de estas instalaciones, es posible resolver completamente el problema del suministro de electricidad y calor durante todo el año al pueblo desde varias casas..

Fuentes de alimentación ininterrumpida con baterías. En general, ellos no pertenecen a los grupos electrógenos, ya que no son capaces de generar electricidad de forma independiente, solo la acumulan y la entregan al consumidor. La capacidad de potencia del UPS está determinada por la capacidad y el número de baterías en el complejo, dependiendo de esto y del número de consumidores de electricidad, la duración de la batería del UPS puede variar desde varias horas hasta varios días. Vida útil de un juego de UPS: de 6 a 8 años en promedio.

En cuanto a los grupos electrógenos, hay que aclarar un punto: la vida útil dada no significa que después de su producción el generador eléctrico deba desecharse y comprarse uno nuevo, solo es necesario realizar reparaciones importantes y, a pesar de alguna pérdida de energía, se restablecerá su operatividad. También debe seguir las reglas para el mantenimiento y operación del generador..

Fuentes de energía renovable

En el entorno natural de nuestro planeta hay fuentes de energía de forma constante o periódica, cuya producción no está asociada con las actividades humanas: viento, flujo de agua en los ríos, radiación solar..

Turbinas de viento.Pueden convertir la energía eólica en electricidad, pero a un costo bastante alto, la eficiencia de los generadores eólicos no supera el 30%. La vida útil de los aerogeneradores es de unos 20 años, la continuidad de la generación de electricidad depende de la intensidad del viento. Es posible considerar estas instalaciones como una fuente completa de suministro de energía solo si están equipadas con un UPS, así como un generador eléctrico de respaldo (gasolina, diesel) en caso de calma..

Paneles solares.Absorben energía del sol y la convierten en energía eléctrica. Y si los vientos soplan a una velocidad inconsistente, los rayos del sol iluminan la Tierra durante las horas del día. La eficiencia de los paneles solares es de aproximadamente el 20%, su vida útil es de 20 años. Como en el caso de los aerogeneradores, las instalaciones solares deben estar equipadas con un SAI. La necesidad de un generador de respaldo depende de la intensidad de la radiación solar en un área determinada; en áreas con una cantidad suficiente de días soleados, no se necesitará un generador adicional y se puede usar como la fuente principal de electricidad..

Mini central hidroeléctrica.La energía del agua, en comparación con la eólica y la solar, es mucho más estable: si las dos primeras fuentes son inestables (noche, calma), el agua en arroyos y ríos fluye en cualquier época del año. El costo de los equipos para las mini centrales hidroeléctricas es mayor que el de los aerogeneradores y los paneles solares, debido a un diseño más complejo, ya que un generador de energía hidráulica trabaja en condiciones agresivas. La eficiencia de la mini central hidroeléctrica es de aproximadamente 40-50%, la vida útil es de más de 50 años. La mini central hidroeléctrica es capaz de suministrar electricidad ininterrumpidamente a varias casas a la vez durante un año completo..

Después de leer la recomendación sobre la división de electrodomésticos en grupos según el grado de importancia, solo queda descubrir cómo seleccionar exactamente la potencia de un generador eléctrico para equipos de uno o más grupos. La forma más sencilla es sumar la potencia nominal de los electrodomésticos, por ejemplo: horno microondas – 0,9 kW; mezclador – 0,4 kW; hervidor eléctrico – 2 kW; lavadora – 2,2 kW; lámpara de ahorro de energía – en promedio 0.02 kW; TV – 0,15 kW; antena satelital – 0.03 kW, etc. Si sumamos la potencia de los electrodomésticos enumerados, obtenemos un consumo de energía de 5.7 kW / h – ¿significa esto que se requiere un generador eléctrico con una capacidad de al menos 7.5 kW (con una reserva de energía del 30%)? ? En absoluto, porque esta técnica no funciona todo el tiempo, es decir, también debe tener en cuenta su tiempo de funcionamiento aproximado, por ejemplo: lavadora – 3 horas a la semana; hervidor eléctrico: 10 minutos por cada agua hirviendo; horno de microondas: 10 minutos para calentar una porción de comida; mezclador – 10 minutos; lámpara de ahorro de energía: aproximadamente 5 horas al día, etc. Resulta que para proporcionar electricidad a los electrodomésticos descritos como ejemplo, un generador con una capacidad de aproximadamente 3 kW es suficiente, simplemente no necesita encender el equipo al mismo tiempo, distribuir la carga que surge en el generador a lo largo del tiempo.

La elección de este o aquel tipo de generador eléctrico, especialmente uno que funciona con fuentes de energía renovables, depende principalmente de la disponibilidad de los recursos de combustible iniciales. Por ejemplo, un generador de gas requiere un suministro estable de gas natural licuado, es decir, se requieren cilindros o un tanque de gas, y para un suministro eficiente de energía mediante paneles solares, una cantidad suficiente de días soleados al año..