民家用の自律型電源：最良のローカルソリューションの概要

さまざまな電源

民家への自律的な電力供給は、ほとんどの場合、以下によって提供されます。

• バッテリーの形の無停電電源装置（UPS）。
• 太陽電池;
• 風力、ガス、ディーゼル、ガソリンの発電機を備えたミニ発電所。

私たちの国では、発電機が最も頻繁に使用されており、ガス、ガソリン、ディーゼル燃料などの熱エネルギーを犠牲にして稼働しています。

ミニ発電所または発電機

このようなEPSは使いやすく、比較的安価です。

ジェネレーターの利点：

1. ミニ発電所は長期間稼働することができます。これは燃料の存在だけを必要とします。
2. ジェネレーターの自動起動により、オフラインで使用できるようになります。
3. 5〜6 kWの電力を備えたミニ発電所は、家庭内のすべての電化製品に電力を供給することができます。
4. 設置費用は、発電機の電力、仕上がりの品質、および製造元によって異なります。

この設定の欠点は次のとおりです。

1. 定期的なメンテナンスの必要性。定期的にオイルレベルと燃料の有無を確認する必要があります。
2. ジェネレーターは非常にノイズの多いデバイスです。そのため、自宅から離れた場所に設置できない場合は、サイレンサーを使用していても、騒音が発生して設置が快適になりません。
3. 出力にあるすべての自律型ミニ発電所が、安定した電圧と純粋な正弦波を供給できるわけではありません。
4. 発電機には、十分な換気と独立した断熱室が必要です。

バッテリーまたは無停電電源装置

このようなデバイスは、ネットワークに電気があるときに充電され、中断中に電気を供給します。

• UPSを常に監視する必要はありません。バッテリーの状態を監視するだけで済みます。
• バッテリーは別の部屋や広いスペースを必要としません。
• 無停電電源装置は、家の停電が発生した場合に即座にオンになる完全自律システムです。
• 出力では、自律型デバイスが安定した電圧を供給します。
• UPSは無音です。

バッテリーの欠点には、動作時間の制限と比較的高いコストが含まれます。UPSのバッテリ寿命は、そのバッテリの容量に直接関係しています。

このような設置は、自律暖房を備えたアパートの建物に適したソリューションです。

太陽光発電機

ソーラーパネルは、強化ガラスで作られた外側を保護する特殊な太陽光発電安全モジュールであり、太陽光の吸収を数倍に高めます。

• このような発電機は、住宅の自律電化を実現するための最も有望なタイプの機器として認識できます。
• デバイスのセットには、電流を蓄え、夜間に供給するバッテリーのセットが含まれています。
• ソーラーパネルには特殊なインバーターが取り付けられており、電流を直接から交流に変換することができます。
• シリコン単結晶を備えたデバイスは、最も耐久性のあるモジュールです。彼らは、生成されるエネルギーの量と効率を低下させることなく、30年間働くことができます。
• 適切に選択された1つのソーラーパネルは、すべての家庭用機器を操作するために必要な量の電力を家全体に供給することができます。

風力または風力タービン

地域の気象条件で太陽光発電機を使用できない場合は、風力エネルギーを使用できます。

• このようなエネルギーは、高さ3メートルの塔に設置されたタービンを介して供給されます。
• エネルギーは、自律風車に設置されたインバーターを使用して変換されます。主な条件は、時速14キロメートル以上の風が吹いていることです。
• 発電機のセットには、インバーター設備と電気を蓄えるバッテリーも含まれています。

自然の空気の動きがない場所には、このような装置を設置することはできません。これは風力タービンの重大な欠点です。

家庭用のポータブル水力発電所

自律電源用のこのデバイスは、水の流れによって電力を供給されます。それらは小さな川や小川の近くにある家でのみ使用できます。したがって、水力発電所は最も一般的でないデバイスです。

自律電源のメリット

自律型電源システムには1つのポイントしかないように思われます。これは、家の近くに電力線がなく、自分の電力線を引くには費用がかかりすぎる場合です。ただし、多くの住宅所有者は、すでに公共システムに接続されている場合でも、独自の電気システムを作成します。

では、自律型電源のメリットは何ですか？

• 関係なく。システムは、さまざまな理由で停電から保護します。自律システムも事故やその他のトラブルの影響を受けませんが、重複したデバイスを作成すると、事故に対する保護が最大になります。
• 経済では。単一のシステムで供給される電力は高価です。スタンドアロンシステムを作成することも安くはありませんが、多くの住宅所有者は、それが非常に迅速に報われることに気づき、同じようにすぐに安くなるだけでなく、利益も得られます。
• モビリティで。いくつかの電源で構築された自律システムにより、状況に迅速に対応し、どのような状況でも光を当てることができます。

AEソースの長所と短所

燃料発電機

このような発電機はかなりの量の燃料を必要とし、それは自費で絶えず補充されなければなりません。ほとんどの場合、このタイプは、メインネットワークが「スリープ状態」になったときに発電機がアクティブになる混合無停電電源装置に使用されます。発電機のみを使用する場合は、順番に電源を入れて過負荷を回避するために、最低2台の機器が必要です。

無燃料発電機

かさばるサイズに戸惑わないのであれば、他のソースとのパートタイムの仕事に適したオプションです。マイクロモディフィケーションでは、油圧タービンのみがあります。すべてのタイプは環境に優しいと考えられていますが、追加の機器を接続する必要があります。風のモデルは、気流の速度（少なくとも14 km / h）に依存します。

ソーラーパネル

別の方法で電気を得る最も環境に優しい方法。太陽光線に基づいて動作するバッテリーは、一般的な建物に電力を供給するだけでなく、余剰電力を生成することもできます。実際には、それらはソーラーパネルの広い領域によって特徴付けられ、高品質の電力のために屋根または壁全体を覆うことが多く、追加の機器が必要です。システム全体は、約5〜6平方メートルの別の部屋を占有することもできます（ソーラーパネル自体は数えません）。景観、気候条件、曇りと晴れの日数の比率によって異なります。

ビデオに示されているソーラーパネル

バッテリー

非常用電源のみに適しています。充電せずに長時間働くことはできません。ほとんどのモデルは、電圧を上げるためにインバーターの存在下でのみ電荷を供給することができます（たとえば、12から220Vに）。

家庭での他の自律電源システム

家庭での自律的な電力供給のための電力は、継続的に生成されなければならず、環境に優しいエネルギー源でなければなりません。発電に使用される主なエネルギー源は、風力、水、バイオマス、地熱、太陽エネルギー源です。

ソーラーパネルで民家用の自律型電源を作成することは非常に有益です。数年以内に、ソーラーパネルの寿命（40年以上）の間、完全に無料の電気を利用できるようになります。回収は、ソーラーパネルやその他の機器の購入元に大きく依存します。

ソーラーパネルと風力タービンの自律電力供給のオプション

中国でこの機器を購入すると、欧米諸国よりもはるかに収益性が高く、品質と耐用年数にほとんど違いはありません。ソーラーパネルからのエネルギーの主な欠点は、屋根パネルで覆われた広い領域と、雪からパネルを掃除することからなるメンテナンスです。

ソーラーパネルを操作するための追加機器として、インバーターを使用して直流を交流に変換し、バッテリーの数は太陽光発電所の電力によって異なります。

このような自律的な太陽エネルギー源は、許可なく設置されています。風力エネルギーは、風が吹く地域で使用されます。風力タービンが作動するにはインバーターが必要です。風力発電設備の高さは風の強さに依存します。たとえば、都市部では、タワーの高さは10メートルを超えます。

ソーラーパネル、風車、発電機の自律電源オプション

当局は、風車が鳥の飛行の障害であると説明して、許可を必要とする場合があります。風力タービンは多くの騒音を発生させます。風力タービンはまた、すぐにお金を払って、家庭での自律的な電力供給の良い源です。水エネルギーの使用は、川や湖がある地域に適しています。環境への影響がない小規模では、水車を使用することは非常に有益です。

この場合、水車の設置許可を発行する必要があります。民家用のこのまたは別の自律型電源システムが有益であるかどうかを判断するには、自律型電源システムの購入、設置、回収期間の計算、および適切な結論を導き出すためのすべてのコストを計算する必要があります。ただし、自律型電源を使用すると、産業用電源ネットワークのソースを使用するよりもはるかに収益性が高くなります。

自律電源の要件

民家の通常の生活支援の条件の一つは、設置されているすべての家電製品や機器への安定した途切れのない電力供給であると考えられています。これらの要件は、外部要因に関係なく、一貫して電力を生成する自律型電源によって完全に満たされます。いずれかのオプションを選択するときは、自律システムが環境に与える影響の程度を考慮する必要があります。

自律的な電力源の最終的な選択は、家の消費者の総電力に応じて行われます。これらは、ポンプ設備、エアコン、さまざまなタイプの大小の家電製品を備えた熱および給水システムです。消費者の力に関係なく、一般的な要件が電源ネットワークに課せられます。
必ず、総電力が事前に決定され、選択された自律型電源システムの機能と比較されます。将来的に電力消費量を増やすことができるように、この数値を約15〜25％増やすことをお勧めします。

システムの要件とその技術的特性は、今後の使用と割り当てられたタスクに完全に依存します。つまり、中央ネットワークがオフになっている期間に機能するのは、完全に自律的な電源である場合もあれば、バックアップ電源である場合もあります。 2番目のケースでは、バックアップシステムの動作時間は、主電源がないときに必ず設定されます。

特定の自律システムの選択は、家の所有者の実際の経済的能力を考慮して行う必要があります。プロジェクトの予算によって、購入した機器のコストと実行する作業が決まります。多くの人が自分の手でカントリーハウス用の自律型電源を作ろうとしますが、その場合、理論と実践に関する特別な知識、ツールの操作スキル、およびそのようなシステムのインストールの経験が必要です。組み立てが不十分だと、高価な機器の動作が不安定になり、急速に故障します。

風力タービンと固定価格買取制度

家庭用エネルギー目的での風力タービンの使用は、長い間世界で使用されてきました。ヨーロッパは、ドイツ、スペイン、デンマーク、フランスで、長年にわたって風力からエネルギーを生産してきました。中国やインドなどの他の多くの国々は、最近、風力エネルギー生産を集中的に開発し始めています。

風力タービンには、ブレード、マスト、発電機の3つの主要部分があります。大きなマストの上に3つの大きなブレード付きプロペラが取り付けられており、風によって駆動されます。タービンが必要以上のエネルギーを生成する場合、いわゆる固定価格買取制度で一般的なエネルギーシステムに送ることができます。このような関税は、世界のほぼすべての国（ロシアを除く）に適用されます。

ウクライナでは、2018年に「固定価格買取制度」に従って、州はネットワークへの「追加」kWの供給に対して次の金額を返します。

• 30kWまでの民間発電所の場合-1kW/時あたり18ユーロセント。
• 地上産業ステーションの場合、1kWhあたり15ユーロセント。
• 屋上用-1kW/時あたり16.3ユーロセント。

このアプローチにより、家庭用電力生産者は、わずか4年間で30 kWの容量の発電所を設置するためのすべてのコストを回収でき、年間約6500米ドルの利益を得ることができます。 e。風力タービンの人気が高まるにつれ、風力タービンはより安価になり、幅広い消費者が利用しやすくなりました。

風力発電機の利点は次のとおりです。

• 風は無料で100％再生可能です。
• 風力発電機は、温室効果ガスの排出やその他の有害物質で環境を汚染しません。
• それらは高地に配置されているため、収容するために小さな領域が必要です。
• 興味深い風景を作成します。
• 遠隔地での自律電源の優れたバックアップソース。
• 「グリーンタリフ」を使用した場合、最大4年の低回収期間。

しかし、風力発電機にも欠点があります。

• エネルギー供給の高い初期費用。
• 建設のための土地区画の必要性。
• その地域の十分な風力ポテンシャルの必要性。
• 全体の寸法、建築基準法では、場所によってはタービンの設置が許可されていない場合があります。
• 環境の騒音公害と渡り鳥の緊急ゾーニング。
• 低レベルの使用-設置容量の最大30％。
• 高レベルの落雷の危険。

このデータを振り返ると、このような自律型電力には「プラス」よりも「短所」が多いようです。しかし、風力は石炭や石油よりも環境への影響がはるかに小さいため、エネルギー風が安定している地域の住民にとって、このような家庭での自律的な電力供給は非常に有望です。

家庭での自律電源用風力タービンの技術的特徴

各タイプの風力タービンには独自の特性があり、表を使用して比較できます。

ブランド/メーカー	電力、kWt	電圧、V	風車の直径、m	風速、m / s
T06/中国	0,6	24	2,6	9
T12/中国	1,2	24/48	2,9	10
T23/中国	2,3	48	3,3	10
T60/中国	6	48/240	6,6	11
T120/中国	12	240	8	11
Passaat/オランダ	1.4	12/24/488	3,1	14
モンタナ/オランダ	5	48/240	5	14
Alize / Holland	10	240	7	12
W800/ウクライナ	0,8	48	3,1	8
W1600/ウクライナ	1,6	48	4,4	8

仕様：

ソーラーアレイ、バッテリー容量、その他のコンポーネントを正しく選択することで、当社のソリューションには次の優れた機能があります。

• 太陽からのバッテリーの急速な充電は、1日2〜3時間の日光があっても、1日のエネルギーが提供されることを保証します。
• オルタネーターからの高速バッテリー充電（2〜3時間）により、曇りの日でも燃料を節約し、沈黙させることができます
• 高い過負荷容量は「存続可能性」を提供し、井戸ポンプなどの困難な負荷を開始することを可能にします
• 適切なリチウムイオン電池と制御システムのおかげで、発電所はコンパクトで耐久性があります

民家の自律電源システム

自律システムの使用は、かなりの材料費を必要とする新しい電力線の敷設よりもはるかに低コストになります。自律電源は家の所有者が完全に所有しています。定期的なメンテナンスで、長時間の運転が可能です。

独自の上下水道および暖房システムは、地元のユーティリティから完全に独立しています。電力供給の問題は解決がはるかに困難ですが、代替電源を使用した適切なアプローチでは、この問題は比較的簡単に克服できます。自律型電源にはいくつかのオプションがあり、それぞれが太陽光発電システムを含む特定の動作条件に最も適しています。
すべての自律システムには単一の動作原理がありますが、元の電源が異なります。それらを選択する際には、運用コストなど、さまざまな要素が考慮されます。たとえば、ガソリンやディーゼル発電機は常に燃料を必要とします。いわゆる永久機関に条件付きで関連する他のものは、エネルギーキャリアを必要としませんが、逆に、それら自体は太陽と風のエネルギーを変換することによって電気を生成することができます。

すべての自律型電源は、共通の構造と動作原理において、概して互いに類似しています。それぞれが3つのメインノードで構成されています。

• エネルギー変換器。太陽電池パネルまたは風力発電機で表され、太陽と風のエネルギーが電流に変換されます。それらの有効性は、太陽活動、強さ、風向など、その地域の自然条件と天候に大きく依存します。
• バッテリー。それらは、最適な天候で活発に生成される電気を蓄積する電気容器です。バッテリーの数が多いほど、蓄えられたエネルギーを使い切ることができます。計算には、1日の平均電力消費量が使用されます。
• コントローラ。生成されたエネルギーフローの分配のための制御機能を実行します。基本的に、これらのデバイスはバッテリーの状態を監視します。それらが完全に充電されると、すべてのエネルギーは直接消費者に送られます。コントローラーがバッテリーの残量が少ないことを検出すると、エネルギーが再分配されます。エネルギーは部分的に消費者に送られ、残りの部分はバッテリーの充電に費やされます。
• インバーター。直流12または24ボルトを220Vの標準電圧に変換するための装置。インバーターには異なる電力があり、同時に動作する消費者の総電力が計算されます。設備の限界での運転は急速な故障につながるため、計算時にはある程度の余裕を持たせる必要があります。

カントリーハウスにはさまざまな自律型電源があり、その既製のソリューションは、接続ケーブル、余剰電力を放電するためのバラスト、その他のコンポーネントの形でさまざまな要素によって補完されます。ユニットを正しく選択するには、各タイプの代替電源について詳しく理解する必要があります。

小規模水力発電

水エネルギーを使用する民家の自律電力-水力発電（水力）は、システムが正しく設計および設置されていれば、環境に対する環境リスクを最小限に抑えることができれば、他の種類の再生可能エネルギーよりも優れています。

原則として、必要なのは十分な水と発電機に接続された水車に流れる電流の速度を備えた川だけです。水力発電用のミニ発電所は、その規模と必要な発電能力に応じて、次のように分けられます。

1. 小規模水力発電は、この生成されたエネルギーを複数の家庭に供給するユーティリティグリッドに直接供給することにより、100kW（1kW）から1MW（メガワット）の電力を生成します。
2. ミニスケール水力発電（ミニスケール）。5kWから100kWの電力を生成し、AC電力で公共グリッドまたはスタンドアロンシステムに直接供給します。
3. マイクロスケール水力発電（マイクロスケール）、河川用EPSの国内スキームであり、スタンドアロンシステムの一部として数百ワットから5kWまでの電力を生成するDC発電機を備えています。

ミニ水力発電所（水力発電所）は、水資源の種類に応じて、次のように分類されます。

• チャネル-平野に人工貯水池がある小さな川。
• 静止-高山の川;
• 工業企業での水滴による水揚げ;
• モバイル-水の流れは強化されたデバイスを通って入ります。

ミニ水力発電所の運転には、以下のタイプのタービンが使用されます。

• 水圧>60m-バケットおよびラジアルアキシャル;
• 25〜60mの圧力で-ラジアルアキシャルおよびロータリーブレード;
• 低圧で-鉄筋コンクリート装置のプロペラと回転翼。

水力発電、ミニ水力発電システム、または小水力発電システムを使用した自律型家庭用電源は、水車またはインパルスタービンのいずれかを使用して設計できます。特定のサイトの生成可能性は、水の流れの量に依存します。これは、サイトの状態と場所、およびサイトの降雨特性に依存します。水車と水車は、移動する水から動的エネルギーを抽出し、そのエネルギーを発電機を駆動する機械的エネルギーに変換するため、小規模な水力発電スキームに最適です。

川や小川から得られる電気の最大量は、小川の特定の地点でのエネルギー量によって異なります。しかし、水車は摩擦によってタービン内部の電力が失われるため、完全ではありません。最新の水車のほとんどは効率が80〜95％で、民家のミニ発電所として使用できます。ミニ水力発電所は信頼できる原理で稼働しています。水は油圧ドライブを介してタービンブレードに作用し、電気を生成する発電機を回転させます。

プロセスは自動化システムによって制御されます。信頼性の高い自動化システムは、過負荷や故障から機器を保護します。最新の水力発電機の装置は、建設期間中の設置作業を最小限に抑え、電力で最適なエネルギー供給を生み出します。

自律電源ミニHPPは、タービンと油圧ユニットのパラメーターに完全に準拠して設計されており、必要な速度と電流を生成します。

ミニ水力発電所の利点は次のとおりです。

• 機器の環境安全;
• 1kWhの電力の低コスト。
• スキームの自律性、単純性、信頼性。
• 一次資源の無尽蔵。

ミニ水力発電所の不利な点は、国内で必要なすべての機器を生産するための材料、技術、生産基盤が弱いことです。

代替電気の種類

消費者は常に質問に基づいた選択に直面していますが、どちらが良いですか？そして、この計画は、第一に、新しいタイプの電源を取得するためのコスト、そして第二に、このデバイスがどれだけ長く機能するかを意味します。つまり、それは利益を生むのでしょうか、アイデア全体が報われるのでしょうか。それが報われるのであれば、どのくらいの期間が経過したのでしょうか。誰もまだお金の節約をキャンセルしていないとだけ言っておきましょう。

ご覧のとおり、日曜大工の電気は深刻な問題であるだけでなく、非常に高価であるため、ここには十分な質問と問題があります。

発電機

最も単純なものと同様に、このインストールから始めましょう。その単純さは、発電機を購入し、防火規制に準拠する安全な閉鎖空間に設置する必要があるという事実にあります。次に、民家の電気回路網を接続し、液体燃料（ガソリンまたはディーゼル燃料）を入れて電源を入れます。その後、あなたの家に電気が現れます。これは、発電機タンク内の燃料の存在にのみ依存します。あなたが自動燃料供給システムについて考えるならば、あなたは小さな火力発電所を手に入れます、そしてそれはあなたからの最小限の存在を必要とするでしょう。

ガソリン発電機

さらに、発電機は信頼性が高く便利な設備であり、適切に操作すればほぼ永久に機能します。しかし、一瞬があります。現在市場に出回っている発電機には2つのタイプがあります。

• ガソリン。
• ディーゼル。

どちらが良いですか？常に使用される代替エネルギー源が必要な場合は、ディーゼルを選択してください。一時的に使用する場合は、ガソリン。そして、それだけではありません。ディーゼル発電機はガソリンに比べて全体の寸法が大きく、運転中の騒音が非常に大きく、大量の煙や排気ガスを排出します。さらに、それはより高価です。

最近、天然ガスと液化ガスの両方で作動できるガス発生器が市場に登場しました。環境にやさしい優れたオプションは、設置のための特別な部屋を必要としません。たとえば、複数のガスボンベを一度に1つの発電機に接続することができます。これにより、設備に自動的に接続されます。

ガス発電機

炭化水素燃料の代替

3種類の発電機の中で、ガスが最も効率的です。しかし、燃料（液体または気体）のコストは安くはないので、最小限のお金を投資して、自分で燃料を製造する方法を考える必要があります。たとえば、バイオマスから得られるバイオガス。

ちなみに、今日生物学的と呼ばれている代替タイプのエネルギーは、ほとんどすべての代替電源に取って代わることができます。例えば：

• バイオガスは、肥料、鳥の糞、農業廃棄物などを発酵させることによって得られます。主なことは、メタンを捕獲するために使用される機器を設置することです。
• たとえば、埋め立て地のごみから、いわゆるセルロース標準が抽出されます。または、専門家がそれを呼ぶように、埋立地ガス。

IBGU-1-バイオガスプラント

• 大豆や菜種、あるいはその種子から脂肪が生成され、そこからバイオソーラー燃料を得ることができます。
• ビート、サトウキビ、トウモロコシは、バイオエタロン（バイオガソリン）の生産に使用できます。
• 科学者たちは、普通の藻が太陽エネルギーを蓄積できることを証明しました。

つまり、代替形態のエネルギーを生み出す科学的発展が数多くあります。そして、それらの多くはすでに実用化されています。たとえば、IBGU-1の設置では、1日あたり最大12立方メートルのバイオガスを肥料から得ることができます。国内の農家は科学者の仕事を高く評価しているので、この機器はすぐに売り切れてしまいます。

発電機の種類

自律バックアップ電源用の発電機を選択する際には、一連の機器のコストだけでなく、燃料の価格も考慮する必要があります。配置と操作の場所のパラメータは、規則と規制に準拠している必要があります。これも大きな投資です。

ガス発生器

ガス発生器

暖房のない部屋に置くことができます。彼らはほとんど音を立てません。液化ガスの場合、ガスタンクまたはシリンダーなどの特別な容器が必要です。小さな家の15時間の電力供給には、50リットルのボトル1本で十分です。主ガスを使用する場合は、室内の排気を適切に換気する必要があります。施設を接続するための文書のパッケージを作成し、ガスサービスと調整します。

ガソリン発電機

ガソリン発電機DDEGG3300P

利点：氷点下の温度で作業できること、燃料の入手可能性。彼らは5〜7時間の作業のための運動資源を持っており、その後1時間の休憩が必要です。自動化は基本パッケージに含まれていません。購入してインストールし、個別に構成する必要があります。運転許可は必要ありません。

ディーゼル発電機

どんな気象条件でも働くことができます。経済的-燃料消費量はガソリンの1.5分の1です。運転時間-燃料タンクの容量に応じて、6〜15時間。短所：ガソリンと比較して、騒音、排気ガス、高価なメンテナンス。凍るような日に始めるには、暖かい部屋に燃料を蓄える必要があります。

型破りな電源

自家製風力発電機のスキーム

これらには、風が絶えず吹いている場所でのみ機能する風力発電機が含まれます。地球の腸からの温水を使用する地熱設備。しかし、そのような水はミネラルと毒素で飽和しています。オープンソースにマージすることはできません。

ソーラーパネル

ソーラーパネルの助けを借りてカントリーハウスのバックアップ電源は高価ですが、問題の良い解決策です。機器は環境に優しく、静かです。キットは、モジュール、コントローラー、インバーターユニット、バッテリーで構成されています。欠点は価格が高いことです。

異なるバックアップ電源を組み合わせて使用​​するためのオプションが可能です。