В условиях удаленности от централизованной системы электроснабжения (на даче, за городом) необходимость в поиске подходящего источника электрической энергии приводит к рассмотрению вариантов постройки электростанции своими руками. Чаще всего при этом рассматриваются проекты экологических электростанций, источником энергии которых являются природные факторы. К таким электростанциям относят ветряные, солнечные и водяные. Предлагаемые в продаже подобные агрегаты, как правило, имеют слишком высокую стоимость и не всегда удовлетворяют требованиям конкретной ситуации со стороны потребителей электроэнергии.

Немаловажным минусом покупных электростанций является необходимость единовременно затратить довольно значительные денежные средства, что не всегда реализуемо. В то же время электростанция своими руками – это проект, который можно создавать постепенно, затраты на него растягиваются во времени, а результат от ее работы можно ощутить с проверкой на практических примерах. Важно понимать, что каким бы ни был источник энергии (солнце, ветер или вода), самодельная электростанция в любом случае должна иметь в своем составе аккумуляторный накопитель электрической энергии и электронную систему, управляющую работой электроэнергетического комплекса.

Ветряная электростанция для дома своими руками

Для того, чтобы создать ветряную электростанцию своими руками, необходимо сконструировать ветродвигательную установку, присоединить к ней электрический генератор и подключить его выход к системе управления накоплением и расходованием электроэнергии. В качестве ветродвигательной установки чаще всего рассматривают варианты с горизонтальным и вертикальным вращением ротора ветряной электростанции. Конструктивно вариант вертикальной оси вращения ротора представляется более реализуемым из-за простоты конструкции. Она представляет собой вал, на котором крепятся параллельные ему лопасти.

Каждая лопасть – это кусок листового материала (сталь, дюралюминий, многослойная лакированная фанера и т.п.), изогнутый по дуге так, что бы получилось подобие крыла. Оно имеет прямоугольную форму и крепится к валу длинной стороной параллельно оси его вращения. На валу может быть несколько таких лопастей. В более сложных конструкциях ветровых электростанций предусматривается механизм изменения углового положения лопастей. Это позволяет регулировать воздушное сопротивление агрегата и минимизировать его в случае возникновения слишком сильного ветра (чтобы избежать разрушения конструкции).

Солнечная электростанция для дома своими руками

Конструкция самодельньной солнечной электростанции, построенной своими руками, представляет собой сочетание самодельной солнечной батареи и системы накопления и расходования электроэнергии. В такой электростанции наиболее дорогостоящей частью является набор солнечных элементов, которые необходимо поместить в защитный поддон. После соединения солнечной панели с аккумулирующей системой остается правильно установить и ориентировать фотопанели.

В некоторых конструкциях солнечных панелей для этого предусматриваются специальные стойки, позволяющие регулировать угол наклона панели и фиксировать азимутальную ее ориентацию. Это позволяет обеспечить максимальность количества получаемой электроэнергии в зависимости от положения солнца.

Водяная электростанция своими руками

БКак и в варианте ветряного энергоагрегата, в состав гидроэлектростанции входит лопастная установка, электрогенератор и конструкция, объединяющая все эти устройства в одну систему. В качестве электрогенератора можно использовать соответствующий узел от легкового или грузового автомобиля в комплексе с его электрической обвязкой.

Электростанция своими руками, видео

Электростанция своими руками. Ветряная электростанция своими руками. Солнечные электростанции своими руками. Ветровая электростанция своими руками. Электростанции для дома своими руками. Как сделать электростанцию своими руками? Видео электростанции своими руками. Домашняя электростанция своими руками. Водяная электростанция своими руками. Самодельные электростанции. Самодельные ветровые электростанции. Самодельные ветряные электростанции. Видео самодельной электростанции. Самодельная водяная электростанция.

Автономное электроснабжение - миниэлектростанция для частного дома

Современный человек не представляет свое существование без электроэнергии. Вся бытовая техника нуждаются в подключении к электросети. Живя в квартире, с этим нет проблем, но проживая в коттедже или частном доме, не всегда есть возможность подключения к общей системе электроэнергии. Поэтому хозяину необходимо иметь миниэлектростанцию для частного дома. Еще ее называют генератором. Радует многообразие моделей, представленных производителями. Все отличаются характеристиками и ценами.

Какие бывают миниэлектроснатции?

Для того чтобы правильно выбрать электростанцию для частного дома, нужно определиться, какой вид оптимально подходит для ваших задач. Существует четыре вида миниэлектростанций:

Портативные, работающие на бензине;
Портативные, работающие на дизеле;
Стационарные, работающие на дизеле;
Генераторы, работающие на газе.

Портативные миниэлектростанции, работающие на бензине, представлены небольшого размера агрегатом, который запускается в ручную.

Здесь нет системы охлаждения двигателя, работать он может от 500 до 1500 часов. Используют данную электростанцию чаще в быту и ее самое главное достоинство в дешевизне.

Автономное электроснабжение частного дома с помощью портативных дизельных генераторов имеет небольшие размеры, но используется в производстве. Данный вид устройства самостоятельно запускается в работу и имеет вес 200-300 кг. Стационарные генераторы, работающие с помощью дизеля, имеют отличие в большом размере и высокой мощности.

Данные аппараты прекрасно подойдут и для огромного особняка, и для целого производства. Самые главные достоинства это то, что их легко использовать, они долговечные и нешумные. Очень много моделей существует с различными встроенными функциями.

Электростанции для частного дома, которые функционируют на газе, являются очень качественными и мощными.

Они легко могут обеспечить абсолютно любой объект подачей бесперебойного напряжения. Весят такие генераторы не больше 80 кг, но работают они намного дольше и эффективнее.

А если использовать магистральный газ, можно существенно сэкономить.

Преимущества миниэлектростанций

Достоинства генераторов помогут вам определиться с покупкой быстрее. Преимущества миниэлектростанций для частных домов:

То, что двигатель запускается автоматически, позволяет пользоваться генератором автономно;
От того, какое количество топлива залито, зависит и время работы;
Разная стоимость. Цена формируется на основании стоимости генератора. Можно приобрести миниэлектростанцию от 5000 рублей.
Если в установке мощный генератор (5-6 кВт), можно подключить большой дом.

Владея этой информацией об электростанциях для частных домах, можно отправиться их покупать.

Покупка миниэлектростанции

Приобретая электростанцию для частного дома необходимо учесть следующие нюансы:

Для выбора правильной мощности миниэлектростанции для частного дома нужно просчитать необходимое количество электроэнергии для всех нужд.

Но еще нужно не забыть о резерве мощностей, как правило, он равен 10-20%. Электростанции могут быть трехфазными и однофазными.

Сейчас при производстве больше используют однофазную систему, а трехфазная – уже устарела.

Управление данными аппаратами осуществляется автоматически, вручную или электростартером. Лучше для автономного электроснабжения частных домов приобретать генераторы, которыми можно управлять без человеческого вмешательства. Настройки каждого аппарата являются индивидуальными и зависят от модели, производителя.

Расчет мощности и условия эксплуатации миниэлектростанций

Расчет мощности напрямую зависит от того, какую технику необходимо подключать к миниэлектростанции для частного дома. Приведем показатели для примерного расчета мощности:

Освещение дома, телевизор – 0,7 кВт;
Освещение помещения, телевизор, компьютер – 1,3 кВт;
Освещение здания, телевизор, компьютер, микроволновка, утюг – 2 кВт;
Освещение помещения, телевизор, компьютер, микроволновка, утюг, пылесос, электроинструмент – более 3 кВт.

Электростанцию для частного дома лучше всего разместить в отдельной комнате, где вы сможете обеспечить защиту от влаги.

Кое-какие модели сразу оснащены необходимой степенью защиты и могут работать во влажную погоду.

Помещение для автономного электроснабжения частного дома должно иметь в обязательном порядке вытяжку, вентиляцию, автоматический огнетушитель.

Электростанция для частного дома

Миниэлектростанция обеспечит ваш частный дом важнейшим современным элементом жизни – электроэнергией. Как выбрать данное устройство, вы сможете узнать у нас на сайте.

Что такое домашняя электростанция и как правильно ее выбрать

Стоимость киловатт-часа элекроэнергии, полученной с помощью такого агрегата, варьируется от 70 коп. до 5-6 грн.

Недавняя непогода в Одесской области, когда обесточенными оказались более двух с половиной сотен населенных пунктов, послужила для владельцев собственных домов весомым поводом всерьез задуматься о приобретении качественной системы аварийного электроснабжения.

Впрочем, причин обзавестись домашней электростанцией хоть отбавляй. Вспомнить хотя бы обильные снегопады в конце марта, когда многим украинским семьям пришлось неделю и даже дольше обходиться без таких привычных благ, как освещение, холодильник, интернет и телевизор. А ведь от наличия электричества во многих домах зависит еще и подача воды, и обогрев жилья.

Мы решили выяснить, как подобрать домашнюю электростанцию, чтобы в случае аварийного отключения электричества не оказаться лишенными привычного комфорта и уюта.

Домашняя электростанция - агрегат, состоящий из двигателя внутреннего сгорания, вращаемого им генератора тока и некоторых элементов вроде бака для горючего. Двигатели могут быть от одноцилиндрового двухтактного (аналогичного тем, что работают в бензопилах и бензиновых газонокосилках) до четырехтактного многоцилиндрового (самое большое число цилиндров, которое нам встречалось в описаниях - 12), да еще и с водяным охлаждением.

Двигатели требуют заботы и периодического обслуживания - своевременной замены масла, смены бензина при длительном простое, возни со свечами и т. д. Так что приобретение электростанции - это не только денежные расходы, но и дополнительные хлопоты.

Предназначен агрегат для выдачи напряжения 220-230 В со стандартной частотой 50 Гц при максимальной силе тока в диапазоне 4-40 А. Есть модели, которые могут вырабатывать и трехфазное напряжение до 400 В. Возможны варианты с выходом для зарядки аккумуляторов автомобиля - постоянный ток с напряжением 12 В.

С чего же начать выбор? Менеджер отдела электростанций НТТ “Энергия” Иван Баштовый советует в первую очередь ответить себе на три вопроса:

1. Как часто и как надолго у вас отключают электричество?

2. Какое электрооборудование должно работать во время отключения центрального электроснабжения и как долго (постоянно или эпизодически)?

3. Насколько мы сами хотим участвовать в процессе запуска и отключения резервной электростанции? Может, нам больше по душе автоматический вариант?

Ответ на первые два вопроса позволяет четко определить, насколько долгую непрерывную работу должен обеспечивать генератор и какую мощность при этом выдавать. Дело в том, что подавляющее большинство портативных электростанций не могут работать сутками без перерыва: отработав некоторое количество часов (сколько точно - зависит от модели), они должны за некоторые время остыть. Есть мощные стационарные генераторы с жидкостным охлаждением, которые могут работать без остановки хоть неделю. Но и стоят они недешево. Чтобы выбрать электростанцию, нужно понимать, насколько актуален вопрос экономии потребления топлива агрегатом. Одно дело, если электричество отключают раз в пятилетку на несколько часов. В этом случае можно просто проигнорировать стоимость тех 4-5 литров бензина, которые съест генератор. И совсем другое дело, когда речь идет о десятках часов работы.

В первую очередь цена зависит от мощности станции (при прочих равных условиях). Бензиновые как минимум раза в полтора (а то и в два-три) дешевле дизельных аналогичной мощности и уровня качества. Газовые агрегаты по цене находятся где-то посередине.

Что касается метода пуска, то самые доступные - с ручным, потом идут с электростартером. Хорошая европейская автоматика удорожает систему как минимум на 7 тыс. грн.

Самые дешевые на рынке - китайские агрегаты. Чуть дороже - украинские, турецкие и российские. За ними идут французские и итальянские машины, потом - немецкие. Японская техника по стоимости примерно соответствует европейской. Конечно, чем известнее производитель, тем выше цены.

Рассмотрим бензиновые станции с ручным пуском номинальной мощностью 2-2,3 кВт. Китайские изделия такого типа стоят от 1800 грн. Стоимость аналогичных агрегатов украинского производства - не менее 2700 грн, турецкого (довольно известного производителя) - от 3800. Станции относительно малоизвестных производителей из Германии и Франции можно купить от 3000 грн, у компаний с именем стартуют с 4500 грн. Всемирно известный японский производитель мотоциклов предлагает на нашем рынке электростанции от 7000 гривен, а менее известная компания из той же Японии - всего за 5000.

Теперь возьмем те же бензиновые станции, но с номинальной мощностью около 4 кВт. “Китайцы” стоят до 2400 грн, “турки” - до 4800. Немецкие и французские станции известных производителей - соответственно, от 8800 и 8500 грн. Японский же “брат мотоцикла” мощностью в 4 кВт тянет уже на 12000 грн.

Где установить электростанцию

К выбору места для размещения электростанции нужно подходить очень тщательно. Систему, работающую на дизеле, лучше установить в отапливаемом или хотя бы не промерзающем зимой помещении, ведь тогда она даже в лютые морозы заведется без каких-либо проблем. Кроме того, “под крышей дома твоего” можно размещать недорогую и никак не защищенную от непогоды технику. В таком случае, чтобы ее запустить (в случае отсутствия автоматики), не нужно будет выходить на улицу в ливень и грозу.

НЕДОСТАТКИ. Самый очевидный - шум в доме. Как указывает директор компании VIR-Electric Александр Панасенко, совершенно герметичную выхлопную систему сделать можно, но сложно. Квалифицированный специалист, конечно же, смонтирует все, как надо, но порой ведь и на старуху бывает проруха. Случаи, когда где-то что-то сорвет и помещение быстро наполнится выхлопными газами, чрезвычайно редки, но все-таки встречаются.

Кстати, если вы устанавливаете систему сами, без участия “фирменного” специалиста либо с помощью местных умельцев, не забудьте, что выброс выхлопных газов наружу лучше делать при помощи как можно более короткой и широкой трубы, дабы мощность двигателя не тратилась еще и на удаление “отходов жизнедеятельности”. Из этого, впрочем, следует, что выхлопная система будет открываться непосредственно у стены вашего дома. Поэтому, прежде чем приступать к монтажу системы, проведите небольшой эксперимент. В том месте, где вы планируете вывести выхлопную трубу, поставьте бензиновую газонокосилку и запустите ее двигатель. После этого походите по дому и проанализируйте, попадают ли в него выхлопные газы. Конечно, если отключения электричества достаточно редки, то иногда можно мириться и с подобными неудобствами. Кроме того, не стоит забывать, что солярка и бензин, которыми вы будете заправлять станцию (если, конечно, агрегат работает не на газу), оставляют резкий неприятный запах.

Как правило, домашние электростанции - техника вполне безопасная. Но тем не менее лучше не курить рядом с ней, избегать открытого огня. Да и огнетушитель рядом с агрегатом лишним не будет.

Если вы используете открытую станцию с воздушным охлаждением, нужно обеспечить принудительную подачу и отвод воздуха, то есть сделать приточно-вытяжную вентиляцию.

РАЗМЕРЫ. Помещение, в котором находится генератор, не может быть маленьким. “Бывает, люди строят помещения для генератора размером с туалет в хрущевке, - рассказывает Александр Панасенко. - Температура же выхлопа генератора - 250-300 градусов. Поэтому глушитель и выпускной коллектор играют роль отопительного прибора. Так что летом минут за 40 маленькая комната превращается в сауну”. А техника не любит перегрева.

Так что во многих отношениях лучше размещать станцию не в доме, а где-нибудь на свежем воздухе. Для этого агрегат должен быть защищен от воздействия внешней среды специальным кожухом. Правда, такой элемент может удорожить станцию на 10-20 тыс. грн. При этом над станциями с кожухом все равно рекомендуют сооружать еще и навес, дабы уберечь агрегат от влаги.

Кстати, плюс “одетой” станции еще и в том, что шумит она намного меньше “голой”.

Если уж подходить к вопросу совсем основательно, то для станции можно соорудить отдельное помещение на некотором отдалении от самого дома.

Но можно принять и диаметрально противоположную позицию. Как посоветовали нам в одном из сельских магазинов, вообще не стоит утруждаться, выбирая для генератора какую-то стационарную позицию. Пропало электричество - вытащил агрегат во двор (желательно так, чтобы ветер дул со стороны дома), бросил удлинитель, завел - и всех делов! Конечно, если перебои с электроснабжением случаются редко и ненадолго, то можно обойтись и так. Впрочем, бензиновая станция даже со скромной номинальной мощностью в 2 кВт и баком емкостью в 20 литров весит все-таки 60 кг. Не слишком-то натаскаешься.

Трудно не упомянуть китайские станции, ставшие уже притчей во языцех. Хотя в Китае производят и качественную технику, но зачастую одношение к товарам из Поднебесной негативное. Даже продавцы этой техники признают, что приобрести китайский агрегат - все равно, что в лотерею сыграть. Участие в этой лотерее относительно дешевое, и если повезет, то станция будет прекрасно работать годами, если не десятилетиями. Не повезет - сломается очень быстро.

Одна из типичных проблем - низкая культура сборки. Александр Панасенко рассказывает, что изредка при разборке нового китайского генератора обнаруживается отсутствие даже колец на поршнях и тому подобные дикие огрехи. Иногда разборка показывает использование, например, пластиковых шестерен, работающих в сцепке с металлическими (понятно, что такое чудо сломается довольно быстро).

Есть и недочеты системного характера. Иван Баштовый указывает, что, как правило, в китайских агрегатах на заявленную мощность объем двигателя меньше, чем у европейского производителя. За счет этого и его мощность меньше. Поэтому агрегат работает более напряженно, его ресурс ниже.

У европейских производителей с контролем качества гораздо строже. Впрочем, как показывает практика, и под европейским брендом иногда могут предлагать все тот же китайский товар.

Так как же оценить качество модели? Александр Панасенко предлагает два варианта. Первый - найти специалиста, который вызывает доверие и положиться на его мнение. Второй - собрать отзывы знакомых, уже какое-то время эксплуатирующих подобные станции.

Третий - обратиться к одному из нескольких прославленных брендов с заслуженной годами безупречной репутацией. Но в этом случае придется платить больше: за их имя и ваше спокойствие.

Электростанция может работать на бензине, дизельном топливе, природном (магистральном) газе, а также на пропан-бутане (газ из баллонов).

Самый экономичный вариант - природный газ. Согласно прикидкам Ивана Баштового, если учитывать только расходы на топливо, киловатт-час электроэнергии, выработанный такой станцией, будет обходиться в 50-70 коп. Генератор, работающий на баллонном газе, даст электроэнергию уже примерно по 3 грн за киловатт-час. Чуть дороже - начиная от 3-4 гривен за кВтч - будет обходиться “дизельное” электричество. И самое дорогое удовольствие - как минимум по 5-6 грн - это киловатт-часы, выработанные генератором, работающим на бензине.

Но все эти оценки очень приблизительные: реальный расход топлива и, соответственно, стоимость электроэнергии для каждой конкретной модели могут сильно отличаться. Потребление горючего можно узнать у производителя или продавца агрегата.

С точки зрения экологичности лучшие - “газовые” станции, они самые безопасные для окружающей среды. Но подключиться к магистральному газопроводу можно только с “благословения” местной газовой конторы. Для чего как минимум нужно готовить добротный проект. Это дело хлопотное, которое к тому же может удорожить приобретение резервной электростанции на несколько тысяч гривен. Да и доступ к газопроводам есть далеко не у каждого домовладельца.

Еще один параметр, по которому можно сравнивать станции на различном топливе, - пожаробезопасность. Сразу скажем, что, по утверждению специалистов, случаев самовозгорания качественных станций, да еще и правильно подключенных, не наблюдалось. Но с некачественными генераторами, особенно после вмешательства местных умельцев или при нарушении правил эксплуатации, какие-то неприятности изредка случаются.

Итак, наименее рисковые в пожарном плане - дизельные станции. Дальше идут бензиновые, а за ними - газовые. Хотя, по мнению Ивана Баштового, если монтажом занимаются квалифицированные специалисты, то и газовый агрегат совершенно безопасен.

И еще один нюанс - легкость запуска. Дизельный двигатель заводится с меньшей охотой, чем бензиновый, особенно при низких температурах. Дешевый китайский дизель может отказаться запуститься уже при -10 °С.

Что такое домашняя электростанция и как правильно ее выбрать - Стиль - Стоимость киловатт-часа элекроэнергии, полученной с помощью такого агрегата, варьируется от 70 коп

Недавняя непогода в Одесской области, когда обесточенными оказались более двух с половиной сотен населенных пунктов, послужила для владельцев…

Принцип работы теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) основан на уникальном свойстве водяного пара – быть теплоносителем. В разогретом состоянии, находясь под давлением, он превращается в мощный источник энергии, приводящий в движение турбины теплоэлектростанций (ТЭС) — наследие такой уже далекой эпохи пара.

Первая тепловая электростанция была построена в Нью-Йорке на Перл-Стрит (Манхэттен) в 1882 году. Родиной первой российской тепловой станции, спустя год, стал Санкт-Петербург. Как это ни странно, но даже в наш век высоких технологий ТЭС так и не нашлось полноценной замены: их доля в мировой энергетике составляет более 60 %.

И этому есть простое объяснение, в котором заключены достоинства и недостатки тепловой энергетики. Ее «кровь» — органическое топливо – уголь, мазут, горючие сланцы, торф и природный газ по-прежнему относительно доступны, а их запасы достаточно велики.

Большим минусом является то, что продукты сжигания топлива причиняют серьезный вред окружающей среде. Да и природная кладовая однажды окончательно истощится, и тысячи ТЭС превратятся в ржавеющие «памятники» нашей цивилизации.

Принцип работы

Для начала стоит определиться с терминами «ТЭЦ» и «ТЭС». Говоря понятным языком – они родные сестры. «Чистая» теплоэлектростанция – ТЭС рассчитана исключительно на производство электроэнергии. Ее другое название «конденсационная электростанция» – КЭС.

Теплоэлектроцентраль – ТЭЦ — разновидность ТЭС. Она, помимо генерации электроэнергии, осуществляет подачу горячей воды в центральную систему отопления и для бытовых нужд.

Схема работы ТЭЦ достаточно проста. В топку одновременно поступают топливо и разогретый воздух — окислитель. Наиболее распространенное топливо на российских ТЭЦ – измельченный уголь. Тепло от сгорания угольной пыли превращает воду, поступающую в котел в пар, который затем под давлением подается на паровую турбину. Мощный поток пара заставляет ее вращаться, приводя в движение ротор генератора, который преобразует механическую энергию в электрическую.

Далее пар, уже значительно утративший свои первоначальные показатели – температуру и давление – попадает в конденсатор, где после холодного «водяного душа» он опять становится водой. Затем конденсатный насос перекачивает ее в регенеративные нагреватели и далее — в деаэратор. Там вода освобождается от газов – кислорода и СО 2 , которые могут вызвать коррозию. После этого вода вновь подогревается от пара и подается обратно в котел.

Теплоснабжение

Вторая, не менее важная функция ТЭЦ – обеспечение горячей водой (паром), предназначенной для систем центрального отопления близлежащих населенных пунктов и бытового использования. В специальных подогревателях холодная вода нагревается до 70 градусов летом и 120 градусов зимой, после чего сетевыми насосами подается в общую камеру смешивания и далее по системе тепломагистралей поступает к потребителям. Запасы воды на ТЭЦ постоянно пополняются.

Как работают ТЭС на газе

По сравнению с угольными ТЭЦ, ТЭС, где установлены газотурбинные установки, намного более компактны и экологичны. Достаточно сказать, что такой станции не нужен паровой котел. Газотурбинная установка – это по сути тот же турбореактивный авиадвигатель, где, в отличие от него, реактивная струя не выбрасывается в атмосферу, а вращает ротор генератора. При этом выбросы продуктов сгорания минимальны.

Новые технологии сжигания угля

КПД современных ТЭЦ ограничен 34 %. Абсолютное большинство тепловых электростанций до сих пор работают на угле, что объясняется весьма просто — запасы угля на Земле по-прежнему громадны, поэтому доля ТЭС в общем объеме выработанной электроэнергии составляет около 25 %.

Процесс сжигания угля многие десятилетия остается практически неизменным. Однако и сюда пришли новые технологии.

Особенность данного метода состоит в том, что вместо воздуха в качестве окислителя при сжигании угольной пыли используется выделенный из воздуха чистый кислород. В результате, из дымовых газов удаляется вредная примесь – NОx. Остальные вредные примеси отфильтровываются в процессе нескольких ступеней очистки. Оставшийся на выходе СО 2 закачивается в емкости под большим давлением и подлежит захоронению на глубине до 1 км.

Метод «oxyfuel capture»

Здесь также при сжигании угля в качестве окислителя используется чистый кислород. Только в отличие от предыдущего метода в момент сгорания образуется пар, приводящий турбину во вращение. Затем из дымовых газов удаляются зола и оксиды серы, производится охлаждение и конденсация. Оставшийся углекислый газ под давлением 70 атмосфер переводится в жидкое состояние и помещается под землю.

Метод «pre-combustion»

Уголь сжигается в «обычном» режиме – в котле в смеси с воздухом. После этого удаляется зола и SO 2 – оксид серы. Далее происходит удаление СО 2 с помощью специального жидкого абсорбента, после чего он утилизируется путем захоронения.

Пятерка самых мощных теплоэлектростанций мира

Первенство принадлежит китайской ТЭС Tuoketuo мощностью 6600 МВт (5 эн/бл. х 1200 МВт), занимающей площадь 2,5 кв. км. За ней следует ее «соотечественница» — Тайчжунская ТЭС мощностью 5824 МВт. Тройку лидеров замыкает крупнейшая в России Сургутская ГРЭС-2 – 5597,1 МВт. На четвертом месте польская Белхатувская ТЭС – 5354 МВт, и пятая – Futtsu CCGT Power Plant (Япония) – газовая ТЭС мощностью 5040 МВт.

Делаем ветроэлектростанцию своими руками у себя в частном доме. Ознакомимся с уже существующими промышленными аналогами на рынке и с работами народных умельцев.

Человечество на протяжении всего своего развития не перестает искать дешевые возобновляемые источники энергии, которые могли бы решить многие проблемы энергообеспечения. Одним из таких источников является энергия ветра, для преобразования которой в электрическую энергию, разработаны ветровые энергетические установки (ВЭУ), или, как их чаще называют, ветряные электростанции.

Любому человеку, особенно имеющему частный или загородный дом, хотелось бы иметь свой ветрогенератор, обеспечивающий жилье недорогой электрической энергией. Препятствием этому служит высокая стоимость промышленных образцов ВЭУ и, соответственно, слишком большой срок окупаемости для отдельно взятого владельца жилья, делающий его приобретение невыгодным. Одним из выходов может служить изготовление ветряной электростанции своими руками, позволяющее не только снизить общие затраты на ее приобретение, но и распределить эти затраты на некоторый срок, так как работа осуществляется в течение довольно длительного времени.

Для того чтобы сделать ветряную электростанцию, необходимо определить, позволяют ли погодные условия использовать ветровую энергию в качестве постоянного источника энергии. Ведь, если ветер для вашей местности редкость, вряд ли стоит начинать строительство самодельной ветряной электростанции. Если же с ветром все обстоит благополучно, желательно узнать общие климатические характеристики и, в частности, скорость ветра, с распределением ее по времени. Знание скорости ветра позволит правильно выбрать и сделать своими руками конструкцию ветряной электростанции.

Виды

Ветроэлектростанция своими руками классифицируется по расположению оси вращения и бывают:

с горизонтальным расположением;
с вертикальным расположением.

Установки с горизонтальным расположением оси называются установками пропеллерного типа и имеют самое широкое распространение в связи с высоким коэффициентом полезного действия. Недостатком этих установок является их более сложная конструкция, затрудняющая самодельные варианты изготовления, необходимость применения механизма следования направлению ветра и большая зависимость работы от скорости ветра — как правило, при малых скоростях эти установки не работают.

Более просты, неприхотливы и мало зависимы от скорости и направления ветра установки с вертикальным расположением рабочего вала — ортогональные с ротором Дарье и карусельные с ротором Савониуса. Недостатком их является весьма малый КПД, составляющий порядка 15%.

Недостатком обеих типов самодельной ветряной электростанции является низкое качество вырабатываемой электроэнергии, требующее дорогостоящих вариантов компенсации этого качества — стабилизирующих устройств, аккумуляторов, электрических преобразователей. В чистом виде электроэнергия пригодна только для использования в активной бытовой нагрузке — лампах накаливания и простых нагревательных устройствах. Для питания бытовой техники электроэнергия такого качества не пригодна.

Конструктивные элементы

Конструктивно, независимо от расположения оси, самодельная полноценная ветряная электростанция должна состоять из следующих элементов:

ветряной двигатель;
устройство для ориентирования ветряного двигателя по направлению ветра;
редуктор или мультипликатор для передачи вращения от ветряного двигателя к генератору;
генератор постоянного тока;
зарядное устройство;
аккумуляторная батарея для накопления электроэнергии;
инвертор для преобразования постоянного тока в переменный.

Особенности выбора источника тока

Одним из сложных элементов ветряной электростанции является генератор. Наиболее подходящим для изготовления своими руками является электродвигатель постоянного тока с рабочим напряжением 60-100 вольт. Этот вариант не требует переделки и способен работать с аппаратурой для зарядки автомобильной батареи.

Применение автомобильного источника напряжения затруднено тем, что его номинальная частота вращения составляет порядка 1800-2500 об/мин, а такую частоту вращения при прямом соединении не сможет обеспечить ни одна конструкция ветряного двигателя. В этом случае в составе установки необходимо предусмотреть редуктор или мультипликатор подходящей конструкции для увеличения частоты вращения в необходимых размерах. Скорее всего, этот параметр придется подбирать экспериментальным путем.

Возможным вариантом может стать реконструированный асинхронный двигатель с использованием неодимовых магнитов, но этот способ требует сложных расчетов и токарных работ, что зачастую не приемлет самодельная работа. Имеется вариант с межфазным подключением к обмоткам электродвигателя конденсаторов, емкость которых рассчитывается в зависимости от его мощности.

Изготовление

Учитывая то, что эффективность электростанции с горизонтальной осью имеет лучшие показатели эффективности, а бесперебойность подачи электроэнергии предполагается обеспечивать с помощью накопления энергии в аккумуляторной батарее, предпочтительнее для изготовления своими руками является именно такой вид ВЭУ, который мы и рассмотрим в рамках данной статьи.

Для того что бы сделать такую электростанцию своими руками понадобится следующий инструмент:

сварочный аппарат электродуговой сварки;
набор гаечных ключей;
набор сверл по металлу;
электродрель;
ножовка по металлу или УШМ с отрезным диском;
болты диаметром 6 мм с гайками для крепления лопастей к шкиву и алюминиевого листа к квадратной трубе.

Для изготовления ветряной электростанции своими руками потребуются следующие материалы:

пластиковая труба 150 мм длиной 600 мм;
лист алюминия размером 300х300 мм и толщиной 2,0 — 2,5 мм;
металлическая квадратная труба 80х40 мм и длиной 1,0 м;
труба диаметром 25 мм и длиной 300 мм;
труба диаметром 32 мм и длиной 4000-6000 мм;
медный провод длиной, достаточной для соединения электродвигателя, находящегося на мачте длиной 6 м, и нагрузки, которую будет питать этот источник тока;
электродвигатель постоянного тока 500 об/мин;
шкив для двигателя диаметром 120-150 мм;
аккумуляторная батарея 12 вольт;
автомобильное зарядное реле аккумулятора;
инвертор 12/220 вольт.

Процесс изготовления своими руками производится в следующем порядке:

Далее, в процессе работы установки, возможно, придется сделать другими размеры и конфигурацию лопастей, передаточное отношение между ветряным двигателем и генератором — каждый ветрогенератор, изготовленный своими руками, индивидуален в силу использования различных компонентов и условий ветрообразования. Первоначально ветряную электростанцию рекомендуют изготавливать небольшой мощности, на которой можно отработать полученную информацию не вкладывая большое количество средств.

Областные власти вознамерились в ближайшие три года возвести на Среднем Урале 60 новых электростанций. А может и больше. Правда, сами эти станции будут ну совсем маленькие. Некоторые по мегаватту (1 МВт), а какие-то даже меньше – по 200 киловатт (200 кВт). Суммарная мощность всех их вряд ли превысит 200 МВт… В общем, область решила развивать мини- и микроэнергетику.
Интерес властей к малой генерации понятен. Урал уже фактически стал энергодефицитным регионом. И сегодня поздно кидаться строить новые энергоблоки стандартного размера (от 1000 МВт). Пока парочка таких завертится – экономика региона уже придет в негодность. Остается надеяться только на энергосбережение и малую генерацию, которую можно вводить в строй гораздо быстрее. Поэтому несколько дней назад губернатор подписал постановление №313, согласно которому, бюджет области будет ежегодно выделять по 50 млн. руб. кредитов муниципалитетам и компаниям, решившим строить собственные миниэлектростанции.
Если учесть, что сегодня один простенький энергоблок мощностью 1 МВт стоит $350-1000 тыс. то можно посчитать, что на областные деньги каждый год можно будет водить блоки суммарной мощностью 2-5 МВт. Это смехотворно мало, столько потребляют несколько многоэтажек. Поэтому, единственный способ реально развивать малую энергетику – это сделать этот сектор привлекательным для бизнеса.
Рассуждая о региональной энергетике, профессор кафедры систем управления энергетикой УГТУ-УПИ Борис Ратников, недавно сказал, что, по его мнению, если капвложения на ввод 1 МВт мощности будут не выше $400 тыс., то вложения в малую энергетику будут окупаться 1-2 года. И при таких условиях инвестор придет в этот бизнес. И даже если потребуются в полтора раза большие затраты, то интерес частного капитала сохранится.

Нелегальные электроны

Тем не менее, миниэлектростанции, на территории Свердловской области, сегодня можно пересчитать по пальцам. Причем, почти все из них являются не коммерческими проектами, а способом «поддержки штанов» достаточно крупных промпредприятий. Если некий завод начинает ощущать нехватку тепла или электричества, он просто ставит у себя на площадке газопоршневой или газотурбинный энергоблок, подключает его к газовой трубе и использует «собственную» энергию параллельно с той, что закупает у энергетиков (или в периоды пиковых нагрузок). О продаже на сторону избытков электроэнергии, как правило, и речи не идет. Если же у владельцев блока такая мысль появляется, то реализовать ее получается далеко не всегда. Эту энергию не выпускают владельцы электрических сетей. Точнее, не пускают ее в свои сети. Уже были случаи, когда промышленники перегоняли электроны сторонним потребителям по сетям местной сетевой компании нелегально (сформулировано не по науке, но, в общем, суть, надеюсь, ясна).
Предприятия, для которых энергетический бизнес не главный, еще могут мириться с таким положением вещей. Но что делать компаниям, целенаправленно развивающим генерацию?
Еще два года назад компания “ГТ ТЭЦ-Энерго” запустила в городе Реже две газотурбинные установки, общей мощностью 12 МВт. А после этого потратила больше года на то, чтобы подключится к региональным электросетям. Когда же разногласия с владельцем сетей – “Свердловэнерго” – были в основном решены, встал вопрос о покупателе энергии. Областная сбытовая компания “Свердловэнергосбыт” не выразила особого желания возиться со считанными мегаваттами из Режа. Хорошо, что как раз в это время на контакт с “ГТ ТЭЦ-Энерго” вышел независимый сбытовик “Энергоджинн”, который фактически и вывел энергию компании на рынок и обеспечил ей сбыт. После этого, кстати, “Энергоджинн” выводил на рынок 16 МВт, вырабатываемые компанией “Газтурбосервис”, имеющей пару газотурбинных установок на территории Тюменского моторостроительного завода. Причем там процесс проходил даже более драматично. Сетевики пустили эту энергию в сеть, только после угрозы судебного иска.
Начальник отдела энерго- и ресурсосбережения министерства промышленности, энергетики и науки Свердловской области Николай Смирнов уверен, что, несмотря на то, что по закону сети обязаны принимать энергию от независимой генерации, но они этому будут препятствовать, даже в ходе реализации областной программы. То есть, владельцам малых электростанций раньше или позже придется прошибать лбом дорогу для своих электронов. Правда, Николай Смирнов, заметил, что в ряде случаев запреты сетевиков обоснованны. Энергия от малой генерации часто просто не соответствует стандартам по качеству (частота, стабильность напряжения и т.д., всего 84 критерия).

Так почем кило электричества?

Представители “классической” энергетики, достаточно осторожно, если не сказать – скептически – оценивают перспективу энергетики малой. Например, первый заместитель исполнительного директора по экономике и финансам ОАО «Свердловэнергосбыт» Борис Бокарев считает, что малая генерация в принципе не способна конкурировать с «нормальной» по ценам: «На оптовом рынке мы покупаем один киловатт за 55-60 копеек, а у малой энергетики этот же киловатт будет стоить 80 копеек» (речь, по-видимому, идет об энергии высокого напряжения, которая “по физике” стоит дешевле, чем низкого). Похожих воззрений придерживается генеральный директор ЗАО “Свердловская энергетическая компания” Владимир Нечитайлов. Он считает, что даже малая генерация требует весьма серьезных вложений (с учетом инфраструктуры – десятки млн. руб.) и долго окупается (7-10 лет). Соответственно, на такое может решиться только холдинг с миллиардными оборотами. Ну и КПД у малышей ниже, чем у солидных электростанций. Правда, Владимир Нечитайлов признал, что малая энергетика может выигрывать за счет гибкости управления.
А вот по наблюдениям Николая Смирнова, малая генерация, при нынешних тарифах на энергию, может оказаться выгодным проектом. “Свердловэнергосбыт” продает электроэнергию низкого напряжения по цене до 1,4 руб. за кВт. А стоимость энергии, вырабатываемой газопоршневыми установками, составляет 45-70 коп за кВт. Причем, эти цифры подтверждены практикой. В области уже работает несколько газопоршневых энергоблоков. Установка Богдановичского завода мощностью 200 кВт, дает электричество по цене 67 коп за кВт, а пятисоткиловаттный блок от «Волжского дизеля» - по 53 коп.
Но и это еще не все резоны для занятия малой генерацией. В России есть такое любопытное явление как «плата за подключение к энергетическим сетям». Так вот, в некоторых местах удельная стоимость подключения уже достигла удельной стоимости строительства собственной электростанции. Например, если некая московская фирма хочет получать 1 МВт энергии, то ей придется разово заплатить сетевикам за подключение не менее $600 тыс. А мы знаем, что за эти же деньги предприятие уже вполне может построить собственный мегаваттный энергоблок. И если в первом случае деньги будут безвозвратно потеряны, то во втором – они вернутся за три-четыре года благодаря низкой себестоимости «своей» энергии.
Правда, окупаться подобные проекты будут при условии, что предприятие будет потреблять не только собственное электричество, но и тепло, вырабатываемое на этом же блоке. Ну и конечно, очень желательно, чтобы у бизнеса все-таки была возможность продавать излишки энергии. Ах да… еще не стоит забывать о бесперебойности энергоснабжения. Даже самый лучший энергоблок иногда останавливается. А на время остановок предприятию надо получать энергию либо из сетей, либо от своего запасного блока. Понятно, что это снижает привлекательность инвестиций в малую энергетику. Во всяком случае, делает их привлекательность небесспорной.

Устройство и виды ветровых электростанций

Ветровые электростанции являются одним из вариантов получения альтернативной энергии. Энергия ветра относится к возобновляемому виду наряду с солнечной, термальной и т. п. Потенциал ветровой энергетики, конечно, меньше солнечной, но всё равно перекрывает современные потребности человечества в энергии. КПД ветровых электростанций небольшой, и составляет в лучшем случае 30 процентов. Но всё равно их строительство продолжается, и они считаются довольно перспективным видом энергетических установок.

Ветровая электростанция состоит из определённого количества генераторов, которые собраны вместе. Крупные ветровые электростанции включают в себя до 100 и более отдельно стоящих ветрогенераторов. В литературе также можно встретить название ─ ветровые фермы. Сразу стоит сказать, что подобные электростанции можно строить только в определённых регионах планеты. В этих местах средняя скорость ветра должна быть не менее 4,5 метра в секунду.

Перед тем как построить ветровую электростанцию в каком-либо месте, там проводится длительное исследование характеристик ветра. Для этого специалисты используют такие приборы, как анемометры. Они устанавливаются на высоте примерно 30─100 метров, и 1─2 года накапливается информация о направлении и скорости ветра в этом месте. Затем на основании полученных сведений составляются карты доступности ветровой энергетики. Эти карты и различные методики расчёта используются теми предпринимателями, которые хотят оценить перспективность строительства ветровых электростанций в каком-либо регионе мира.

Стоит отметить, что стандартная информация о метеорологов не годится при оценке целесообразности строительства ветровой электростанции. Ведь информацию о ветре метеорологи собирают на высоте до 10 метров над поверхностью Земли. Практически во всех странах мира специальные карты доступности энергии ветра создаются либо государством, либо при его участии.

Среди примеров этого можно назвать атлас ветров и компьютерную модель WEST для Канады. Этим занимались министерство природных ресурсов и министерство развития этой страны. Благодаря этим сведениям предприниматели могут планировать строительство ветровых электростанций в любой точке Канады. В Организации Объединённых Наций ещё в 2005 году была создана карта ветров для 19 развивающихся стран.

Ветрогенераторы, работающие в составе ветровых электростанций, устанавливают на различных возвышенностях естественного или искусственного происхождения. И это неслучайно, поскольку скорость ветра тем больше, чем выше от поверхности планеты. Поэтому ветрогенераторы работают на специальных башнях, высота которых от 30 до 60 метров. При планировании ветровой электростанции также принимается в расчёт наличие деревьев, крупных строений и т. п. Всё это также может повлиять на скорость ветра.

Кроме того, при строительстве подобных электростанций должны учитываться требования к охране ОС и влияние на человека. Ведь от подобных установок исходит немалый шум. В европейских странах давно приняты законы, которые ограничивают максимальный уровень шума ветровых энергетических установок. Днём этот показатель не должен превышать 45 дБ, а ночью ─ 35 дБ. Подобные установки должны находиться на расстоянии не менее 300 метров от жилых домов. Кроме того, современные ветровые электростанции останавливаются на время перелёта птиц.

Ветровые электростанции, как правило, занимают большое пространство. Для их строительства используются такие регионы, которые мало заселены и не вовлечены в экономическую деятельность. Среди них можно назвать:

Прибрежные районы;
Шельф;
Пустыни;
Горы.

В состав ветровых электростанций входят отдельно стоящие ветрогенераторы. Давайте, вкратце рассмотрим, какая у них конструкция. В неё входят следующие узлы и детали:

Ротор с лопастями. Занимается преобразованием ветровой энергии в энергию вращения. Как правило, роторы имеет три лопасти. Лопасти современных ветрогенераторов могут достигать 30 метров в длину. В большинстве случаев их изготавливают из полиэстера, который армирован стекловолокном. Скорость вращения лопастей в среднем составляет 10─24 оборота в минуту;
Редуктор. Его задача заключается в повышении скорости вращения вала с 10─24 об/мин от ротора до 1,5─3 тысяч об/мин на входе в генератор. Существуют также конструкции ветрогенераторов, где ротор напрямую подключается генератору;
Генератор. Он преобразует энергию вращения в электричество;
Флюгер и анемометр. Они находятся на задней стороне корпуса ветрогенератора. Их задача собирать данные о скорости и направлении ветра. Полученные данные используются для увеличения выработки электроэнергии. Эта информация используется системой управления для запуска и остановки турбины, а также для контроля во время ее работы. Этот механизм разворачивает роутер в направлении максимального ветра. Ветрогенератор начинает работать при скорости ветра около 4 метров в секунду и отключается, когда она возрастает больше 25 м/сек;
Башня. Она используется для установки ветрогенератора на высоте. Высота современных машин достигает 60─100 метров;
Трансформатор. Он предназначен для преобразования напряжения, требуемого для электрической сети. Как правило, он находится у основания башни или встроен в неё.

Виды ветровых электростанций

Прибрежные. Такие электростанции построены на небольшом расстоянии от береговой линии. Со стороны моря или океана на побережье идёт бриз. Он обусловлен неравномерным прогрева воды и суши. Днём ветер движется со стороны водоёма на берег, а ночью, наоборот, с побережья в сторону воды.
Наземные. Это наиболее распространённый вид ветровых электростанций, в которых ветрогенераторы установлены на различных возвышенностях. Причём строительство ветрогенератора на заранее подготовленные площадки занимает примерно 2 недели. Значительно большее время уходит на согласование строительство со стороны контролирующих органов. Строительство таких электростанций сильно удалённых районах затруднено, поскольку для их установки требуется тяжёлая подъёмная техника. А это значит, что требуется подъездные пути. К тому же электростанцию нужно подключить кабелем к электрическим сетям;
Шельфовые. Эти ветровые электростанции построены на расстоянии нескольких десятков километров от берега. Их плюсы заключаются в том, что они не занимают место на суше, их не слышно и их эффективность выше. Этот вид электростанций возводится в тех местах, где небольшая глубина. Их устанавливают на фундаменты, который изготавливают из свай забитых в морской грунт. Для передачи электроэнергии в электросети используются подводные кабели. Этот тип ветровых электростанций обходится дороже, чем наземный вариант. Для них требуется более мощные фундаменты, а морская вода часто приводит к ускоренной коррозии металлоконструкций. При строительстве этого вида электростанции применяют самоподъемные суда;
Парящие. Это редкий тип ветровых электростанций. Концепция в своё время была разработана советским инженером Егоровым (1930). Высота установки подобных ветрогенераторов составляет несколько сотен метров над землёй. Мощность подобных турбин составляет 30─40 киловатт. Для того чтобы поднять ветрогенератор на такую высоту, используется надувная невоспламеняемая оболочка, которую наполняют гелием. В качестве проводника получаемого электричества используются канаты повышенной прочности;
Плавающие. Плавающие ветровые генераторы появились относительно недавно. Конструктивно они представляют собой большие платформы с башней, уходящей под воду на несколько десятков метров. И примерно настолько же башня возвышается над водой. Чтобы стабилизировать на воде подобную систему, используется балласт из камней и гравия. Чтобы башня не дрейфовала, используются якоря. На берег электроэнергия передаётся с помощью подводного кабеля;
Горные. По большому счёту это те же самые наземные ветровые электростанции, но только построенные в горах. В горах ветер дует значительно интенсивнее. За счёт этого такие станции более эффективны.