Схема прибора для экономии электроэнергии своими руками: современные способы экономии, изготовление специальных приборов своими руками

Читайте далее

устройства, схемы и способы уменьшения потребления

Энергосбережение становится все более насущной проблемой. В первую очередь о необходимости ее решать свидетельствуют счета за коммунальные услуги, которые растут с каждым годом. Плата за электричество постепенно становится не самой маленькой статьей семейного бюджета. Отключение бойлера, сидение без света в темноте и снижение накала спирали печи — это полумеры, которые не принесут ожидаемого эффекта. Благами цивилизации нужно пользоваться, но делать это правильно. Решать задачу экономии электричества в квартире и доме нужно глобально и комплексно. Первичные вложения со временем окупятся, что принесет ощутимое финансовое облегчение.

Содержание

1. Причины экономить электроэнергию
2. Правильное использование электроприборов
3. Плюсы энергосберегающей бытовой техники
4. Оснащение электроприборов без функции автовыключения внешними реле времени
5. Достоинства двухтарифного счётчика
6. Экономия электроэнергии на теплосбережении
7. Экономия электроэнергии на освещении
8. Розетки, удлинители с блоком розеток и сетевые фильтры с выключателями
9. Приборы для экономии электроэнергии

Причины экономить электроэнергию

Решение любыми способами сэкономить электроэнергию поможет не только снизить финансовое бремя за оплату ежемесячных квитанций. Следует помнить: чем большую мощность поглощают потребители, тем большая нагрузка ложится на город и на страну в целом.

Грамотная и законная экономия электроэнергии в квартире дает следующие эффекты:

• Снижение уровня токсичных выбросов в атмосферу. Улучшение экологии, чистоты воздуха, грунта и водоемов.
• Уменьшения рисков аварий на электростанциях, связанных с работой на пределе возможностей.
• Экономия природных ресурсов, которые в огромных количествах расходуются на ТЭЦ, обеспечивающих энергией населенные пункты.
• Создание комфортной обстановки в помещениях. Это относится к освещенности и отсутствию вредного электромагнитного поля, которое создают некоторые бытовые приборы низкого качества.
• Развитие новых технологий, снижение энергоемкости производства, а следовательно — цены продукции, ее конкурентоспособности на мировом рынке. Все это приводит к росту благосостояния населения.
• Продление срока службы трансформаторных подстанций, ЛЭП и внутренних коммуникаций. Повышенная нагрузка приводит к ускоренному износу оборудования.

Экономия электроэнергии исключает вероятность остаться без света из-за поломки линии в масштабе квартиры, дома и населенного пункта.

Правильное использование электроприборов

Часто жилье переполнено огромным количеством потребителей энергии. Сэкономить на электричестве можно не только путем снижения интенсивности их эксплуатации, но и грамотным выбором режимов работы.

1. Стиральная машина. Для стирки постельного белья и несильно загрязненной одежды хватает 20-30 минут. Применение режимов на 1-3 часа сопровождается необоснованным перерасходом.
2. Отопление. Чтобы нормально обогреть комнату в холодное время года, используются обогреватели мощностью 1-2 кВт. За сутки потребление составит до 48 кВт. Достаточно теплее одеться и снизить мощность вдвое.
3. Плита. Если между инвертором и посудой плохой контакт, на приготовление пищи уходит намного больше времени, что приводит к повышенному расходу энергии.
4. Посудомоечная машина. Следует выставлять экономный режим, при котором расходуется всего 1 кВт за цикл.
5. Чайник. Нет смысла греть 2 литра, если к следующему чаепитию вода остынет. Наливать нужно по минимуму.

Не следует забывать о мелких потребителях: зарядные устройства и электронные приборы, работающие в режиме ожидания. За сутки они могут накрутить на счетчик до 2 кВт.

Плюсы энергосберегающей бытовой техники

Реальным способом сберечь энергию является использование бытовой техники эконом-класса. Первичные вложения со временем дадут долговременный положительный эффект.

Примеры такого оборудования:

1. Компьютер. Блоки питания совместно с видеокартами и монитором могут поглощать до 1 кВт/ч. Следует либо отключать некоторые функции, либо приобретать изделия с режимом экономии. Оптимальным выбором являются современные ноутбуки. При больших возможностях они расходуют не более 100 Вт/ч.
2. Телевизоры со спутниковыми приставками. Включение режима экономии позволяет уменьшить потребление тока в 3 раза.
3. Печатающие устройства. Они используются периодически, но из сети не вынимаются. Если купить прибор с функцией сбережения энергии, эффект составит до 500 кВт в год.
4. Стиральная машина. Основным потребителем является нагревательный элемент. Изделия с ультразвуковой ванной потребляют на 80% меньше тока.
5. Пылесос. Современные устройства оснащены датчиком загрязнения, из-за которого снижается эффективность работы и увеличивается ее продолжительность.
6. Кондиционер. Сбережение энергии достигается установкой в современных моделях усовершенствованных компрессоров, снижающих расход на 40-50 %.

Стоит обратить внимание на кухонное оборудование. В продаже можно найти эффективные плиты, вытяжки и водонагреватели.

Оснащение электроприборов без функции автовыключения внешними реле времени

Даже если в устройствах есть такая функция, она активируется очень редко. Если устройства не могут отключаться автоматически, их можно оснастить внешними реле времени. Такой модификации стоит подвергнуть кондиционер, комнатный обогреватель, полотенцесушитель, кухонную плиту и напольный камин. При необходимости таймер ставится на системный блок компьютера.

Такие устройства дают следующие преимущества:

• включение и отключение точно в выставленном временном коридоре;
• работа устройств только тогда, когда это требуется;
• предотвращение перегорания приборов из-за перегревания;
• создание комфортных психологических условий, так как человеку не нужно переживать о своей бытовой технике;
• значительное уменьшение потребления электрического тока.

Один такой аппарат окажет весомую помощь в борьбе за снижение счетов за коммунальные услуги.

Достоинства двухтарифного счётчика

Индивидуальный однофазный двухтарифный счетчик учитывает расход тока по разным ценам в зависимости от времени суток. В период 23.00-07.00 стоимость услуг снижается на 50%. В это время запускаются мощные потребители: водонагреватели, духовые шкафы, посудомоечные и стиральные машины. Некоторые люди, которые нормально переносят ночное бодрствование, работают на компьютере и проводят уборку в квартире пылесосом.

Плюсы использования такого устройства очевидны:

• снижение финансового бремени по платежам;
• уменьшение нагрузки на домовые и городские коммуникации;
• забор энергии в тот момент, когда электростанции остро нуждаются в ее отдаче.

Стоимость двухтарифного счетчика и его установки довольно ощутима. Но с учетом действующих тарифов оно окупается в течение года, затем приносит существенную прибыль.

Экономия электроэнергии на теплосбережении

Это направление актуально для объектов с центральным и автономным отоплением, так как мощность обогревательных приборов напрямую зависит от качества изоляции объектов недвижимости. Чем меньше теплопотери, тем ниже интенсивность работы нагревателей.

Утеплить помещение можно такими способами:

• заделка щелей в стенах, окнах и дверях;
• установка современных дверей с пенным или базальтовым наполнением;
• монтаж стеклопакетов с энергосберегающими стеклами;
• отделка фасада пенопластом, минеральной ватой или пенополиуретаном;
• приклеивание за радиаторами отражающего экрана.

Если к вопросу борьбы с потерями тепла подойти комплексно, потребление тока на обогрев жилья можно снизить на 30-50%.

Экономия электроэнергии на освещении

Самым простым способом экономить электроэнергию является установка светодиодных ламп. Эти изделия отличаются низкой мощностью при высокой яркости, мягким свечением и длительным сроком службы. Массовое производство таких ламп привело к значительному снижению розничных цен, что сделало их доступными для закупки в больших количествах.

Следующей мерой экономии является отключение освещения, когда в нем отпадает необходимость. Даже одна лампа, оставленная включенной в санузле, за ночь израсходует от 100 Вт и более. Следует ввести за правило привычку проверять свет перед сном и выходом из помещения.

Еще одним условием, влияющим на качество и время работы освещения, является чистота ламп и плафонов. Осевшие на них испарения и пыль снижают эффективность приборов на 20-25%. Загрязнения нужно своевременно удалять, это не отнимет много времени и сил.

Розетки, удлинители с блоком розеток и сетевые фильтры с выключателями

Старая проводка, выключатели и розетки являются причиной повышенного потребления тока и представляют собой фактор пожарной опасности. Из-за плохих контактов и недостаточного сечения жил кабеля происходит перегрев сети, нарушаются параметры тока, что приводит к некорректной работе подключенных к ней приборов и устройств. Это вызывает повышенный расход энергии и является одной из предпосылок дорогостоящей поломки оборудования.

Чтобы обезопасить себя от подобных неприятностей, следует сделать следующее:

• поменять проводку;
• установить новые розетки со встроенными стабилизаторами и реле;
• приобрести сетевые фильтры с выключателями.

Применение удлинителей с колодками на несколько гнезд позволяет сократить количество кабелей в комнате. Наличие выключателя дает возможность одним движением обесточить, а затем привести в действие сразу несколько устройств, работающих в режиме ожидания. Это одно из условий экономии энергии в квартире.

Наличие импульсных и линейных предохранителей предотвращает перегорание бытовой техники при скачках напряжения в сети. Встроенные стабилизаторы преобразуют ток в пределах заданных параметров, что обеспечивает стабильную работу приборов в штатном режиме. Это тоже способствует снижению потребления энергии.

Приборы для экономии электроэнергии

Легальный прибор для экономии электроэнергии представляет собой портативное устройство, которое вставляется в любую пустующую розетку. Модели известных производителей помогают экономить до 50% потребленного электричества. При этом эффективность прибора возрастает по мере увеличения нагрузки. Задачей приспособления является компенсация реактивной энергии, которая перегружает линию и создает вредное для здоровья людей электромагнитное поле.

Функции изделия:

• фильтрация помех на линии;
• выравнивание фаз;
• защита от молний;
• стабилизация параметров тока;
• продление срока службы бытовой техники;
• экономия электричества.

Прибор рассчитан на суммарную мощность потребителей до 20 кВт, поэтому может устанавливаться в частном доме и многокомнатной квартире с большим количеством электроприборов. Окупаемость наступает через 3-4 месяца эксплуатации. Лучше всего зарекомендовали себя товары производства компаний Smartbox, Pover Saver, Energy Saver, Powersave, Berbox и Saving-box.

Изготовленный своими руками прибор для экономии не считается нелегальным, так как линия не прокладывается в обход счетчика, а на прибор учета не оказывается какого-либо влияния. Любые подключения в розетку являются законным правом владельца недвижимости.

Схема изделия состоит из таких деталей:

1. Корпус из пластика.
2. Стандартный штекер.
3. Плата, на которой размещен диодный мост и сглаживающий конденсатор мощностью от 5,2 микрофарада.
4. Светодиод, указывающий на работоспособность прибора.

При включении в розетку устройство снижает амплитуду тока и величину импульсов в сети.

Как собрать домашний энергомонитор своими руками с помощью ESP8266

Интеллектуальная система мониторинга энергопотребления на основе IoT (Интернета вещей) позволяет отслеживать потребление энергии дома или в офисе в режиме реального времени. Система собирает данные в журналах и отображает их в осмысленном виде, который вы можете использовать для выполнения действий, таких как звуковое оповещение или отправка уведомлений на ваш смартфон или Alexa/Google Assistant при высоком энергопотреблении или когда потребление энергии достигает определенного значения. порог. Кроме того, это также помогает вам сохранить энергию и предотвратить потери.

В этом руководстве вы научитесь создавать интеллектуальное устройство мониторинга энергии или интеллектуальный счетчик электроэнергии с нуля, используя модуль ESP8266, такой как NodeMCU , ESP32, или D1 Mini , и SCT013 — не — инвазивный датчик переменного тока.

Вещи, которые вам понадобятся

Для создания этого интеллектуального устройства мониторинга энергопотребления вам потребуется следующее:

• Микроконтроллер NodeMCU, D1 Mini или ESP32. Для этого проекта мы использовали NodeMCU (ESP8266).
• Неинвазивные клещи переменного тока SCT013 30A 1V. Вы также можете использовать датчик SCT013 с номиналом 5 А 1 В, 10 А 1 В, 15 А 1 В, 20 А 1 В, 50 А 1 В или 100 А 1 В в соответствии с вашими требованиями.
• Кабель MicroUSB
• Печатная плата общего назначения
• Конденсатор 10 мкф 16 В
• Два резистора 10 кОм (1/4 Вт)
• Один резистор 33 Ом (1/4 Вт)

ток, который является смертельным. Если у вас нет опыта, остановитесь прямо здесь или продолжайте на свой страх и риск.

Шаги по созданию интеллектуального устройства мониторинга энергопотребления

Ниже приведены шаги, которые вы можете выполнить, чтобы создать интеллектуальное устройство мониторинга энергопотребления на основе IoT для отслеживания энергопотребления.

Шаг 1. Установка и настройка Home Assistant

Следуйте нашему предыдущему руководству по установке и настройке домашнего помощника на Raspberry Pi. Если у вас нет Raspberry Pi, вы также можете использовать свой старый ноутбук. Однако ноутбук будет потреблять больше энергии и потреблять больше энергии, чем Raspberry Pi 3 или Raspberry Pi 4.

Шаг 2: Установите надстройку ESPHome в Home Assistant (HA)

ESPHome — это надстройка, доступная в Home Assistant, которая будет использоваться для создания пользовательской прошивки и прошивки ее на микроконтроллере ESP32, NodeMCU или D1Mini. Выполните следующие действия, чтобы установить надстройку ESPHome в HA.

В Home Assistant перейдите к Конфигурация и нажмите Надстройки, Резервные копии и Супервизор.

Нажмите Магазин дополнений.

В строке поиска введите ESPHome , а затем щелкните ESPHome , указанный в разделе Дополнения сообщества Home Assistant.

Нажмите Установить.

При этом панель ESPHome Dashboard будет установлена ​​в вашем Home Assistant. После установки нажмите Start .

Также включите Watchdog , Автообновление, и Показать на боковой панели. Затем нажмите Открыть веб-интерфейс , чтобы запустить ESPHome Dashboard.

Щелкните + Новое устройство > Продолжить .

Введите имя конфигурации, например, smart-power-meter, , и нажмите Next .

Выберите ESP32 для ESP32 MCU или ESP8266, если вы используете D1 Mini или NodeMCU, и нажмите Next .

Нажмите Пропустить.

Найдите только что созданный проект и нажмите Edit.

В файл smart-power-meter.yaml скопируйте и вставьте этот код YAML.

Теперь перед сохранением внесите следующие изменения,

• Измените учетные данные и пароли Wi-Fi.
• Мы добавили функцию lambda для расчета потребляемой мощности для источника питания 230 Вольт. Но в некоторых странах в качестве стандартного питания используется 110 В или 120 В, например, в США. Если вы живете в этих странах, обязательно измените значение с 230 на 110 или 120.

Щелкните Сохранить , а затем щелкните Установить. Выберите Подключитесь к этому компьютеру .

ESPHome скомпилирует код и создаст двоичный файл или файл прошивки .bin, например smart-power-meter.bin . Это может занять некоторое время.

После компиляции прошивки нажмите Download Project . Это загрузит файл прошивки .bin на ваш компьютер.

Подключите плату NodeMCU, ESP32 или D1 Mini к ПК или Mac с помощью кабеля micro USB.

Загрузите инструмент ESPHome-Flasher и запустите его. Он доступен для Windows, macOS и Ubuntu.

Выберите порт COM , перейдите к файлу прошивки . bin и нажмите Flash ESP .

После прошивки устройство ESP MCU подключится к сети Wi-Fi и будет онлайн в ESPHome Dashboard.

Шаг 3. Подключите датчик токовых клещей SCT013 к ESP

Чтобы подключить SCT013 к ESP32 или NodeMCU, вы можете купить этот модуль на eBay для интерфейса или подключить датчик SCT013 к D1 Mini, NodeMCU или ESP32. Вы также можете построить его, как это сделал я, следуя этой принципиальной схеме.

Вы можете купить гнездовой аудиоразъем 3,5 мм для подключения датчика переменного тока SCT013 с ESP или зачистить провод 3,5 мм разъема SCT013, а затем подключить его к цепи.

После этого включите NodeMCU, подключив его к источнику питания micro USB. Подойдет любое зарядное устройство для смартфона с выходом 5 В.

Шаг 4: Калибровка значений датчика SCT013

Для измерения тока и калибровки датчика необходимо зажать его на фазном проводе (обычно красного цвета), идущем от счетчика электроэнергии к распределительной коробке дома.

Перейдите на ESPHome Dashboard и нажмите Logs под smart-power-meter.

В журналах будет отображаться мощность Wi-Fi и состояние подключения.

Запишите «Измеренный ток»: состояние отправки x.xxxx A со значением .

Должно быть аналогично с минутными колебаниями, если в вашем доме нет новой нагрузки. Соберите не менее 10 значений, а затем выведите среднее значение.

Затем добавьте следующий код в файл smart-power-meter.yaml под Датчик:

 фильтры: 
  - calibrate_linear: 
  - 0 -> 0 
  - 0,00807 -> 1,2228 

Здесь 0,00807 — среднее значение, а 1,2228 — фактический ток, потребляемый в нашем доме. Вы можете получить это реальное значение от вашего счетчика электроэнергии.

Если ваш счетчик электроэнергии не отображает текущее значение или у вас нет доступа к счетчику, выполните следующий метод для калибровки значений датчика. Альтернативный способ калибровки значений датчика Вы можете снять внешнее покрытие с кабеля платы расширения и обнажить внутренние провода.

Затем закрепите датчик SCT013 на оголенном фазном проводе (красный провод) и включите нагрузку, например микроволновую печь или вентилятор. Будьте осторожны при отсоединении кабеля платы расширения. Не обрезайте кабель и не прокалывайте внутренние провода.

Проверьте журналы и замените значения. Сохраните его и нажмите Install .

Поскольку интеллектуальный измеритель мощности подключен и находится в сети, вы можете загрузить код по беспроводной сети .

Новая прошивка будет скомпилирована и загружена по беспроводной сети. После этого вы можете увидеть фактические текущие значения.

Для получения более точных значений мы рекомендуем использовать мультиметр для измерения тока, потребляемого устройством и сообщаемого датчиком SCT013. Затем замените в фильтрах значения , как описано выше.

Шаг 5. Настройка панели энергопотребления в Home Assistant

Чтобы настроить панель энергопотребления в Home Assistant, необходимо добавить датчик в Home Assistant. Шаги следующие.

Перейдите к Конфигурация> Устройства и службы> Добавить интеграцию.

Найдите и нажмите ESPHome.

Введите IP-адрес датчика (его можно найти в логах) и нажмите Submit.

Выберите область и нажмите Готово .

Щелкните smart-power-meter , а затем щелкните 1 устройство.

Нажмите Добавить в ловелас.

Выберите комнату (выберите комнату по умолчанию, если вы еще не создали ни одной комнаты) и нажмите Далее.

Это добавит сущности.

Вы можете дополнительно настроить карты в своей комнате, чтобы добавить датчик, показывающий текущий спрос.

Вы также можете добавлять красивые графики, используя интеграцию мини-карт.

Шаг 6. Отслеживание ежедневного/ежемесячного/годового энергопотребления с помощью Home Assistant

Панель управления энергопотреблением была представлена ​​в Home Assistant с выпуском HA 2021.8, что упрощает получение важной информации о ежедневном, ежемесячном или годовом потреблении энергии. . Вы можете быстро получить доступ к приборной панели с боковой панели и проверить, сколько энергии используется сегодня. Вы также можете разбить использование в часах.

Чтобы узнать больше, обратитесь к разделу управления энергопотреблением документации Home Assistant.

Будьте умнее, экономьте энергию

Помимо мониторинга энергопотребления во всем доме, вы можете создать несколько интеллектуальных датчиков мониторинга энергопотребления, используя датчик SCT013 или PZEM-004T, для активного и точного отслеживания энергопотребления отдельными или конкретными бытовыми приборами, такими как таких как HVAC, электрические нагреватели, двигатели, газовые колонки и т. д. Это также позволяет узнать статус работы устройства, т. е. включено оно или выключено.

Затем вы можете использовать эту информацию в качестве событий в Home Assistant для создания автоматизации, например, для отправки уведомлений на ваш смартфон или через Alexa или Google Assistant.

Энергоэффективные компьютеры, оборудование для домашнего офиса и электроника

Энергосбережение

Изображение

Многие люди работают из дома по крайней мере один день в неделю. Работа на дому экономит энергию и время за счет сокращения поездок на работу, но может увеличить ваши счета за электроэнергию, если вы не используете энергосберегающее офисное оборудование.

Офисное оборудование с маркировкой ENERGY STAR широко доступно. Это может обеспечить значительную экономию энергии — до 75% для некоторых продуктов. В целом офисные продукты с маркировкой ENERGY STAR потребляют примерно половину электроэнергии по сравнению со стандартным оборудованием. Ознакомьтесь с продуктами и стандартами ENERGY STAR.

Чтобы избежать «вампирских» нагрузок, отключите от сети некритическое оборудование или, что еще лучше, подключите его к интеллектуальному удлинителю и используйте переключатель на удлинителе, чтобы отключить все электропитание от устройства (устройств). Многие приборы продолжают потреблять небольшое количество энергии, когда они выключены. Эти вампирские нагрузки возникают в большинстве приборов, использующих электричество, таких как DVD-плееры, телевизоры, стереосистемы, компьютеры и кухонные приборы. Отключайте зарядные устройства от сети, когда они полностью заряжены или зарядные устройства не используются.