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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Energia alternativa no país. Escolhendo seu próprio sistema de energia. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de energia alternativa Você tem uma casa de campo, mas não há como estender uma linha de energia até ela? A conexão a redes centralizadas de fornecimento de energia é proibitivamente cara? Diremos como você pode organizar seu próprio fornecimento de energia autônomo. Superficialmente, gerar sua própria eletricidade a partir de fontes de energia renováveis é uma maneira ideal de evitar o pagamento de contas mensais de energia. Para muitos proprietários de casas, gerar a sua própria energia é uma solução adequada para satisfazer as necessidades existentes. Porém, tal solução requer certos investimentos materiais e de tempo, tanto na compra quanto na manutenção do sistema. Assim, a transição para o seu próprio sistema de fornecimento de energia é uma questão muito responsável e requer uma abordagem ponderada. Ao criar seu próprio sistema de energia, você deve:
Ter sua própria usina é aconselhável quando:
Quando você precisa de sua própria energia? Nos últimos anos, o custo de ligação a redes centralizadas de fornecimento de energia aumentou significativamente. Adicione aqui o custo de construção e equipamento da subestação e verifica-se que, para casas individuais e pequenos assentamentos, conectar-se a redes centralizadas de fornecimento de energia é um luxo inacessível. Infelizmente, o recurso eólico nem sempre é suficiente para garantir um fornecimento de energia confiável, e a energia solar só pode satisfazer as necessidades de eletricidade de uma casa média da primavera ao outono (no inverno, quando o consumo de energia aumenta, os recursos solares também nem sempre são suficientes) . A maneira mais comum de resolver o problema de fornecimento de energia nesses casos é usar geradores de corrente alternada movidos por motor de combustão interna (ICE) a gasolina ou diesel. No entanto, tal solução requer elevados custos operacionais associados ao fornecimento de combustível e reparações frequentes do motor de combustão interna. Para operar um refrigerador doméstico com compressor de 100-200 W, é necessária uma fonte de alimentação XNUMX horas e operação contínua do motor de combustão interna em modo antieconômico, próximo ao modo inativo. Uma redução significativa no consumo de combustível pode ser alcançada usando baterias de carregamento rápido muito caras e um carregador potente. Usar uma unidade de partida automática padrão quase dobra o custo do sistema. Numa tal situação, tendo em conta a natureza probabilística das fontes de energia renováveis e o custo relativamente elevado dos equipamentos de energia renovável, a solução mais justificada é a criação de um sistema energético híbrido baseado num gerador eléctrico a combustível líquido (ou a gás), bem como como baterias fotovoltaicas e/ou instalação eólica. Neste caso, os painéis fotovoltaicos e as turbinas eólicas não são selecionados com base na demanda total de eletricidade, mas para fornecer a carga base (por exemplo, iluminação, rádio, geladeira), e o restante da energia é produzido por um gerador elétrico a combustível líquido. . Em geral, se a potência total dos seus consumidores (cargas eléctricas) não exceder vários kW, a energia consumida é inferior a vários kWh por dia e a distância até ao ponto de ligação às redes centralizadas de fornecimento de energia é superior a várias centenas de metros. , então um sistema de alimentação autônomo para sua casa é muito mais lucrativo do que conectar-se a redes. As vantagens de criar seu próprio sistema autônomo de fornecimento de energia:
Composição do sistema de energia 1. Fonte de energia elétrica. Pode haver vários deles (principal e backup):
O uso de um gerador de combustível líquido (LFC) no sistema de energia permite:
2. Bateria recarregável (AB) com capacidade suficiente para alimentar a carga média diária. Nos sistemas de energias renováveis, devido à variabilidade do recurso renovável, este é um elemento necessário. Mesmo que a fonte principal seja um gerador de combustível líquido, a presença de uma bateria permitirá que ela fique ligada por um curto período de tempo e ainda tenha alimentação contínua. 3. Inversor (conversor DC para AC). 4. Carregador e controlador de carga AB. 5. Sistemas de partida e parada automática do gerador em função da tensão da bateria. 6. Equipamentos elétricos – placas, interruptores, fusíveis, cabos, sistema de aterramento, etc. 7. Carregar. Em um sistema de alimentação autônomo, é necessário usar apenas dispositivos energeticamente eficientes. Por exemplo, o uso de lâmpadas incandescentes não é recomendado porque consomem quatro vezes mais corrente que as lâmpadas fluorescentes. Apesar de os dispositivos energeticamente eficientes serem geralmente mais caros, a sua utilização pode resultar em poupanças significativas, reduzindo a potência da fonte de energia e a capacidade da bateria. Potencial energético tecnicamente alcançável de fontes de energia não tradicionais e renováveis em termos de combustível padrão (milhões de toneladas de combustível equivalente)
O princípio de operação de um sistema de fornecimento de energia automatizado Um diagrama de blocos de um sistema de fornecimento de energia automatizado típico baseado em um gerador de combustível líquido e baterias é mostrado na figura.
Um motor de combustão interna (diesel, gasolina ou gás liquefeito ou natural) aciona um gerador elétrico de corrente alternada. Durante a operação do gerador, a carga é alimentada diretamente do gerador através de um relé de transferência instalado na unidade de alimentação ininterrupta. Ao mesmo tempo, as baterias são carregadas. Ao mesmo tempo, o microprocessador da fonte de alimentação ininterrupta controla a corrente de carga para não sobrecarregar o gerador e garantir o carregamento eficiente da bateria. O motor dá partida automaticamente a partir do gerador de partida integrado, alimentado pela bateria de partida integrada. Ao mesmo tempo, a central dá o comando para abrir a válvula de abastecimento de combustível, após o que o sistema entra no modo de geração. Para aumentar a vida útil da bateria principal, a unidade de controle monitora constantemente o nível de tensão da bateria e, dependendo da tensão, dá um comando para ligar o motor e carregar a bateria, ou para desligar o motor e parar de carregar a bateria. Os valores de tensão superior e inferior da bateria são selecionados dependendo do tipo e da natureza da carga. Em carga máxima prolongada, para evitar a descarga rápida da bateria, deve ser possível forçar o acionamento manual do motor de combustão interna para recarregar a bateria, independentemente da tensão da bateria. Nesse sistema autônomo, as baterias operam em condições cíclicas pesadas. Portanto, é necessário utilizar baterias que funcionem bem nesses modos - tipo gel ou OPz. Ao usar baterias AGM, deve-se definir uma alta tensão para ligar o gerador, o que pode levar a partidas frequentes do gerador.
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