Автономное электроснабжение частного дома своими руками

Постоянный рост тарифов на услуги поставщиков электроэнергии ведет к неоправданному увеличению расходов на содержание частного жилья. Автономное электроснабжение дома, организованное одним из многочисленных, существующих на данный момент способов, поможет эффективно решить эту проблему и обрести независимость от централизованных энергосетей

Требования к автономным системам электроснабжения

Чтобы автономное электроснабжение частного коттеджа оправдало вложенные в его организацию средства, надежно функционировало в течение длительного периода времени с обеспечением должного уровня безопасности, необходимо, чтобы оно соответствовало целому ряду требований:

1. Неукоснительное соответствие эксплуатируемого оборудования нормам пожарной и электробезопасности
2. Невысокий уровень шумов или наличие соответствующей звукоизоляции
3. Возможность работы энергосистемы без вмешательства человека в течение длительного периода времени
4. Экономичность за счет низкого потребления энергоносителей
5. Ремонтопригодность и несложное эксплуатационное обслуживание
6. Надежная работа независимо от времен года и погодных условий
7. Экологическая безопасность устанавливаемого оборудования

Но главным требованием является бесперебойность и устойчивость электропитания всех энергопотребителей и электрооборудования, составляющего систему жизнеобеспечения вашего жилища.

Монтажу независимой системы должен предшествовать этап создания проекта электрики с предварительными расчетами всех необходимых параметров.

Более подробно о требуемых характеристиках можно прочесть в ПУЭ, а так же других действующих нормативах, регламентирующих данную область деятельности.

Плюсы и минусы автономного электроснабжения

Современные достижения науки и техники позволяют применять в автономных схемах электроснабжения самые разнообразные энергоресурсы и способы преобразования энергии. Все они имеют, как свои преимущества, так и недостатки.

Плюсы независимых энергосистем

• Возможность организации полноценного энергоснабжения коттеджа в удаленных и малонаселенных пунктах с отсутствием доступа к централизованной подаче электроэнергии
• Отсутствие необходимости платить за услуги поставки электричества и соблюдать социальные нормы потребления энергии
• Независимость качества и бесперебойности электрики от внешних факторов и энергопоставляющих компаний
• Отсутствие риска выхода из строя бытового электрооборудования из-за внезапных скачков напряжения (при правильных предварительных расчетах и соблюдении эксплуатационных норм для используемых систем)
• Возможность получения дополнительного дохода от продажи излишков электроэнергии государственным структурам в рамках одной из действующих экспериментальных программ

Минусы:

• Оборудование независимых систем электропитания является дорогостоящим
• Независимое энергоснабжение имеет длительный срок самоокупаемости
• Все расходы на ремонт и обслуживание ложатся на плечи домовладельца
• Необходимость самостоятельного регулярного ухода и обслуживания установленного оборудования

Виды и выбор источников энергии

Проблема выбора того или иного вида независимого электроснабжения для загородного коттеджа сводится к поиску доступного и недорогого источника энергии. К таковым относятся топливные электрогенераторы, работающие на бензине, солярке, других нефтепроизводных и природном газе.

Наиболее дешевым топливом считается природный газ. Но, чтобы такая энергосистема работала бесперебойно, необходимо наличие газификации.

Генераторы, использующие дизельное топливо, бензин и пр., потребуют наличия специальной емкости для хранения горючих жидкостей с необходимостью регулярного пополнения их запасов.

Среди автономных систем, преобразующих общедоступные природные виды бесплатной энергии, наибольшее распространение сегодня получили:

• Полупроводниковые панели, преобразующие солнечную энергию в электрическую – солнечные батареи
• Ветровые генераторы, вращаемые энергией ветра
• Небольшие гидроэлектростанции

Выбирая тот или иной вид электроснабжения для своего коттеджа, необходимо учесть все его технические характеристики, плюсы и минусы, имеющиеся потребности в электроэнергии, а также экономическую составляющую вопроса.

Далее рассмотрим более подробно каждую из перечисленных независимых энергетических систем в плане использования их на практике.

Готовые решения – какие бывают?

В настоящее время промышленность предлагает множество вариантов по организации независимого электроснабжения частных домов. В зависимости от поставленных целей, а так же имеющегося бюджета, Вы можете выбрать для себя одно из них. А предоставленная ниже информация поможет сориентироваться в достоинствах и недостатках каждого из вариантов и определиться с выбором.

Генераторы, работающие на жидком горючем

Это наиболее распространенные виды электрогенерирующих установок. Они позволяют быстро организовать независимое снабжение электричества Вашего коттеджа и участка, обладают для этого достаточной мощностью и надежностью.

Главным преимуществом жидкотопливных генераторов является их независимость от внешних погодных и других условий. Однако, из-за дороговизны дизельного топлива, бензина и других нефтепроизводных, данные системы получили распространение только в качестве резервных, используемых при отключении централизованной подачи электроэнергии. Мало кто может себе позволить сжигать от 0,25 до 1 литра топлива в час круглосуточно и ежедневно. Да и требующееся регулярное техническое обслуживание подобных агрегатов обходится недешево.

Еще один недостаток жидкотопливных энергетических установок – это высокий уровень шумов и повышенные требования безопасности. По этим причинам под дизельный или бензиновый генератор приходится оборудовать отдельное помещение, включая установку отдельной емкости для хранения запасов топлива.

Газовые электрогенераторы

Еще один вариант, с помощью которого можно реализовать автономное электроснабжение загородного дома – готовые решения с использованием оборудования, работающего на природном газе. Данные установки считаются экономически более выгодными в сравнении с жидкотопливными генераторами.

Однако их монтаж требует большого количества разрешительной документации, а так же профессиональных монтажных работ, выполняемых специалистами газовой компании. Также, при выборе данного варианта необходимо заказать проекта установки и последующего его согласование со всеми заинтересованными инстанциями.

Солнечные батареи состоят из множества полупроводниковых элементов, в которых происходит преобразование световой энергии солнца в электричество.

Солнечная домашняя электростанция не требует никакого дополнительного топлива. А расходной частью при ее обустройстве является лишь стоимость закупаемого оборудования (солнечные панели, аккумуляторные батареи, инверторы, контроллеры, прочая аппаратура и материалы).

Эксплуатационное обслуживание солнечных батарей заключается в их правильной ориентации относительно солнца, а так же в регулярном протирании панелей от пыли, грязи, посторонних предметов, включая уборку снега в зимний период. Впрочем, установка панелей под определенным углом (около 70° относительно поверхности), препятствует скоплению на них снежных масс.

Возможность круглосуточного использования солнечной энергии обеспечивают накапливающие ее в течение дня аккумуляторы. При этом солнечная электростанция абсолютно бесшумна и экологически безвредна.

Заявленная производителем мощность солнечных батарей сохраняется в течение первых 20-25 лет эксплуатации. Затем уровень вырабатываемой электроэнергии снижается примерно на 20% и сохраняется в течение следующих 20 лет.

Облачность и другие погодные условия незначительно снижают производительность такого энергогенерирующего комплекса. Серьезно повлиять на эффективность солнечных панелей может только искусственная затененность и неправильное расположение их относительно солнца. Как правило, батареи должны «смотреть» на юг своей лицевой частью, где и расположены полупроводниковые элементы.

При размещении солнечных батарей на крыше коттеджа стоит позаботиться о дополнительном креплении кровли. Панели имеют немалый вес, что может пагубно сказаться на прочности не усиленных несущих конструкций.

Мощность солнечной электростанции можно наращивать в широких пределах, добавляя дополнительные панели и аккумуляторные банки, в зависимости от имеющихся энергетических потребностей.

Ветровые генераторы

Еще один источник альтернативной энергии – ветрогенератор. Он позволяет организовать экологически чистое автономное электроснабжение частного коттеджа за счет бесплатной энергии ветра.

Технически устройство представляет собой турбину, вращаемую атмосферными воздушными потоками. Ветряки располагают обычно на крышах зданий, а так же на стойках, мачтах и башнях высотой более 3 м.

В подобных генераторах происходит преобразование кинетической энергии вихревых воздушных потоков в механическую энергию вращающегося ротора, который и вырабатывает электричество для бытовых целей.

Чтобы определить целесообразность монтажа ветровой установки и ее будущую эффективность, необходимо тщательно изучить статистические данные метеослужб о силе и направлении ветров в районе проживания. Это надо сделать хотя бы за последние пару десятков лет. Подобную информацию можно почерпнуть в интернете, на сайтах погодной тематики.

Оптимальным условием для полноценной работы ветрового электрогенератора считается наличие постоянных ветров со скоростью 14 км/ч и более. Иначе, дорогостоящий агрегат просто не будет справляться со своими функциями, и вырабатывать достаточно электроэнергии для нужд вашего жилища.

К дополнительным достоинствам ветровых электрогенераторов можно отнести высокую надежность, отсутствие вредных выбросов и отходов, загрязняющих атмосферу и окружающую среду.

Бытовые гидроэлектростанции

Использование бесплатной энергии воды в целях вырабатывания электрической энергии требует наличия вблизи коттеджа естественного водоема. Системы переработки гидроэнергии в электрическую обладают высоким КПД, отличными показателями безопасности и экологичности.

Современные гидравлические турбогенераторы имеют высокую степень автоматизации и обеспечивают надлежащее качество вырабатываемой электроэнергии – стабильные показатели по частоте и напряжению.

Установка подобного агрегата в личных целях требует наличия проекта, согласованного с ведомством, управляющим водными ресурсами данной местности, а также иной разрешительной документации.

Как сделать автономную электростанцию своими руками

Полноценную систему независимого электроснабжения коттеджа можно сегодня собрать самостоятельно. Для этого необходимо обладать определенным опытом, техническими навыками, а так же знаниями о составе и принципе действия независимых энергетических комплексов.

В состав любой альтернативной схемы снабжения коттеджа электроэнергией входят следующие компоненты:

1. Исходный источник электрической энергии – топливный генератор или один из альтернативных источников, описанных выше (солнечные батареи, ветровая или гидравлическая турбина)
2. Блок заряда аккумуляторов, преобразующий параметры электроэнергии от первичного источника для передачи и накопления ее в аккумуляторных батареях
3. Накапливающие электроэнергию аккумуляторные батареи
4. Инверторное устройство, преобразующее напряжение аккумуляторов до необходимых параметров бытовой электросети (220 В, 50 Гц)
5. Кабели и провода электропроводки, выключатели, автоматы, розетки, распределительные щитки и т.д.

Подобрать и приобрести необходимые составляющие не составит труда. Все упирается лишь в финансовые возможности и существующие потребности в электроэнергии.

Эффективность будущей энергосистемы будет зависеть от правильности первоначальных расчетов, качества подобранного электрооборудования и ваших умелых действия как монтажника.

Поскольку стоимость большей части необходимых устройств довольно велика, если Вы не уверены в своих навыках и умениях, лучше обратиться за советом и помощью в монтаже к профессионалам. Только так Вы получите гарантию эффективности и окупаемости своей независимой системы энергоснабжения.

Если Вы уже являетесь счастливым обладателем загородного жилья, или только планируете строительство, то Вам, наверняка, уже приходилось задумываться над вопросами обеспечения Вашего дома электроэнергией

Решение поставленной задачи является просто необходимым для современного человека, привыкшего пользоваться всевозможными благами цивилизации. Отказаться от них сегодня уже невозможно. Практически всё, начиная от простой лампочки, и заканчивая разнообразными крупными и мелкими бытовыми приборами, в том числе электроинструмента — требует электропитания.

Что касается самостоятельного получения электроэнергии, то для этих целей сегодня уже созданы и производятся технические устройства, способные преобразовывать бесплатную энергию природной среды для удовлетворения наших основных потребностей в электричестве.

К таким (альтернативным) источникам энергии, в первую очередь, относятся солнечные батареи и ветрогенераторы. Солнечные батареи (фотоэлектрические модули) вырабатывают электрический ток, преобразовывая в него энергию фотонов солнечного излучения. Ветряные электростанции, за счёт вращения лопастей ветрогенератора, преобразуют в электрический ток механическую энергию ветра.

Оба эти способа получения электроэнергии являются на сегодняшний день наиболее экологически безопасными для окружающей среды Они актуальны в связи с тем, что качество и продолжительность жизни человека напрямую зависят от экосистемы, в которой он обитает. И чистота окружающего воздуха здесь имеет немаловажное значение.

Если вы внимательно ознакомитесь с недостатками централизованных сетей для электроснабжения частных домов, то поймёте, почему генерация своей собственной электроэнергии станет для Вас наиболее разумным решением в большинстве случаев.

Применительно к Московской области, самый дешёвый вариант подключения к централизованной ЛЭП составит по стоимости примерно 50 000 руб за 1 киловатт (1 кВт) установленной мощности, при условии, что ближайшие соседи уже подключены. Это самый простой вариант решения проблемы, но он возможен только при идеальных условиях.

Слишком часто бывает так, что мощность ближайшей подстанции не позволяет обеспечить всех желающих электроэнергией, и Вам могут либо совсем отказать в подключении, либо установить ограничение по подключаемой мощности. Это связано с тем, что степень изношенности многих подстанций сегодня высока, а аппетиты городов и посёлков постоянно увеличиваются в связи со строительством новых зданий, частных домов, вводом в эксплуатацию различных объектов.

Назовём теперь дополнительные затраты на подключения к централизованным сетям, если сам посёлок ещё не подключен к ЛЭП.

• Потребуется прокладка ЛЭП непосредственно к посёлку. Стоимость составит примерно от 300 000 руб до 600 000 руб за 1 километр. На самом деле, в большинстве случаев необходима прокладка высоковольтной линии и установка дополнительных подстанций и разводящих столбов – здесь стоимость будет уже выше.
• Может потребоваться создание просек для линий электропередач (вырубка леса) — это ещё одна статья расходов и согласований.
• Нужно будет оплатить проект, налоги, разрешения и экспертизы различных контролирующих организаций.

Чтобы максимально снизить свои личные расходы, нужно будет собрать средства со всех желающих подключиться вместе с Вами, на что может уйти немало времени. В конечном итоге процесс подключения к сетям централизованного электроснабжения может затянуться на несколько лет!

Судя по нашему опыту и информации из различных источников, средняя примерная стоимость централизованного подключения неэлектрифицированного загородного посёлка к вновь построенной ЛЭП сегодня составляет в среднем от 500 000 до 700 000 рублей на каждый участок.

Помимо высокой стоимости подключения, нужно учитывать и ваши риски. На нашей памяти были случаи, когда владельцев уже давно подключенных домов или дач просто отключали от электросетей. Несмотря на то, что это пока ещё относительно редкое явление, тем не менее, причин для этого может возникнуть предостаточно.

Ещё нужно помнить о том, что стоимость электроэнергии с каждым годом стабильно повышается. А вступление нашей страны в ВТО может обернуться настоящей катастрофой для частных домовладельцев. Поднятие цены за каждый киловатт-час электроэнергии до европейского уровня не исключено…

Об особенностях автономных систем электроснабжения

Рассмотрим основные особенности и преимущества систем автономного электроснабжения.

• Вы можете в течение нескольких дней получить полностью готовую к эксплуатации, свою собственную систему электроснабжения
• Вы обретаете финансовую независимость от энергетических компаний-монополистов, и дополнительную стратегическую безопасность.
• Вам больше не причинят неудобства внезапные отключения электричества и длительные перебои с электроснабжением, вызванные обрывом проводов из-за снегопадов, «ледяных дождей», падения деревьев, или сильного ветра.
• Вы «получаете электроэнергию» на много лет вперёд, покупая ТОЛЬКО оборудование.
• Вы можете по максимуму использовать бытовые приборы, рассчитанные на 12В напряжение, уменьшив вредное излучение проводки переменного тока, которая присутствует в каждом обычном доме.
• Также стоит помнить о том, что наши системы являются экологически чистыми.

Выбирая систему автономного электроснабжения, Вы можете достаточно точно рассчитать свои расходы, обеспечив работу наиболее необходимых Вам бытовых приборов, освещения, электроинструмента.

У Вас появляется возможность самостоятельного выбора компонентов, из которых будет состоять автономная и экологически чистая электростанция. В будущем возможно увеличение мощности системы по мере роста энергопотребления Вашего дома!

Расчёт системы солнечного электроснабжения

Если Вы решили обеспечить себя автономным электричеством, осознав все достоинства автономных систем электроснабжения, то внимательно ознакомьтесь с фундаментальными принципами правильного подбора комплектующих для Вашей солнечной, или ветро-солнечной системы электроснабжения.

Сначала следует подсчитать расход электроэнергии в течение суток, который традиционно выражается в киловатт-часах, учитывая сезон эксплуатации системы.

Расчёт нужно производить с учётом того, является ли Ваш дом просто «дачей» для летнего проживания или же вы планируете в нём жить круглогодично. Нужно учитывать, что в зимнее и летнее время расход энергии будет существенно отличаться за счёт сезонного характера использования различных бытовых электропотребителей.

Если у вас установлена система отопления, не являющаяся классической русской печью, то расход электроэнергии в отопительный сезон у вас будет гораздо выше, вследствие необходимости питать насосы системы водяного отопления (или вентиляторы в системе воздушного отопления) совместно с автоматикой котла. Помимо этого, в зимнее время потребуется более продолжительная работа домашних осветительных приборов.

Необходимые параметры для расчёта

При расчёте энергопотребления в сутки следует просуммировать среднее энергопотребление в сутки всеми электроприборами в Вашем доме. Таким образом, мы получим первый необходимый параметр для расчёта нашей автономной энергосистемы, выражаемый в киловатт-часах (кВт*ч). Это как раз та энергия, которую должен вырабатывать наш источник (солнечные батареи) в течение суток для удовлетворения наших ежедневных потребностей в «количестве» электроэнергии. Здесь следует также учесть и потери при заряде/разряде системы накопления энергии – аккумуляторных свинцовых батарей.

Для дальнейших расчётов нам понадобится величина максимальной мгновенной потребляемой мощности электроприборами, которые в определённый момент времени могут быть включены одновременно в Вашем доме. Этот величина выражается в ваттах (Вт) или киловаттах (кВт). 1 кВт = 1000 Вт. Здесь следует также учитывать, что в момент включения некоторых бытовых приборов, например, недорогого насоса, расход энергии становится в несколько раз больше заявленного производителем, за счёт высоких пусковых токов, возникающих в обмотках электромотора. В современных бытовых приборах, оснащённых устройством «плавного пуска» такая проблема отсутствует.

Располагая двумя параметрами – количеством среднесуточной потребляемой электроэнергии и значением величины пиковой необходимой мощности, мы можем определить, какое оборудование должно присутствовать в системе электроснабжения для покрытия наших потребностей.

Солнечные батареи

Главным источником экологически безопасного электричества в нашей системе будут солнечные фотоэлектрические батареи (солнечные модули). Для стационарных систем наиболее правильно выбирать солнечные модули в металлической рамке. Их внешняя сторона защищена текстурированным закалённым стеклом, увеличивающим количество поглощаемого солнечного света. Надёжная, достаточно прочная и герметичная конструкция позволяет эксплуатировать такие солнечные модули при любых погодных условиях, круглогодично, в течение многих лет.

Наиболее долговечными являются солнечные батареи на основе монокристаллического кремния. Особые свойства монокристаллов позволяют рассчитывать на срок службы более 20-30 лет без существенного снижения количества вырабатываемой электроэнергии.

Солнечные батареи должны вырабатывать каждый день среднее, ежесуточно потребляемое количество электроэнергии, плюс 20-30% на потери энергии при заряде/разряде аккумуляторной системы.

Контроллер заряда

Для эффективного и «правильного» заряда аккумуляторов от солнечных батарей применяются контроллеры заряда. Контроллер с функцией MPPT, в отличие от более простого PWM контроллера (ШИМ), позволяет повысить выработку электроэнергии солнечным модулем до 30% при определённых погодных условиях. Но, учитывая разницу в цене между этими разновидностями контроллеров (MPPT стоит дороже), для электростанции с солнечным модулем небольшой мощности целесообразнее потратить те же деньги на покупку более мощного солнечного модуля. Экономический эффект в этом случае окажется выше.

Контроллер с функцией MPPT рекомендуется использовать для солнечных модулей мощностью свыше 200 Вт, а также, если Вы планируете в будущем нарастить мощность массива солнечных батарей, предполагая добиться увеличения максимальной вырабатываемой мощности свыше 200 Вт за счёт покупки дополнительных солнечных модулей.

Солнечные батареи и электростанции

Компания EcoNRJ предлагает проектирование и продажу систем автономной электрификации зданий и сооружений. В ассортименте товаров представлены солнечные батареи и электростанции разной мощности, а также аксессуары для их применения.

Постоянный рост тарифов на энергоносители заставляет россиян искать альтернативные источники энергоснабжения. В этом случае на помощь приходит абсолютно бесплатная, экологически чистая солнечная энергия! На сегодняшний день солнечные панели используют в качестве основного или дополнительного источника энергообеспечения.

Что представляют собой солнечные панели?

Функционирование данных устройств происходит за счет модулей фотоэлектрических преобразователей. Они способны трансформировать энергию солнечных лучей в тепло и электричество. Полученный ток можно использовать для обогрева и освещения объекта, работы токопотребляющего оборудования. Также при помощи солнечного электричества можно заряжать АКБ и использовать их для разных нужд.

КПД солнечных панелей и их стоимость зависят от типа фотоэлементов. Они бывают кристаллическими и тонкопленочными. Эффективнее всего преобразование солнечной энергии ведут монокристаллические модули. Солнечные батареи, оснащенные такими элементами, имеют КПД 15-18%, что является самым высоким показателем в солнечной индустрии.

Солнечная батарея для дома: доступная цена и универсальность применения

Домашние солнечные фотоэлектростанции используют для освещения, подогрева воды, работы электроприборов и других целей. Панели обычно крепят на крышах и фасадах домов, а также устройство можно установить на авто.

Цена солнечных батарей для дома полностью себя оправдывает. Посредством такой инвестиции вы получаете источник бесплатного электричества, который прослужит вам долгие годы. Благодаря конструктивным особенностям фотоэлектрические панели не нуждаются в сложном уходе или регулярном контроле рабочего процесса. При правильном монтаже и соблюдении правил эксплуатации изделия способны прослужить несколько десятилетий.

Еще по теме Возобновляемые источники энергии

Николай Ясаков, г. Новороссийск, energetika-veka@yandex.ru

Об авторе: инженер-энергетик, 15 лет проработал на промпредприятиях: в энергослужбах (последние годы в должности гл. энергетика), затем — начальник производственного отдела, гл. механик, гл. инженер, а потом на конструкторской работе — ведущий конструктор, руководитель конструкторского подразделения по механизации и автоматизации производства и новой технике, в завершении — гл. конструктор научно-исследовательского и проектного института. Имеет два десятка изобретений в области энергетики и экологии.

В статье показан вариант решения задачи комплексного энергоснабжения «малых» объектов от возобновляемых источников энергии с помощью единой энергоустановки – микро-ТЭЦ, работающей по гибридной схеме от ВИЭ.

С появлением новых разработок можно показать пример энергоснабжения «малых» объектов с помощью единой энергоустановки – микро-ТЭЦ, работающей по гибридной схеме от возобновляемых энергоисточников.

Такая энергоустановка, несмотря на свои малые размеры и мощность преобразуемой энергии, вполне способна обеспечить усадебный дом, дачу, небольшой туристический лагерь, другие подобные объекты и электричеством, и теплом, и горячей водой, и даже подогретым воздухом для сушки материалов и всяких выращенных или собранных плодов, ягод, фруктов, грибов и трав.

Конструкция микро-ТЭЦ подробно описана в публикации изобретения (патент РФ № 2608448, 2017 г.). Она представляет собой единый модуль, все компоненты которого могут быть изготовлены в заводских условиях, что позволит освоить их массовое производство и облегчить монтаж на месте их установки. В таком варианте она представлена на рис. 1.

Корпус теплоаккумулятора 1 является одновременно основанием и ветротепловой установки (ВТУ) 2 и солнечного коллектора-нагревателя (СКН) 3. Панели СКН расположены на освещаемых солнцем стенках теплоаккумулятора, которые выполнены из листового металла и являются лучепоглощающей поверхностью. Они имеют со стороны облучения селективное покрытие и прозрачное теплоизолирующее ограждение. Панели могут быть оснащены расположенными над ними козырьками 4 с зеркальной нижней поверхностью, являющимися к тому же и защитой панелей от атмосферных осадков. Угол наклона козырьков должен обеспечивать максимальное дополнительное солнечное облучение панелей в зимний период.

Остальная поверхность теплоаккумулятора, кожух теплообменника турбинного агрегата, а также трубопроводы внешнего теплообменного контура имеют теплоизоляционное покрытие, например, известными органосиликатными составами «Силтэк», «Броня», «Корунд» и т.п.

Предпочтительным вариантом ВТУ в конструкции рассматриваемой микро-ТЭЦ представляется только что запатентованный в России (патент № 2623637) ветротепловой преобразователь с вертикальным валом, имеющий корпус, выполненный в форме улитки, турбину с ротором в виде усеченного конуса, оснащенным желобчатыми лопастями, а выходным каналом является раструб 5, расположенный над корпусом турбины и одновременно являющийся флюгером для ориентации ветроустановки входным конфузором 6 навстречу ветровому потоку. И конфузор, и раструб выполнены в виде жестких каркасов с легкой оболочкой.

Широкий фронт захвата потока воздуха с его сжатием и последующим закручиванием в улитке корпуса, где он одновременно воздействует на все лопасти турбины и затем удаляется через раструб (в основном – силой разрежения, создаваемого в нем обтекающим ветром), обеспечивает предельно высокий к.п.д. преобразования энергии ветра в механическую энергию.

Входной конфузор ветропреобразователя оснащен своеобразной защитой от запредельных ветровых нагрузок, при которых его боковые стенки синхронно раскрываются и переходят во флюгерное положение, но ветроустановка продолжает работу на «малом фронте» ветрового потока. В ближайшей безветренной паузе стенки под действием пружин возвращаются и фиксируются в исходном положении (см. вид сверху – на рис. 1).

Механическая энергия превращается в тепловую теплогенератором в виде осевого вентилятора с изменяющимся наклоном лопастей в зависимости от скорости ветрового потока, датчик 7 которого связан с механизмом изменения их наклона, чем и поддерживается постоянство оптимального соотношения скоростей вращения турбины и вихревого потока (примерно 1:2). При кратковременных перерывах ветра лопасти складываются в диск, нагрузка на турбине резко падает и она продолжает вращение по инерции до возобновления ветра, сокращая время на свою раскрутку.

Далее, часть тепловой энергии преобразуется в электрическую паротурбинным блоком 8 с электрическим генератором 9.

Для нормальной работы микро-ТЭЦ необходимо в верхней части внутреннего пространства теплоаккумулятора иметь температуру воздуха, значительно превышающую температуру кипения рабочей жидкости при рабочем давлении пара. И такая температура создается ветротепловой установкой и солнечным коллектором-нагревателем. При использовании чистого воздухопроницаемого теплоаккумулирующего материала предельная температура его нагрева ограничена только балансом между запасенным да поступающим теплом, создаваемым первичными преобразователями энергии, и его расходом с учётом всех теплопотерь.

При этом нагрев теплоаккумулирующего материала по всему его объёму осуществляется принудительной – от ВТУ – и естественной – от СКН – циркуляцией воздуха. Принудительная циркуляция нагревает материал, как в известной аэродинамической сушильной камере, только температура нагрева может намного превышать требуемую для испарения влаги, которой в нашем теплоаккумуляторе, конечно же, нет. А солнечные панели с их минимальными внешними теплопотерями только усилят при солнечном облучении этот нагрев. При наличии отражающих козырьков этот эффект возрастает. Такая «гибридная» система нагрева, использующая не единственный источник энергии, позволяет сократить перерывы в пополнении теплового ресурса аккумулятора, уменьшить его размеры при сохранении расчетной надежности энергоснабжения.

Итак, внутри теплоаккумулятора в пространстве с максимальной температурой нагрева воздуха указанными преобразователями расположен парогенератор (см. рис. 2), состоящий из корпуса котла 1 с оребрённой поверхностью, коническим либо сферическим днищем 2, буферной ёмкостью 3, пароперегревателем 4 в виде коаксиальной камеры между стенкой корпуса и внутренним теплоизолированным цилиндром 5, оснащенной кольцевым перепускным клапаном 6 (например, из кремнийорганического полимера). Котел оснащен внешней теплоизолированной оболочкой 7 с рядом входных отверстий в её верхней части и вентилятором 8 внизу. Над парогенератором (это уже вне теплоаккумулятора) расположен турбинный агрегат 9. Паровая турбина 10 оснащена датчиком 11 передаваемого крутящего момента (с конструкцией, например, сходной с известной предохранительной пружинно-кулачковой муфтой осевого типа) Он кинематически связан с золотниковым устройством 12 в виде поворотного кольца с отверстиями и соосными с ними сопловыми элементами 13. Днище турбинного отсека также имеет коническую форму с кольцевым углублением в центральной части, где расположено «безнасосное» устройство возврата конденсата, сходное по конструкции с известным объёмным дозатором. Оно состоит из втулки 14 с расположенными по окружности сквозными полостями и плотно прилегающими к ней торцевыми дисками со смещенными по кругу – верхними относительно нижних – отверстиями (см. вид А). Сама втулка связана с турбиной понижающей передачей.

С валом турбины связан вентилятор (насос) 15 внешнего теплообменного контура.

Ввод микро-ТЭЦ в рабочий режим производится включением вентилятора. Поток горячего воздуха нагревает стенки и днище котла до кипения жидкости – в её строго определенном объёме, закрывающем только поверхность днища. Повышенным давлением образовавшегося пара часть жидкости перемещается в буферную ёмкость, сжимая в ней воздух до такого же давления. При этом уровень жидкости за её пределами понижается и изменяющаяся площадь теплопередачи от днища автоматически поддерживает этот баланс. По достижении минимального рабочего давления пара он, преодолевая силу обжима кольцевого клапана, проходит через отверстия внутреннего цилиндра в пароперегреватель и с увеличенной за счёт перегрева скоростью поступает в расположенные по кругу сопловые элементы. При этом в отсутствие нагрузки на генераторе турбина ускоренно набирает расчётные обороты. С появлением на ней возрастающей нагрузки зубчатый торец втулки отжимает венец датчика крутящего момента, который через симметрично расположенные рычажные механизмы поворачивает кольцо золотникового устройства, увеличивая подачу пара в сопловые элементы. Это (вместе с другими известными способами) обеспечивает постоянство частоты вращения турбинного вала.

При оптимальном соотношении скорости на выходе из сопловых элементов потока пара и окружной скорости лопаток турбины он, передав им свою кинетическую энергию, с остаточной скоростью попадает на внутреннюю стенку теплообменника 16, превращаясь в конденсат (см. выноску на рис. 2), который стекает по ней и далее – по конической поверхности днища корпуса турбинного агрегата – к устройству возврата конденсата. Здесь через отверстия он заполняет полости вращающейся с малой скоростью втулки, плотно закрытые в этот момент нижним диском, а в следующий момент, когда втулка повернута на некоторый угол и заполненные конденсатом полости оказывается плотно закрытыми сверху, они проходят над нижними отверстиями и конденсат стекает в котел по периметру буферной ёмкости, охлаждая её и предотвращая кипение в ней жидкости, чем поддерживается там режимное давление воздуха.

Следует сказать, что предельно короткий контур обращения рабочего тела в условиях замкнутого пространства котла и турбинного агрегата исключают его потери и, следовательно, устраняют необходимость постоянного контроля и пополнения его объема.

Теплообменник турбинного агрегата передает «сбросное» тепло для обогрева помещений. При умеренной температуре наружного воздуха он может работать в открытом контуре, обеспечивая тем самым и их усиленную вентиляцию. С похолоданием этот контур можно частично либо полностью замкнуть. А в особо холодную погоду (либо при пониженном расходе электроэнергии) можно добавлять тепло на обогрев непосредственно от теплоаккумулятора. В летнее же время можно использовать тепло от теплообменника турбинного агрегата для других нужд (сушка материалов, сельхозпродуктов, нагрев бассейна и т.п.).

Следует добавить, что с появлением новых («беспаровых») тепломеханических преобразователей (ТМП) вполне возможно их использование вместо вышеописанного паротурбинного блока (притом даже и при более низких температурах в теплоаккумуляторе). В этом плане представляет интерес более совершенный компактный ТМП с жидкостным рабочим телом по патенту RU №2613337, 2017 г. с повышенным (по крайней мере – на порядок) к.п.д., чем у рассмотренного в вышеупомянутой статье ТМП (патент RU №2442906, 2012 г.).

И уж самый последний вариант ТМП – только что опубликованный «Русский двигатель», (патент РФ № 2623728), отличающийся тем, что его ротор выполнен в виде цилиндрического биметаллического барабана, посаженного на упругую втулку с теплообменными каналами, примыкающими к золотниковому устройству, при этом барабан оснащен контактирующими с его поверхностью роликами. Он компактен, способен работать в режиме когенерации, имеет, как и его аналоги, систему рекуперации тепловой энергии.

Оба ТМП бесшумны, безопасны и практически не требуют никакого обслуживания.

От электричества зависит множество удобств в жилых и бытовых зданиях. Однако перебои энергии не редкое дело в городах и пригородах. Для удаленных от цивилизации населенных пунктов проблема тем более насущна — иногда провести электросеть там попросту невозможно. В таких случаях остро встает вопрос независимой выработки тока.

Автономное электроснабжение способно обеспечивать постройки энергией в нужном количестве. При этом не возникает коротких замыканий, соблюдается стабильность напряжения, аварийные ситуации практически не происходят. Подключение подобного оборудования не настолько сложное, как зависимое от общих сетей и, зачастую, окупается за более быстрые сроки.

Выбор личного источника электричества – ответственное занятие, требующее изучения нюансов. Особенно это касается случаев, когда система изготавливается своими руками.

Альтернативных ресурсов существует не так много, но каждый из них имеет свои плюсы и минусы под определенные ситуации.

Какие бывают системы автономного электроснабжения?

Все источники независимого электричества делятся на генераторы, аккумуляторы и солнечные батареи.

Генераторы

• Топливные

Работают на сжигании дизеля, бензина, угля, газа или иного вещества.

• Бестопливные

Используют ветровую энергию для преобразования в электричество. Сюда же можно отнести гидроэнергию, основанную на заборе воды, и геотермальные источники.

Солнечные батареи

Действуют за счет поглощения и накопления тепла солнечных лучей.

Аккумуляторы

Сами заряжаются от электричества и в его отсутствие отдают накопленный резерв.

Как выбрать для квартиры, дома, дачи?

Выбрать подходящее автономное электроснабжение дома не так сложно, если учитывать некоторые параметры.

Первое на что нужно опираться — количество и характер систем, потребляющих энергию. Обычно к списку таких систем относятся кондиционирование, отопление, насосное водоснабжение из скважины. Также необходимо учитывать число часто пользуемых бытовых электроприборов и холодильное оборудование. Все перечисленное требует бесперебойного питания, что может предоставить любой независимый источник.

Вторым этапом выбора станет вычисление общей мощности. Показатели потребления каждого прибора складываются между собой. Итоговое автономное электроснабжение загородного дома, дачи или квартиры должно превышать полученную сумму на 20-30%.

На тип планируемой системы влияет и роль, отведенная ей: полное обеспечение или резервное питание. Не все источники могут длительно отдавать переработанное электричество без зависимости от внешних факторов.

Выделенный бюджет определит дороговизну системы, ее производителя, или натолкнет на мысль об изготовлении своими руками.

С бестопливными генераторами придется обратить внимание на окружающий ландшафт, климат.

Идеальным вариантом является выбор сразу двух альтернативных подпиток разного вида. Тогда будет существовать подстраховка на все случаи жизни. Специалисты советуют держать генератор на горючем топливе (с запасом самого топлива) и один из инверторов, поглощающих природные силы ветра, солнца, воды или пара. Отдельное применение аккумуляторов практикуется редко из-за быстро расходуемого ресурса и невозможности перезарядки без непосредственно электричества. Однако, как еще один запасной вариант, это вполне подойдет для квартиры или частного дома с централизованной сетью.

Подробный рассказ о готовом комплекте

Плюсы и минусы источников АЭ

Топливные генераторы

Такие генераторы требуют немалого запаса горючего, который нужно постоянно пополнять за собственные деньги. Чаще всего такой тип используют для смешанной энерговыработки бесперебойного режима, когда генератор активируется при «засыпании» основной сети. В случаях с применением только генератора, требуется иметь минимум 2 единицы техники, чтобы избежать перегрузок поочередным включением.

Бестопливные генераторы

Неплохой вариант для совместительства с иными источниками, если не смущаться громоздких размеров. В микро модификациях существуют только гидротурбины. Все типы считаются безопасными для экологии, но требуют подключения дополнительного оборудования. Ветряные модели зависимы от скорости потока воздуха (не менее 14 км/ч).

Солнечные батареи

Самый экологически чистый способ добыть электричество альтернативным путем. Батареи, действующие на основе солнечных лучей, могут не просто обеспечить любое типовое здание питанием, но и выработать излишек. На практике отличаются большой площадью солнечных панелей, часто покрывают целые крыши или стены для качественной мощности и нуждаются в дополнительном оснащении. Вся система может занимать даже отдельное помещение около 5-6 кв.м (не считая самих солнечных батарей). Зависимы от ландшафта, климатических условий, соотношения количества пасмурных и солнечных дней.

Солнечные батареи показаны на видео

Аккумуляторы

Подходят только для аварийного снабжения энергией. Не способны длительно работать без подпитки. Большинство моделей способно отдавать заряд только в присутствии инвертора для повышения напряжения (например, с 12 до 220V).

Виды энергии и их решения

Базовые источники автономного энергоснабжения являются возобновляемыми. Они безопасны для людей, находящихся вблизи, и окружающей среды. Каждый тип энергии имеет собственный принцип действия, требует оборудования уникальной конструкции.

Ветер

Подходит даже местностям с малым количеством солнца. Генераторы на такой основе забирают воздух через турбины, установленные на 3-6 метровых башнях примерно 3 см диаметром. Для городских районов высота башни возрастает и становится не менее 10 м. Столь длинный свободный отрезок необходим для преодоления препятствий от соседних зданий. Для частного дома процесс с установкой доставляет меньше трудностей. На использование ветровой турбины может потребоваться письменное разрешение управляющих органов. Причинами тому служат производимый шум, громоздкий вид и способность мешать птичьим миграциям.

Вода

Концепция реализуема для домов с близлежащими реками или озерами. Забор производится за счет одиночной турбины или их группы (часто большой протяженности). Масштабный вариант выгоден при пользовании коллективно (например, целой деревней или несколькими соседними частными домами). Микроформа подойдет обособленной семье, живущей непосредственно на берегу. Масштабы меньше дамб не считаются разрушающими экологию, поэтому не требуют разрешения (исключения заповедные зоны и местные регламенты).

Солнце

Солнечную энергию можно получать двумя методами. Первый способ использует панели с фото-вольтовыми клетками. Основой служит принцип поглощения лучей зеркалами. Свет преломляется под определенным наклоном и нагревает жидкость системы. Второй вариант предполагает принцип преобразования тепла в переменный ток через фото-ячейки. Они могут быть портативными или размещаться на крышах.

Энергия на солнечных батареях больше всего подойдет засушливым регионам с жарким климатом, но может использоваться везде. Максимальная продуктивность достигается установкой панелей под угол падения солнечных лучей 20-50 градусов. Разрешений на эксплуатацию не требует.

Решение на солнечных батареях продемонстрировано на видео

Геотермальные источники

Геотермальная энергия получается после переработки пара и горячей воды на уровне ниже земли. При обратной закачке используется конденсат, что делает источник наиболее стойким. Для частного дома геотермальные резервуары применить достаточно сложно. Их эксплуатация ограничена временем полного остывания. Для крупного масштаба принцип реализуем легче – система из бура, насосов и генератора будет перерабатывать электричество более продуктивно. Может потребоваться разрешение на бурение.

Биомасса

Энергия биомассы выпускается сжиганием биологического материала – жмыха, соломы, природного газа, навоза, масел, древесины и т.д. Для частных домов и дач этот способ допустим, но не слишком выгоден. Топливо дорогое, его нужно постоянно пополнять. Генераторы газа тоже не отличаются дешевизной. Кроме того, метод характеризуется высоким уровнем выбросов серы, азота, углеродного следа в атмосферу во время горения.

Решение с биомассой станет выгодным только при использовании отходных или вторичных источников: пропана, перегноя, метана. Гибридная система дизеля и газа – еще лучший вариант с экономической точки зрения.

Выгодно или нет?

Выгода автономных ресурсов энергоснабжения для личного пользования проявляется при установке только качественного оборудования.

Дешевые хлипкие комплекты могут сломаться быстрее, чем оправдают половину своей стоимости. Если же проектировка, расчеты, сборка и монтаж выполнены по правилам, система уже в первые годы продемонстрирует свои плюсы:

1. отсутствие каких-либо социальных норм потребления электричества;
2. безопасность для систем и приборов ввиду отсутствия скачков напряжения;
3. уверенность в качестве и количестве планируемой энергии;
4. длительный эксплуатационный срок;
5. независимость от роста тарифов;
6. наличие ресурсов даже при местных авариях на подстанциях.

Отталкивающим фактором при всей выгоде может стать необходимость регулярной чистки комплекса, иногда замена элементов.

Изготовление системы своими руками

Для использования внутри квартиры или на даче в аварийных случаях своими руками можно собрать аккумулятор. Несколько бытовых аккумуляторов параллельно объединяются, подключаются к зарядному устройству, устанавливается инвертор. Пока работает централизованное энергоснабжение, электричество копится в батареях, включенных в розетку. Когда ток исчезает, инвертор поставляет его в проводку. Можно использовать как переносное устройство.

Для создания своими руками питания целого дома на постоянной или длительной основе потребуется более серьезный подход. Здесь предпочтительно оборудовать помещение на роль котельной, где будет стоять основа техники. Потребуются генератор, мощные аккумуляторы (можно несколько автомобильных), котлы, инверторы, несколько солнечных панелей под выбранную систему. При наличии определенных знаний такая работа стоит свеч и выйдет дешевле многих готовых установок.

Однако и риск допустить ошибку расчетов и подключения тоже не мал.

Вывод

Проблема автономного энергоснабжения актуальна для многих жилых территорий без развитой инфраструктуры. В большинстве случаев такой подход помогает экологии, в перспективе может сэкономить много денежных средств. Выбор конкретной системы зависит от потребностей дома, доступных природных ресурсов и планируемых трат.

Целесообразность использования определяется личными взглядами, но увеличивается при резервной роли АЭ.

Автономное электроснабжение дома – это обеспечение необходимого количества электроэнергии для жилого помещения или загородного участка без перебоев питания и перепадов подачи напряжения. Вопрос о самостоятельном создании автономной системы электроснабжения является актуальным для людей, проживающих вдали от городской жизни.

Такая потребность может возникнуть по целому ряду причин:

• сложность подключения к уже существующей сети электроснабжения;
• отсутствие стабильности подаваемого напряжения;
• перебои питания.

Электроэнергия, необходимая для нормальной жизнедеятельности в загородном доме, должна вырабатываться бесконечно, независимо от внешних факторов. При выборе источника энергии предпочтение следует отдать возобновляемому и безвредному для окружающей среды и людей варианту.

Требования к автономному электроснабжению

Автономное электроснабжение частного дома зависит от суммарной мощности потребителей электроэнергии и характера их «потребностей». Чаще всего, к числу энергопотребителей относятся:

• система отопления дома;
• холодильное оборудование;
• кондиционирование;
• различная крупная и мелкая бытовая техника;
• насосное оборудование, обеспечивающее подачу воды от скважины или колодца.

Любой вид потребителя электроэнергии имеет свою мощность. Однако требования, предъявляемые к сети электропитания у всех одни. Это, в первую очередь, стабильность подаваемого напряжения и его частота. Для многих потребителей также важна синусоидальность формы переменного напряжения.

Следующим этапом является определение необходимой суммарной мощности, которую должно обеспечить автономное электроснабжение дома, а также технические характеристики электропитания. Специалисты рекомендуют завышать суммарную мощность на 15-30%. Это делается с целью обеспечения роста потребления электроэнергии в дальнейшем.

Далее следует определиться с техническими характеристиками, на основе которых будет строиться система автономного электроснабжения дома (САЭ). Они зависят от того, какую функцию будет выполнять САЭ: полностью автономное энергоснабжение или резервный источник питания. Если система играет роль «подстраховки» подачи энергоресурсов, необходимо установить длительность работы САЭ в период отсутствия централизованного энергоснабжения.

Немаловажным фактором при планировании системы автономного электроснабжения частного дома являются финансовые возможности домовладельца. Бюджет проекта определяет, насколько дорогим будет приобретаемое оборудование, и какая часть работ подлежит выполнению своими руками. Известно, что самостоятельное выполнение работ обойдется значительно дешевле, чем оплата услуг специалистов, привлекаемых со стороны. При этом стоит учитывать наличие необходимого оборудования и навыки работы с ним, а также уровень технического образования домовладельца.

Достоинства

Одним из основных преимуществ САЭ является отсутствие платы за потребление энергии. Это весомая экономия в условиях загородной жизни. Автономное электроснабжение дома, в отличие от централизованного, не имеет каких-либо социальных норм потребления энергии.

Качество электроэнергии зависит от правильного подсчета суммарной мощности на стадии проектирования системы и введения нужного оборудования в эксплуатацию. Благодаря этому, не возникает риск перепадов напряжения или отключения электричества. Не стоит опасаться, что резкий скачок мощности выведет из строя домашнюю технику. Качество и количество электроэнергии будет именно таким, какое было запланировано изначально, а не таким, которое способна выделить ближайшая подстанция.

Оборудование САЭ достаточно надежное и редко выходит из строя. Данное преимущество сохраняется при должном уходе и правильной эксплуатации всех элементов системы.

Разрабатываются специальные программы, благодаря которым существует возможность продажи излишков электроэнергии государству. Однако об этом стоит подумать заранее (на стадии проектирования САЭ). Для этого придется подготовить разрешительную документацию, которая подтверждает, что оборудование вырабатывает электроэнергию заявленного качества и в определенном количестве.

Автономное электроснабжение дома имеет еще одно несомненное преимущество: полная независимость. Какова бы ни была стоимость потребляемого электричества, у домовладельца всегда будут собственные энергоресурсы.

Автономное электроснабжение загородного дома: недостатки

Несмотря на множество преимуществ, САЭ имеет ряд минусов, среди которых не только дорогостоящее оборудование, но и высокие расходы на его эксплуатацию. Перед выбором приборов и материалов следует тщательно все рассчитать, для того чтобы оборудование не вышло из строя раньше, чем успело окупиться.

Если автономное электроснабжение частного дома по каким-либо причинам перестало функционировать, не следует ждать дежурную бригаду электриков с местной подстанции. Обо всем придется позаботиться самостоятельно – вызвать специалистов и оплатить услуги по ремонту САЭ. Для того чтобы этого не произошло и оборудование прослужило как можно дольше, следует регулярно приглашать специалистов для профилактического осмотра и технического обслуживания автономного электроснабжения дома.

Выбор альтернативного источника энергии

Главная проблема автономного электроснабжения дома – выбор альтернативного источника энергии, которых на данный момент не так уж и много. Наиболее распространенными считаются следующие виды:

• бензиновые и дизельные генераторы;
• солнечные батареи;
• ветровая энергия;
• гидроэлектроэнергия;
• аккумуляторы.

Каждый из этих источников обладает определенными характеристиками и особенностями, с которыми следует внимательно ознакомиться.

Генераторы

Это наиболее простой и дешевый способ обеспечения дома необходимым количеством электроэнергии. Устройство работает по принципу сжигания топлива. Если речь идет про автономное электроснабжение дома, генератор предполагает создание достаточной базы для хранения топлива. В запасе должно находиться как минимум 200 л дизельного топлива, бензина или других горючих веществ. В данном случае выгодно отличаются газовые генераторы. Для их бесперебойной работы требуется подключение к газопроводу, и проблема с хранением топлива отпадает автоматически.

Солнечные элементы

Автономное электроснабжение дома на солнечных батареях — довольно распространенное явление в западных странах. Существует несколько методов преобразования солнечной энергии в электричество:

1. Фото-вольтовые клетки – используются для концентрации солнечной энергии. С помощью специальных зеркал солнечные лучи генерируются в определенном направлении либо нагревают жидкость, проходящую через паровые турбины электрогенератора (теплового двигателя).
2. Фото-ячейки – энергия, накопленная фотоэлементами на крыше дома, является постоянным током. Для того чтобы ее можно было использовать в домашнем хозяйстве, она подлежит обязательному преобразованию в переменный ток.

Автономное электроснабжение дома своими руками с использованием солнечных батарей является наиболее эффективным и экономичным вариантом. Данное оборудование служит около 40 лет. Однако в зависимости от погодных условий подача электричества в течение дня может прерываться.

Ветровая энергия

Если погодные условия не позволяют использовать солнечные батареи, альтернативным вариантом может стать энергия ветра. Она берется через турбины, расположенные на высоких башнях (от 3 м). Автономные ветряки преобразовывают энергию при помощи установленных инверторов. Главным условием является наличие постоянного ветра со скоростью не менее 14 км/ч.

Гидроэлектроэнергия

Если поблизости загородного дома расположена речка или озеро, можно воспользоваться водяными источниками энергии. Гидроэлектроэнергия в небольших масштабах является наиболее реальным и выгодным вариантом автономного электроснабжения дома. Использование одной турбины не считается экологически и социально опасным явлением. Микротурбины просты в эксплуатации и имеют долгий срок службы.

Аккумуляторы

Для полноценного электроснабжения дома данный вариант не подходит. Аккумуляторы используются в качестве аварийной подачи электроэнергии либо как дополнение к альтернативным источникам энергии. Принцип работы достаточно прост – пока в сети есть электричество, батареи заряжаются, если подача электроэнергии прерывается, аккумуляторы отдают энергию через специальный инвертер.

Схема автономного электроснабжения дома

Общая схема САЭ состоит из последовательно расположенных элементов:

1. Первичного источника электроэнергии – могут быть использованы вышеописанные солнечные батареи, генераторы, работающие на различных видах топлива и другие.
2. Зарядного устройства – преобразует напряжение от первичного источника до величин, необходимых для обеспечения нормальной работы аккумулятора.
3. Аккумуляторной батареи – используется для накопления и отдачи энергии.
4. Инвертора – предназначен для создания нужного напряжения.

Все эти элементы являются неотъемлемой частью автономного электроснабжения дома, и работать друг без друга не могут.

Монтаж САЭ

Выполнить автономное электроснабжение дома своими руками достаточно просто. Для этого понадобятся составляющие: несколько аккумуляторов, которые для увеличения емкости подключаются по параллельной схеме, зарядное устройство и инвертор. При наличии электроэнергии в сети, аккумуляторы накапливают энергию от зарядного устройства. Если электроэнергия отключается, аккумуляторы обеспечивают подачу электроресурсов посредством инвертора.

Производители предлагают широкий ассортимент инверторов, рассчитанных на потребителей с определенной мощностью. От этих показателей зависит количество электроприборов, которые могут работать от этого источника. Чем больше количество техники в доме, тем больше должна быть суммарная емкость аккумуляторов. При неправильном подборе емкости, батареи будут быстрее разряжаться.

Это наиболее распространенные варианты создания автономного электроснабжения дома. Стоимость таких систем достаточно большая, особенно если учитывать расходы на топливо для генераторов. Самыми приемлемыми в этом плане считаются бесплатные источники энергии, такие как солнце, ветер и вода. Стоит такое оборудование значительно дороже, однако оно быстро окупается и служит многие годы. Монтировать САЭ своими руками достаточно просто. Нужно четко следовать инструкции и придерживаться схемы.

Автономное электроснабжение частного дома своими руками

Автор: Андрей Кашкаров

Цена: 79.99 руб.

Аварии электросети (блекауты), локальные, техногенные и масштабные катастрофы могут в миг вывести из строя всю отлаженную систему энергообеспечения, связи и комфорта в вашем доме, каким бы «умным» он ни был. Такая опасность присутствуют не только в сельской местности (где электричество до сих пор отключается с поразительной периодичностью), но и в крупных городах-мегаполисах, где, сколько не желай – нет возможности установить в подвале многоквартирного дома собственный «запасной» источник электроэнергии в виде дизельного генератора. Тем не менее, мы не лишены простого способа применения альтернативных видов электроэнергии с использованием промышленных источников бесперебойного питания и генераторов; об их простой доработке пойдет речь в книге, разъясняющей вопросы автономного энергоснабжения.

Для широкого круга читателей.

Автономное электроснабжение для частного дома: обзор лучших локальных решений

Устройство независимой электросистемы позволит обеспечить энергией частные постройки, не подключенные к централизованным сетям. Результат поможет сократить энергетические расходы дач и домов. Но для того чтобы воспользоваться перечисленными плюсами, надо точно знать, как сделать автономное электроснабжение частного дома. Ведь правда?

Мы расскажем об устройстве независимых систем энергоснабжения. У нас вы найдете основополагающие принципы устройства и важные нюансы организации подачи электричества в частные жилые объекты. Представленная нами информация тщательно проверена, систематизирована, сведения соответствуют строительным нормативам.

В предложенной нами статье досконально разобраны варианты устройства частных энергетических систем, приведены и оценены все возможные источники получения энергии. Подробно изложены принципы сооружения и действия автономного электроснабжения, представленные данные подкреплены фото и видео.

Общие требования к домашним автономным системам

Чтобы автономный комплекс корректно работал и производил объем энергии, полностью покрывающий потребности всех домашних устройств и предметов бытовой техники, перед монтажом оборудования проводят предварительный расчет общей мощности имеющихся в наличии электропотребителей.

К их числу относятся такие агрегаты, как:

• отопительная система жилого дома;
• холодильная техника;
• устройства по очистке/охлаждению воздуха;
• крупно- и мелкогабаритные бытовые приборы;
• насосный комплекс, осуществляющий поставку в дом воды из колодца или скважины;
• электрический инструмент для текущего ремонта, осуществляемого своими руками, и ухода за строениями и приусадебным участком.

Базовую мощность узнают из сопроводительных документов, выданных производителем и прилагающихся к каждому агрегату. Этот показатель у всех разный, но любые приборы и устройства одинаково требуют стабильной подачи энергии с определенной частотой электропотока и без перепадов напряжения.

В некоторых случаях учитывают еще и такой параметр, как синусоидальность формы переменного напряжения.

Данные о мощности приборов суммируют и таким способом выясняют, сколько реальных киловатт часов должна бесперебойно вырабатывать в день автономная электросистема. Рекомендуется превышать полученное число на 15-30%, чтобы в будущем иметь солидный запас на увеличение потребления энергии.

На следующем этапе определяют основные технические характеристики будущей энергосистемы. Эти параметры напрямую зависят от ее назначения.

Собираясь сделать резервный источник, подключающийся только в определенный момент, когда недоступно получение электричества через централизованные коммуникации, устанавливают предполагаемое время работы автономного оборудования, и на основании этих данных вычисляют нужную для нормального функционирования системы мощность.

Если же на «плечи» автономного оборудования планируют возложить все электрообеспечение в жилом помещении, хозяйственных постройках и на самом приусадебном участке, заранее четко высчитывают примерное дневное потребление.

На эту цифру накидывают еще 20-25% и таким способом получают фактическую базовую мощность, необходимую для полноценной работы коммуникационных сетей, оборудования и бытовой техники.

Имея на руках подробную техническую информацию, приступают к разработке проекта и выводят смету с полным объективным обсчетом предстоящих финансовых затрат на покупку агрегатов и оплату услуг по установке.

Специалисты, разумеется, справятся с монтажом быстрее и качественней, однако попросят за это солидную сумму. Домашние мастера тоже могут осилить основные части задачи, но для осуществления отдельных этапов все же разумнее будет пригласить профессионалов или хотя бы воспользоваться их советами.

Взвешенная оценка независимой системы

Современные системы для автономного электроснабжения используют самые разные ресурсы для выработки энергии. Это позволяет получать качественное электричество без перепадов даже в самых отдаленных и малонаселенных местах, куда еще не успели добраться все блага цивилизации.

Достоинства автономной электрики

Основное достоинство систем автономного электроснабжения – отсутствие норм потребления и платы за использованную энергию. Это позволяет обеспечить в жилом доме любой уровень комфорта, независимо от того, проходят ли рядом центральные коммуникации или нет.

Если предварительные расчеты мощности произведены верно и не занижены, система будет работать как часы и хозяева не столкнутся с такими проблемами, как неожиданное отключение электричества и перепады напряжения.

Сведется к нулю риск того, что бытовая техника, имеющаяся в жилом помещении, выйдет из строя или сгорит из-за неожиданного скачка мощности. Количество и качество получаемой электроэнергии всегда будет одинаковым и именно таким, как было запланировано изначально в проекте.

Оборудование, обеспечивающее независимые поставки электроэнергии, имеет высокий уровень надежности и крайне редко выходит из строя. Это преимущество сохраняет актуальность при соблюдении базовых правил эксплуатации и регулярном обслуживании отдельных элементов и всей системы целиком.

Кроме того, уже сегодня работают экспериментальные программы, позволяющие владельцам продавать излишки электроэнергии государству. Однако об использовании этой интересной возможности стоит подумать заблаговременно, еще на стадии разработки проекта системы электрообеспечения.

Дополнительно потребуется оформить пакет разрешительных документов, подтверждающих способность имеющихся в наличии приборов вырабатывать нужный объем энергии надлежащего качества.

Недостатки независимого электроснабжения

К минусам независимой системы электроснабжения относят довольно высокую стоимость оборудования и значительные расходы на эксплуатацию.

Электрики настоятельно рекомендуют хозяевам очень внимательно производить все расчеты и четко выяснять технические параметры запланированной к монтажу системы. Иначе может возникнуть ситуация, когда агрегат, производящий электроэнергию, выйдет из строя, так и не успев окупиться.

Ремонт автономного комплекса владельцы тоже осуществляют за свой счет, а эти услуги стоят значительных денег. Если же дом находится в отдаленном или труднодоступном районе, за мастерами придется поехать лично или дополнительно оплачивать выезд бригады на место.

Причем делать все понадобится достаточно быстро, так как домашние коммуникации и удобства, работающие на электроэнергии, в это время будут недоступны.

Значительно снизят шанс поломки автономных устройств регулярный профилактический осмотр и плановое техническое обслуживание действующих агрегатов, но и для этого может понадобиться визит специалистов, стоящий денег.

Конечно, часть таких работ хозяин сделает самостоятельно, но более серьезные моменты, требующие определенного опыта и специфических знаний, все равно повлекут за собой профессиональное вмешательство.

Определение наилучшего источника энергии

Выбор альтернативного источника энергии для автономного электрообеспечения жилого дома – очень важный и ответственный момент, требующий серьезного подхода.

К самым популярным и наиболее распространенным вариантам относятся:

• генераторы, работающие на дизельном топливе или бензине;
• солнечные батареи;
• аккумуляторы большого объема и мощности;
• гидроэлектросистемы;
• преобразователи ветряной энергии.

Каждый источник имеет собственные уникальные характеристики и особенности. Владельцам следует заранее с ними ознакомиться и на основании этой информации определить оптимальный вариант системы, способной удовлетворить все электрические нужды частного жилого дома.

Особенности работы генераторов

Генератор – это самый быстрый и простой способ обеспечить частный дом электричеством. Для работы агрегат использует бензин или дизельное топливо и в результате его сжигания выдает необходимое количество энергии.

Главным преимуществом является полная независимость устройства от сезонных изменений и погодных колебаний. К недостаткам относится обязательное наличие на участке специально оборудованного хранилища для топлива, рассчитанного на объем от 200 литров.

Чаще всего бензиновые и дизельные генераторные установки используют в качестве резервных или временных источников получения электроэнергии. Это обусловлено тем, что для полноценной работы приборы требуют значительных объемов горючего, стоимость которого постоянно увеличивается.

Само оборудование тоже имеет высокую цену и нуждается в профилактическом обслуживании. К более выгодным вариантам генераторных установок относят газовые агрегаты. Они не нуждаются в бесперебойных поставках горючего и не требуют наличия хранилища для топливных материалов.

Однако полноценную работу этих приборов обеспечивает такой пункт, как обязательное подключение к центральной газовой сети, что далеко не всегда является возможным и доступным.

Именно из-за этих сложностей генераторы редко выбирают в качестве основного источника для поставки электричества в частный дом.

Зато генераторы – идеальное решение для временного использования, к примеру, на время строительства загородного дома и оформления документов для его подключения:

Автономный дом: когда живешь и никому не должен

Отсутствие подведенных коммуникаций – не повод не купить понравившийся или доступный по деньгам загородный участок. А высокие цены на электроэнергию и другие энергоносители – лишь стимул поэкспериментировать и поизобретать то, что поможет жилью стать независимым, а владельцам – получить большую экономию на платежах за недвижимость. Опыт пользователей портала, новые предложения на рынке, интересные решения – в теме этой недели рассмотрим все, что нужно, чтобы сделать дом автономным.

Статьи:

Автономный дом: базовые принципы строительства. Нам предстоит построить автономный загородный дом, а это требует комплексного подхода. Тут и о должном утеплении нужно позаботиться, и знать, какие технологии использовать.

Обзор новинок для строительства автономного загородного дома. Источник бесперебойного питания, твердотопливный котел, дизельный генератор и домашняя солнечная электростанция. Представляем продукты, необходимые тем, кто создает автономное жилье.

Скорость, доступность, энергоэффективность – модульный каркасник от участника FORUMHOUSE. Модульный каркасный дом для постоянного проживания – рассказываем о великолепной работе умельца нашего портала.

Что делать, если на участке нет электричества. На помощь придет система электроснабжения (автономная) частного дома. Пользователи FORUMHOUSE рассказывают о системах автономного электроснабжения: от простых до самых сложных.

Отопление дома газовыми баллонами. Личный опыт. Не у каждого человека есть возможность подключиться к трубопроводу с «голубым топливом». Что делать, если газа в помещении нет, или его подключение не светит в ближайшей перспективе? Альтернативой станет сжиженный газ из баллонов.

Тепловой насос отопит дом. Опыт FORUMHOUSE. В последние годы в жилых домах все большее распространение получают тепловые насосы, как альтернатива классическим видам отопительных приборов. И среди пользователей FORUMHOUSE есть владельцы такого оборудования, готовые поделиться полезным опытом.

Выбор источника альтернативной энергии. Первоочередная задача любого загородного жителя – обеспечить свой дом теплом и светом. Уменьшить расходы на отопление помогут альтернативные источники энергии.

Видео:

Установка солнечных батарей. Для тех загородных домов и домиков, в которых отсутствует электрическая сеть, хорошим источником электроснабжения могут послужить солнечные панели. Специалист продемонстрирует монтаж системы автономного электроснабжения на фасад здания и подключение кабельных линий.

Тепловые насосы. Тепловые насосы придуманы уже более 100 лет тому назад. Это довольно оригинальное решение брать энергию из земли и преумножать её. Подведение газа представляет серьёзную проблему, а на отопление жилья электричеством уходит слишком много денег, поэтому стоит задуматься и рассмотреть этот вариант.

Альтернативное отопление. Комплекс систем. Тема использования альтернативной энергии с каждым годом все актуальней в мире, даже в многоквартирных домах. Для многих россиян этот вопрос особенно актуален. В этом сюжете рассмотрим необычный комплекс, состоящий из нескольких источников альтернативной энергии, таких, как гелиоколлектор и воздушный насос. Также рассматриваем вариант подключения теплового насоса.

Автономная канализация. Особенности выбора. Задумываясь об отводе канализации на участке, стоит внимательнее изучить рынок и присмотреться к современным очистным сооружениям. Автономная канализация является, пожалуй, самым популярным вариантом, но важно правильно выбрать установку.

Установка инвертора для котла. В этом сюжете мы расскажем вам о насущной проблеме каждого владельца частного дома: о бесперебойном электроснабжении котла и другого отопительного оборудования. Для того, чтобы пробоем с электричеством не возникало, нужно установить инвертор или источник бесперебойного питания. Как его выбрать, подобрать аккумулятор, правильно установить и какие условия обеспечить – расскажем по порядку.

Генераторы: выбор, особенности эксплуатации и обслуживания. Генератор – двигатель, который преобразует свою энергию в электричество. Он часто используется при строительстве «в поле», а также в тех загородных домах, где с постоянным электричеством существуют проблемы. Поговорим о том, как правильно выбрать генератор и как им нужно пользоваться.

Темы на форуме:

Простые технические решения для автономного дома. В этой теме участники портала рассматривают технические решения и требуемые материалы для энергообеспечения автономного дома, которые позволяют создавать простые и надежные системы отопления, вентиляции, электроснабжения и т. п., требующие минимального обслуживания за всё время эксплуатации дома. Создать автономный частный дом своими руками – можно, главное читать FORUMHOUSE.

От ветряка к солнечным батареям и далее. Как заставить ветер и солнце работать на себя, какое оборудование нужно для автономной жизнедеятельности дома – пользователи рассказывают о своем опыте приобретения и использования.

Уходим в автономку. Личный опыт. Участник портала Vit555, «всеми четырьмя упираясь, медленно, но верно приплывает к автономке». Как сделать автономный дом – читатели присоединились к обсуждению этой темы.

Газоснабжение сжиженным газом, газгольдеры. Здесь участники FORUMHOUSE делятся опытом организации автономной газификации на участке.

Горизонтальные ветрогенераторы своими руками – опыт форумчан. С момента, когда Aleksei2011 сделал первый «альтернативщик», прошло немало времени. Теперь топикстартер живет на даче, и электричество у него от самодельной ветросолнечной системы, состоящей из двух ветрогенераторов – это настоящий автономный жилой дом. За это время участник портала почерпнул много информации и немало «всяких экспериментов и выводов сделал».

Муки выбора ветряка. Где и какой ветрогенератор купить в Москве и на всем постсоветском пространстве, какова стоимость, какой мощности достаточно для его работы – в этой теме участники портала обсуждают, как достичь энергетической независимости на загородном участке.

Бурение скважины своими руками. И в тех случаях, когда на загородном участке нет центрального водопровода, и там, где вода вроде и проведена, но подается нерегулярно, поможет независимый источник водоснабжения. В этой горячей теме пользователи портала обсуждают, как самостоятельно пробурить скважину.

Выбор системы автономного или резервного электропитания. Что нужно, чтобы сделать собственную, независимую систему питания жилого дома – участники FORUMHOUSE делятся советами и опытом.

5 способов получить автономное электричество для частного дома

Плюсы автономного электроснабжения

Казалось бы, смысл в автономной системе электроснабжения только один – это когда рядом с домом нет ЛЭП, а тянуть собственную линию слишком дорого. Однако многие домовладельцы создают собственную систему электроснабжения даже в том случае, если уже подключены к общей системе.

Так в чем же выгода автономного электроснабжения?

• В независимости. Своя система защитит от отключений электроэнергии по различным поводам. Автономная система тоже не застрахована от аварий и других неприятностей, но если создать дублирующие устройства, то защищённость от случайностей достигнет максимума.
• В экономичности. Электроэнергия, подаваемая по единой системе, дорогая. Создание автономной системы тоже дело не дешёвое, но многие домовладельцы считают, что окупается она очень быстро, и столь же быстро становится делом не просто дешёвым, но и выгодным.
• В мобильности. Автономная система, построенная на нескольких источниках электроэнергии, позволяет быстро реагировать на ситуацию, оставаясь при свете в любых ситуациях.

Какой источник автономного электроснабжения выбрать

Получить электроэнергию можно даже от печки. Однако, если учесть фактор затрат времени и сил, то всерьез можно рассматривать только те источники, которые могут работать сами по себе. По этой причине самыми популярными являются следующие способы обеспечения дома электричеством.

1. Генератор на жидком топливе

Например газовые генераторы доступны в самых разных вариантах, но использовать их в качестве постоянного источника электроэнергии в жилом доме не целесообразно. Причина заключается в:

1. дороговизне горючего;
2. шумности работы генератора;
3. наличие выхлопных газов;
4. необходимости выделения для генератора отдельного помещения или навеса.

Цены генераторов на жидком топливе начинаются от 30 тысяч рублей. Однако дешевизна полученной электроэнергии иллюзорная, поскольку должна быть умножена на стоимость топлива.

На фото газовый генератор HONDA HG 5500 (SE) мощностью 4.0кВт, цена 121 тысяч рублей

2. Солнечная электростанция

Солнечная электростанция не требует внимания и топлива. Единственное, что им нужно – это интенсивный свет, а поскольку это топливо природа поставляет не регулярно, то и мощные аккумуляторы. При наличии последних в условиях климата с большим количеством солнечных дней обеспечить дом электричеством вполне возможно.

Цены на комплект солнечной электростанции начинаются от 130 тысяч рублей. Окупаемость высокая, поскольку некоторые модели могут без проблем работать тридцать лет.

На фото «Солнечная дача» мощностью 1,6 кВт/400Ач/1000 Вт, цена 160 тысяч рублей за комплект

3. Ветрогенератор

Ветрогенераторы не менее популярны, чем солнечные батареи. Однако они еще более зависимы от капризов погоды, поэтому полагаться только на этот источник энергии можно не везде.

Самые простые ветрогенераторы стоят от 30 тысяч рублей. Их можно использовать для локальной выработки электроэнергии, но решить проблему полного энергоснабжения дома они не смогут. Более мощные ветряные генераторы для полноценного обеспечения жилища электричеством (от 3 кВт) обойдутся в 150 тысяч и выше.

Полноценный ветрогенератор мощностью 10 кВт стоит не менее 500 тысяч рублей. При среднем домашнем потреблении 250 кВт в месяц и цене 4 руб/кВт, такой ветряк будет окупаться более 40 лет

4. Мини гидроэлектростанция

Для мини ГЭС необходим водоток с небольшим перепадом высот для обеспечения эффекта падающей воды. В месте такого перепада устанавливается небольшая турбина, и электричество будет поступать в ваш дом постоянно, а главное – бесплатно. Под миниГЭС можно использовать естественный ручей или речку, а можно прорыть небольшой канал, проходящий через ваш участок. Однако такая ГЭС будет работать только в тёплое время года, потом придётся перейти на другие источники.

Если собирать гидроэлектрастанцию на 3-5 кВт из подручных материалов, то стоимость устройства не превысит 20 тысяч рублей

5. Альтернативные источники малой мощности

Сюда можно отнести электричество из земли и атмосферное электричество. Рассчитывать на полноценное элетроснабжение в обоих случаях не приходится, но для «дачных» нужд такие источник вполне пригодны.

Автономное электричество для частного дома и квартиры

Сегодня мы поговорим про автономное электричество, какое оно бывает, как оборудовать дом таким источником электроэнергии, как проводить подбор оптимальных систем. И самое главное, «стоит ли овчинка выделки».

Особенности подключения к сетям ЛЭП

Без электричества сейчас трудно представить комфортабельное жилье. Благодаря ему жилище освещается, обогревается, выполняется готовка пищи, и нагрев воды. Вот только далеко не всегда есть возможность обеспечить электричеством жилье, особенно если дом находится далеко от города.

Многим владельцам загородных домов и дачных участков, особенно если они находятся далеко от цивилизации, приходится решать вопрос с энергообеспечением дома.

Самым распространенным решением является подключение дома к сетям ЛЭП, однако они далеко не везде имеются или же ближайшая линия находится на приличном удалении от дома.

В таком случае обеспечение электричеством дома может оказаться очень дорогим удовольствием. Ведь придется согласовывать вопросы по поставкам этого источника энергии с соответствующими органами, оплачивать установку подстанции и опор ЛЭП для подведения к дому.

И особенно неприятно то, что приобретаемое оборудование, причем за немалые деньги (подстанция, провода, опоры) перейдут на баланс местных энергосетей, то есть владельцем всего будут являться они, а владельцу дома еще придется и платить за поставки электроэнергии.

Поэтому такой вариант для многих может стать нецелесообразным, достаточно хлопотным и дорогостоящим.

Автономные источники электроэнергии

Второй вариант обеспечить загородный дом электричеством – использовать автономные источники энергообеспечения. Такими источниками могут стать ветер, солнце, вода и горючие материалы.

Используя автономное энергообеспечение, владелец дома становится полностью независимым в плане получения электроэнергии для потребления.

Не требуется никаких согласований, протяжки ЛЭП и т. д. Конечно, получение электроэнергии все равно будет связано затратами. И на начальном этапе они будут достаточно весомыми, поскольку необходимое оборудование стоит немало.

В дальнейшем необходимо еще и проведение обслуживания всех составляющих системы энергообеспечения, но в итоге все окупиться.

Коротко рассмотрим самые распространенные автономные источники электроэнергии.

Солнечные панели

Сейчас все большую популярность завоевывают солнечные источники электроэнергии. Суть такого источника проста – имеются полупроводниковые фотоэлементы, в которых при попадании на них солнечных лучей генерируется электрический заряд.

Количество вырабатываемой энергии напрямую зависит от площади фотоэлементов, поэтому они собираются в панели.

Панель площадью в 1 м. кв. способна выдать 100 Ватт мощности с напряжением 20-25 В.

Чтобы полностью обеспечить дом электричеством площадь панелей должна быть значительной.

Из положительных качеств такого источника электроэнергии является его долговечность, полная экологичность, бесшумность.

Панели требуют минимум обслуживания, а электроэнергия, выработанная ими, является полностью бесплатной и доступной.

Но есть и недостатки. Для обеспечения электроэнергии в необходимом количестве, площадь панелей может достигать значительных размеров, которые еще нужно и правильно расположить.

Энергия эта непостоянна. В солнечные дни панели будут работать с максимальным выходом, но бывают же и пасмурные дни. Поэтому общее количество выработанной электрической энергии зависит от того, сколько солнечных дней в году в регионе, где располагается дом.

Еще один недостаток, причем весомый – это стоимость панелей. Цена за каждый Ватт выработанной энергии составляет сейчас примерно 1,5 $, то есть только за панели, вырабатывающие 1 кВт электроэнергии, придется выложить 1,5 тыс. долларов. А еще потребуется покупать и остальное оборудование, необходимое для работы системы.

Ветроэлектрические установки

Вторая по популярности автономная система энергообеспечения – ветряная. Для получения электроэнергии используются ветрогенераторы.

По сути, это обычные генераторы, на ротор которых надеты лопасти. За счет ветра ротор вращается и происходит генерация электричества.

Из положительных качеств ветрогенераторов отмечается достаточно компактные размеры, относительная бесшумность работы, экологичность, долговечность. Также существует возможность самодельного изготовления такого генератора.

Но недостатков у ветряной системы больше. Первый из них – стоимость, обойдутся ветряные генераторы не дешево.

Учитывая то, что КПД ветрогенераторов невысокая, то для полного обеспечения дома электричеством, потребуется установка трех и более ветряков небольшой мощности или же одного, но достаточно производительного. И в обоих случаях затраты на приобретение будут значительными.

Опять же необходимо учитывать и климатические условия. В зонах, где средний годовой показатель скорости ветра не превышает 8 м/с, использовать ветрогенераторы будет нецелесообразно, поскольку они неспособны будут работать в оптимальном режиме.

Стоит также учитывать, что в дни полнейшего безветрия можно остаться без электричества, поэтому использовать ветряную автономную систему энергообеспечения лучше, если имеется резервный источник электроэнергии.

Топливные генераторные установки

Резервным источником электроэнергии могут стать генераторы, работающие на жидком или газообразном топливе (бензин, дизтопливо, газ).

Здесь все просто: установка состоит из двигателя внутреннего сгорания и генератора. Двигатель вращает ротор, и генератор вырабатывает энергию.

Полностью автономной такую систему назвать нельзя, все-таки необходимо топливо, которое еще и дорожает постоянно. Но как резервный источник электроэнергии такие генераторные установки являются самыми оптимальными.

В случае, когда пасмурная погода стоит уже несколько дней или же наблюдается безветрие, всегда можно запустить генераторную установку для восполнения заряда батарей.

Из положительных качеств генераторных установок, работающих от топлива, отмечается постоянная доступность электроэнергии, такие установки сравнительно дешевые, они обеспечивают хороший выход энергии.

К недостаткам же их относится потребность в топливе, что обеспечивает постоянные затраты. Такие установки не могут работать длительный период, а двигатели внутреннего сгорания требуют технического обслуживания.

Также для использования генераторных установок необходимо отведение отдельного помещения и организацию отвода выхлопных газов, ну и, естественно, ни о какой экологичности и речи быть не может.

Гидроэлектростанции

Реже всего в качестве автономного источника питания используется гидроэлектростанция по одной простой причине, далеко не у всех возле дома протекает река или мощный ручей.

Суть работы такой станции заключается в том, что вода вращает лопасти турбины, за счет чего генератор вырабатывает электричество.

Положительные качества гидростанций таковы: стабильная подача энергии круглосуточно, поскольку вода в реке или ручье не замедляет скорость движения. Такие станции полностью экологичны, долговечны и практически не требуют обслуживания.

Главным же их недостатком является необходимость установки на берегу реки или возле ручья. При этом скорость движения воды должна быть высокая.

Гидростанция способна вырабатывать энергию и при медленном движении воды, но в таком случае река зимой будет покрываться льдом, и использовать станцию уже не получиться.

Большая же скорость воды будет являться гарантией того, что река или ручей не перемерзнут. Второй недостаток – стоимость станции.

И все же концепция обеспечения дома автономной системой энергообеспечения является перспективной и многие ею интересуются.

Выше мы рассмотрели основные виды источников электричества, но их одних недостаточно, чтобы в доме была электроэнергия.

Дополнительно стоит отметить, что эффективность любой автономной системы зависит от правильности расчетов.

Особенности установки и эксплуатации автономных источников

Перед тем как приобретать и устанавливать любую из систем, нужно правильно произвести все необходимые расчеты ведь со временем количество потребителей электроэнергии в доме может увеличиться, к примеру вы решите установить систему обогрева кровли и водостоков и это нужно учесть в расчетах.

Рассмотрим для начала на примере солнечной системы.

Солнечная автономная система.

Все расчеты нужно начинать с подсчетов суммарного потребления электроэнергии в доме, то есть подсчитать мощность всех потребителей. При этом важно их разделить.

Дело в том, что часть потребителей электроэнергии без проблем работают от сети с постоянным током и напряжением в 12 или 24 В. Такими потребителями могут быть те же светодиодные лампы, которые лучше установить вместо обычных ламп накаливания. Да и вообще, все работы следует начинать с оснащения дома экономичными потребителями электроэнергии.

Исходя из суммарной мощности потребления тока, производится подбор аккумуляторных батарей и инвертора. И только после этого переходят к подсчету количества солнечных панелей, а также подбора контроллера.

Можно и не заниматься вычислением площади солнечных панелей, емкостью АКБ и инвертора.

Многие производители предлагают уже готовые комплекты, включающие все необходимое оборудование. При приобретении такого комплекта достаточно знать только суммарное потребление электроэнергии.

Причем при выборе комплекта важно учитывать, чтобы у него имелся некий запас по мощности, чтобы вся система не работала на предельных значениях. Общая стоимость такой системы во многом зависит от ее мощности.

Достаточно правильно выбрать место установки панелей, контроллера, АКБ и инвертора. Затем следует все правильно подсоединить.

Что касается техники безопасности при использовании такой системы, то сводится она к правильности размещения АКБ. Они хоть и являются герметичными и необслуживаемыми, но для них лучше отвести отдельное помещение, причем вентилируемое.

Важно обратить внимание на надежность крепления всех составных элементов, использование соответствующей проводки и правильности подключения элементов в систему.

С расчетов начинается и установка ветрогенераторов. Все начинается с расчета суммарной мощности потребителей электроэнергии. Исходя из этого уже и подбирается комплект, включающий все необходимое – ветроэлектрическую установку (ВЭУ), контроллер, АКБ, инвертор и остальные комплектующие.

При использовании такой системы важно подобрать место установки ВЭУ. Ветряки при работе издают шум, хоть и несильный, поэтому рекомендуется их устанавливать на определенном удалении от дома.

Что касается безопасности, то здесь все сводится к правильному монтажу мачты ВЭУ, поскольку она достаточно высокая.

Далее же безопасность сводится к правильному подключению и эксплуатации системы.

Топливные генераторные установки.

Генераторные установки – самые простейшие по монтажу. После подсчета суммарного потребления электроэнергии просто подбирается необходимая по мощности станция, работающая на предпочтительном для владельца дома топливе.

Оборудуются генераторно-аккумуляторные-инверторные системы.

Но обычно такие станции продаются отдельно, поэтому придется правильно подобрать контроллер, комплект АКБ и инвертор.

При использовании такой системы условия безопасности строже, чем у других систем.

Во-первых, генераторную установку необходимо устанавливать в отдельном помещении.

Во-вторых, должна быть организована система отвода отработанных газов.

В-третьих, должна соблюдаться правильность хранения горючих материалов.

Системы энергообеспечения, в которых используется гидроэлектростанции, рассматривать не будем, поскольку они применяются редко.

Подбор оптимальной системы

Теперь немного о том, какую систему лучше использовать в разных случаях.

На дачном участке или загородном доме можно использовать любое автономное энергообеспечение. Все зависит от климатических условий.

В южных регионах, где много солнечных дней в году, предпочтительнее использовать солнечную систему энергообеспечения, в северных же районах – ветряную.

При этом лучше сразу делать комбинированную систему, чтобы имелся резервный источник питания, и для этого отлично подходят установки, работающие на топливе.

Что же касается городских условий, то для автономного обеспечения энергией квартиры подойдут только солнечная и ветряная системы, основные элементы которой (панели, ВЭУ) можно установить на крыше здания.

Другие же автономные системы в квартирных условиях использовать не получится.

Подводим итог

Автономное электричество в доме является достаточно интересным решением. Но стоимость его пока достаточно высока, поэтому не всем будет по карману.

Но с другой стороны, при отсутствии подключения к промышленным ЛЭП, и больших расстояниях до цивилизации, лучше все же потратиться на автономное энергообеспечение, чем протянуть новую линию. Но в каждом отдельном случае хозяин дома принимает решение сам.

Автономное электроснабжение

Автономное электроснабжение – это комплексная система, состоящая из технических устройств, обеспечивающих производство и преобразование электрической энергии до параметров, соответствующих техническим характеристикам электрической сети потребителей, вне зависимости от внешних сетей электроснабжения.

Плюсы и минусы

У автономного электроснабжения есть свои достоинства и недостатки, которые свойственны именно подобным системам.

Так к плюсам такого вида электроснабжения, можно отнести:

• Способность работать вне зависимости от внешних электрических сетей.
• Отсутствие платы за потребленную электрическую энергию.
• Режим работы автономной системы соответствует режиму, разработанному пользователем, без внеплановых отключений и ремонтов, свойственных внешним электрическим сетям.
• Качество электрической энергии, вырабатываемой подобными системами, соответствует заявленным параметрам технических устройств, входящих в состав комплекта оборудования.

К недостаткам таких систем, относятся:

• Высокая стоимость оборудования.
• Работы по профилактике и обслуживанию лежат на пользователе таких систем, что определяет наличие определенных финансовых затрат, связанных с этими мероприятиями.

Кроме выше приведенных плюсов и минусов автономных систем электроснабжения, которые относятся ко всем видам систем подобного рода, у каждого конкретного вида, в зависимости от способа получения электрической энергии, есть свои специфические достоинства и недостатки. Это определяет их способность вырабатывать электрическую мощность в единицу времени и количество затрат, идущих на ее производство в этот период.

Виды систем и устройств

Системы автономного электроснабжения различаются по источникам энергии, которые посредством определенных технических устройств, преобразуются в электрическую энергию.

Видов таких систем всего три:

1. Дизель генераторы (бензиновые установки) – источником энергии служит жидкое топливо, при сжигании которого дизельный двигатель (двигатель внутреннего сгорания), приводит во вращательное движение генератор, вырабатывающих электрический ток.

Специфическими достоинствами именно этого вида установок являются:

• Способность работать вне зависимости от природных явлений, времени года и географического места расположения.
• Мобильность устройств, позволяющая быстро запустить оборудование, вне зависимости от места его расположения.
• Компактные размеры, которые определяет лишь мощность установки.
• Отсутствует необходимость в монтаже дополнительных устройств, обеспечивающих производство электрической энергии.

Недостатками таких установок, являются:

• Режим работы зависит от наличия запаса топлива.
• Работа осуществляется под контролем обслуживающего персонала или непосредственно самого пользователя данной системы.
• Стоимость топлива достаточно высока, что определяет большие финансовые затраты, связанные с эксплуатацией.
• Являются экологически не безопасными устройствами, при работе которых выделяются выхлопные газы и свойственные им вредные вещества.

1. Солнечная электростанция – источником энергии служит энергия солнца, под воздействием которой, внутри фотоэлементов, из которых собираются солнечные батареи (основной элемент установок подобного вида), происходит образование электрического тока. Принцип действия основан на свойствах полупроводников создавать разность потенциалов внутри фотоэлемента, обусловленной «p-n» проводимостью подобных материалов.

К достоинствам данного вида систем автономного электроснабжения относятся:

• Отсутствие необходимости в запасах топлива.
• Способность работать в автоматическом режиме.
• Отсутствие затрат на производство электрической энергии.
• Экологически чистый источник энергии.

Недостатками являются:

• Высокая стоимость комплекта оборудования.
• Цикличность работы, обусловленная наличием солнечного света.
• Зависимость от погодных условий, времени года и солнечной активности в месте расположения системы.

1. Ветровой генератор – источником энергии служит энергия ветра, под воздействием которого происходит вращение лопастей установки, которое предается на генератор, вырабатывающий электрический ток.

Достоинства и недостатки систем автономного электроснабжения, основанных на ветровых генераторах, аналогичны приведенным выше для солнечных электростанций, за исключением того, что их работа зависит не от солнечной активности, а от наличия движения воздушных масс в месте расположения оборудования.

Виды энергии и способы их решения

В зависимости от вида систем автономного электроснабжения (рассмотрены выше), определяется их комплектация, технические характеристики и перечень устройств, входящих в их состав.

Если для дизель- и бензо- генераторов все предельно просто, т.к. электрическая мощность зависит от механической мощности агрегата и эти же характеристики напрямую определяют габариты и вес установки, то для двух других видов систем, комплектация может быть различна, что и определяет их технические показатели.

Комплектация солнечных электростанций и их характеристики

Комплект солнечной электростанции состоит из следующих устройств и агрегатов:

• Солнечная батарея (панель) – является устройством, преобразующим энергию солнца в электрическую энергию.
• 
• Аккумуляторная батарея – является накопителем выработанной электрической энергии.
• Контроллер – электронное устройство регулирует режим работы солнечной электростанции, обеспечивая заряд накопителя электрической энергии и расход энергии, передаваемой к подключенной нагрузке.
• Инвертор – электронной устройство, обеспечивает преобразование накопленной энергии в параметры, соответствующие характеристикам сети потребителя.
• Соединительные провода и кабели – обеспечивают соединение всех устройств в единую цепь.
• Элементы защиты и коммутации – могут быть смонтированы в отдельных агрегатах, приведенных выше, а также отдельно установлены, в зависимости от конфигурации сети и ее технических характеристик.
• Механизмы крепления и позиционирования солнечных панелей в плоскостях пространства по отношению к солнцу (солнечные трекеры).

Основными параметрами, для данного вида систем автономного электроснабжения, определяющими все прочие технические характеристики, являются:

• Электрическая мощность, которая зависит от количества солнечных батарей, установленных в конкретной системе электроснабжения.
• КПД системы – зависит от типа солнечных батарей, а также наличия системы пространственного позиционирования.
• Геометрические размеры (площадь, занимаемая солнечными батареями) – зависят от количества солнечных батарей и места их расположения.

Комплектация ветровых установок и их характеристики

В комплект ветровых генераторов, также, как и в комплект солнечной электростанции, входят инвертор, контроллер и аккумуляторные батареи, выполняющие те же самые функции.

Отличие между этими системами автономного электроснабжения – в источнике энергии и устройствах его преобразования (ветровой генератор), а также в системе установки и позиционировании в пространстве (мачта крепления, конструкция и тип ветряка).

Параметрами, характеризующие данный вид систем автономного электроснабжения, являются:

• Электрическая мощность.
• КПД установок – зависит от типа ветрового генератора.
• Габаритные размеры – зависят от мощности ветряка, его типа и места расположения.

Средние цены

На рынке оборудования, позволяющего создать автономную систему электроснабжения, представлен достаточно широкий выбор товаров, которые отличаются своими техническим характеристиками, эксплуатационными показателями и стоимостью.

Наиболее простое решение, при создании подобных систем, это прибрести дизель генератор. В этом случае пользователь получает мобильную установку сразу готовую к эксплуатации, но обладающую всеми достоинствами и недостатками, о которых было написано выше.

Средняя стоимость на такие устройства, составляет, для:

• Дизель генераторов, мощностью 5,0 – 10,0 кВт – от 40000,00 рублей.
• Для агрегатов, работающих на бензине, мощностью 1,0 – 3,0 кВт – от 10000,00 рублей.

При приобретении прочих видов систем автономного электроснабжения, кроме приобретения комплекта оборудования, придется выполнить и его монтаж. Средняя стоимость комплектов оборудования, без учета стоимости строительно-монтажных работ составит, для

• солнечных электростанций, мощностью 1,5 кВт – от 35000,00 рублей.
• ветровой установки, мощностью 2,0 кВт – от 120000,00 рублей.

Автономное электроснабжение загородного дома, готовые решения

Компании, занимающиеся реализацией автономных системе электроснабжения, в том числе и с использованием альтернативных источников энергии, каковыми являются энергия солнца и ветра, предлагают готовые комплекты оборудования, которые способны работать сразу после выполнения монтажных работ.

Это могут быть комплекты солнечных электростанций или ветровых энергетических установок, различной комплектации и обладающие разными техническими характеристиками.

На солнечных батареях

Одним из готовых решений, в области решения задачи автономного электроснабжения загородного дома, является комплект оборудования, в котором источником энергии является солнце, а устройством, преобразующим его энергию в электрический ток – солнечные батареи.

Схематично устройство солнечного комплекта, выглядит следующим образом:

Среди товаров этой группы, представленных на отечественном рынке, популярностью пользуется модель солнечной электростанции «Белые ночи-1500W-100х2P», производства «IKAR FIRM» (Россия), стоимостью от 38000,00 рублей.

В состав комплекта входят:

• Две поликристаллические панели мощностью 100,0 Вт каждая;
• Контроллер заряда;
• Инвертор;
• Комплект специальных соединителей (коннекторов), обеспечивающий соединение солнечных панелей в единую цепь;
• Соединительные провода и кабели;
• Крепежные элементы.

Технические характеристики солнечной электростанции, модель «Белые ночи-1500W-100х2P»:

• Рабочее напряжение – 12,0 В (постоянного тока).
• Номинальная мощность солнечных панелей: 2 х 100 Вт.
• Напряжение на выходе – 220 В, частотой 50 Гц.
• Номинальная мощность – 1,5 кВт.
• Рабочая температура окружающего воздуха – от 0°C до +40°C.

Создать полностью автономную систему электроснабжения с использованием одного источника альтернативной энергии (солнечная электростанция, ветровой генератор), достаточно сложно, что обусловлено недостатками каждого из видов подобных установок.

Для решения этой задачи, используют несколько источников энергии одновременно. Это может быть схема:

• Солнечная электростанция + ветряк;
• Солнечная электростанция + дизель генератор;
• Ветровая установка + дизель генератор.
• Солнечная электростанция + ветряк + дизель генератор.

Схематично это выглядит следующим образом:

Использование подобных схем, позволяет обеспечить электроснабжение загородного дома в автономном режиме по отношению к внешним источникам электрической энергии.

Как сделать своими руками

Автономную систему электроснабжения можно смонтировать и самостоятельно, не прибегая к услугам специализированных организаций.

В этом случае все будет зависеть от выбранной схемы электроснабжения (из рассмотренных ранее). Так такие элементы, как солнечная батарея и ветровой генератор, можно собрать из комплектующих заводского изготовления или имеющихся в наличии. Правда в этом случае, мощность будет незначительная, что создаст определенные трудности при подключении большого количества электроприемников.

Прочие элементы системы: контроллер, инвертор – лучше всего приобрести заводского изготовления, хотя, имея навыки работы с паяльником и зная основы электротехники, можно собрать и их, благо принципиальных схем устройств данных типов достаточно много.

Дизель генератор или его бензиновый аналог, собрать сложно, это обусловлено специфичностью комплектующих этих аппаратов (двигатель, генератор), которые легче приобрести, чем конструировать самостоятельно.

Зная установочную мощность электрических устройств и конфигурацию электрической сети, можно подобрать требуемое оборудование, чтобы оно соответствовало по параметрам (мощность и напряжение) и условиям работы предъявляемым требованиям, после чего собрать такую систему, способную работать в автономном режиме.

Выгодно ли это?

Насколько выгодно иметь автономную систему электроснабжения решает для себя каждый пользователь индивидуально, в зависимости от внешних факторов и условий, как-то: наличие внешних электрических сетей и стоимость электрической энергии, реализуемой энергоснабжающими организациями в конкретном месте проживания. А также от финансовых возможностей пользователя и его личных предпочтений.

Кроме этого, за создание автономных сетей выступают их достоинства, а против – их недостатки, что в конечном итоге и определяет целесообразность создания автономных сетей электроснабжения.

Автономное электроснабжение загородного дома своими руками

Без надежного электроснабжения невозможна нормальная работа коммуникаций и систем жизнеобеспечения частных домов. Особенно это касается насосных систем для подачи воды и другого оборудования. Однако далеко не везде возможно подключение центральной подачи электричества, поэтому многие хозяева предпочитают использовать автономное электроснабжение частного дома, с помощью которого решаются все проблемы. Автономные системы отличаются стабильным напряжением, отсутствием коротких замыканий, возможностью полного управления производством и подачей электроэнергии.

Требования к автономному электроснабжению

Одним из условий нормального жизнеобеспечения частного дома считается устойчивая, бесперебойная подача электроэнергии ко всем установленным бытовым приборам и оборудованию. Полностью этим требованиям соответствуют источники автономного электроснабжения, стабильно вырабатывающие электричество, независимо от каких-либо внешних факторов. При выборе того или иного варианта, необходимо учитывать степень влияния автономных систем на окружающую среду.

Окончательный выбор автономного источника электроэнергии осуществляется в соответствии с суммарной мощностью потребителей, находящихся в доме. Это системы тепло- и водоснабжения с насосным оборудованием, кондиционеры, различные виды крупной и мелкой бытовой техники. Независимо от мощности потребителей, к сети электропитания предъявляются общие требования.

В обязательном порядке предварительно определяется суммарная мощность, которая сравнивается с возможностями выбираемой системы автономного электроснабжения. Рекомендуется увеличить этот показатель примерно на 15-25%, чтобы в перспективе можно было увеличить потребление электроэнергии.

Требования к системе и ее технические характеристики полностью зависят от дальнейшего использования и возложенных задач. То есть, это может быть полностью автономное питание или только резервный источник электричества, функционирующий в период отключения центральной сети. Во втором случае обязательно устанавливается продолжительность работы дублирующей системы на время отсутствия основного электричества.

Выбор той или иной автономной системы нужно делать с учетом реальных финансовых возможностей хозяев дома. В бюджете проекта определяется стоимость приобретаемого оборудования, а также выполняемые работы. Многие пытаются создать автономное электроснабжение загородного дома своими руками, однако в этих случаях требуются специальные знания теории и практики, навыки работы с инструментом, наличие определенного опыта монтажа подобных систем. Некачественная сборка приведет к нестабильной работе дорогостоящего оборудования и его быстрому выходу из строя.

Достоинства и недостатки автономных систем

Достоинством большинства подобных систем считается бесплатная электроэнергия, полученная альтернативным путем. За счет этого получается существенная экономия денежных средств и полная независимость от централизованного снабжения.

Благодаря предварительным подсчетам и проектированию с учетом суммарной мощности потребителей, удается добиться высокого качества производимой электрической энергии. Полностью исключены перепады напряжения и неплановые отключения от сети. Само оборудование автономных систем отличается высоким качеством и очень редко ломается и выходит из строя.

Существует несколько специальных программ, в соответствии с которыми часть лишней электроэнергии может быть продана государству. Решение данного вопроса начинается еще на стадии проектирования автономного электроснабжения, где возможные излишки предусматриваются заранее. Кроме того, потребуется разрешительная документация, подтверждающая выработку электроэнергии установленного качества и в нужном количестве.

Тем не менее, у автономных систем имеются определенные недостатки, в первую очередь связанные с высокой стоимостью оборудования и значительными расходами по его эксплуатации. Поэтому при выборе основного оборудования и дополнительных материалов нужно учитывать все факторы, чтобы система проработала установленный срок и полностью окупила себя. С этой целью рекомендуется проводить регулярный профилактический осмотр и техническое обслуживание с привлечением квалифицированных специалистов.

Каждая система автономного электроснабжения обладает своими достоинствами и недостатками, которые наиболее ярко проявляются в конкретных условиях эксплуатации.

Бензиновые и дизельные генераторы

Любые виды генераторов могут использоваться в качестве основных или резервных источников питания. Во втором случае они применяются при отсутствии электроэнергии в центральной сети. Данные агрегаты получили широкое распространение на дачах и в загородных домах, где нередко случаются перебои с электричеством. С помощью генераторов возможно создать надежное автономное электроснабжение частного дома, позволяющее сохранить комфортные условия в любой ситуации. Современный рынок представляет большое количество бензиновых и дизельных генераторов, каждый из которых имеет определенные достоинства и недостатки.

Основными плюсами бензиновых агрегатов являются их сравнительно небольшие размеры, обеспечивающие компактность и мобильность. Они отличаются низким уровнем шума, экономичным расходом топлива, легким пуском двигателя в холодное время. Большое значение имеет сравнительно низкая цена. Некоторые бензогенераторы комплектуются топливными баками с увеличенным объемом, защитными кожухами от шума и непогоды, стартерами и системой автоматического ввода резерва.

В качестве недостатка можно отметить слабую мощность бензиновых генераторов, которая не превышает 15 кВт. Все приборы освещения, бытовая техника и оборудование должны иметь суммарную мощность, не превышающую параметры генератора. Бензиновые агрегаты могут непрерывно работать от 4 до 11 часов при 100% нагрузке. Если нагрузку уменьшить до 75%, то продолжительность работы увеличивается. При заранее известных высоких нагрузках, рекомендуется использование дизельного генератора.

Дизельные установки имеют более высокий моторесурс и мощность, они могут непрерывно эксплуатироваться в течение продолжительного времени. Одним из основных преимуществ считается экономный расход топлива. Однако по сравнению с бензиновыми, дизельные генераторы обладают большими габаритами и стоят значительно дороже. Для их запуска в холодное время требуется обязательный предварительный подогрев. Такие установки хорошо зарекомендовали себя в условиях непрерывной продолжительной эксплуатации, когда становится заметна существенная экономия дизельного топлива.

Поэтому при решении вопроса, какой генератор выбрать, бензиновый или дизельный, нужно в первую очередь учитывать конкретные условия эксплуатации. Если установка требуется от случая к случаю, можно вполне обойтись бензиновым агрегатом. Однако постоянное электроснабжение обеспечивается только дизельным генератором.

Плюсы и минусы солнечных батарей

Применение солнечных батарей возможно в любое время года. Тем не менее, максимально эффективно они могут работать лишь при ясном безоблачном небе и прямом попадании солнечных лучей на рабочую поверхность. В пасмурную погоду электрическая энергия продолжает вырабатываться, но уже не в таких количествах из-за резкого снижения производительности солнечных батарей.

После того как электрическая энергия оказалась произведенной, ее необходимо донести до потребителя. В связи с этим, кроме самих батарей потребуется специальное дополнительное оборудование:

• Инвертор. Данный прибор преобразует постоянный ток 12-24 В, вырабатываемый солнечными панелями, в переменный ток с частотой 50 Гц, пригодный для питания бытовых приборов и оборудования.
• Комплект аккумуляторов. Выработка солнечной энергии происходит не равномерно. В часы пик ее бывает слишком много, а в вечернее и ночное время электричество вообще не вырабатывается. Определенное количество электроэнергии накапливается в аккумуляторах в течение светлого времени суток, после чего в ночное время она отдается потребителям. Не рекомендуется пользоваться обыкновенными автомобильными аккумуляторами, которые выходят из строя через 2-3 года работы.
• Контроллер. Обеспечивает полноту зарядки аккумулятора, предупреждает его перезарядку и закипание.

Все составляющие вместе образуют своеобразную солнечную электростанцию. Выбор необходимого оборудования осуществляется в зависимости от потребностей и количества работающих электроприборов. Поэтому следует заранее определить их полный перечень, с учетом целесообразности использования каждого прибора и возможности альтернативной замены. Например, вместо электрического чайника можно использовать газовую плиту.

После определения минимального перечня нагрузок производится выбор солнечных батарей с соответствующей мощностью. Необходимо учитывать, что система автономного электроснабжения дома с их помощью не решает всех проблем электроснабжения. Солнечные батареи устанавливаются не для экономии энергоресурсов, а для обеспечения комфортного проживания при отсутствии централизованных поставок электричества. В связи с высокой стоимостью оборудования один киловатт выработанной энергии также стоит недешево и составляет примерно 25 рублей. Это в несколько раз выше стоимости электроэнергии, производимой централизованно. Снижение себестоимости возможно лишь при условии низких цен на оборудование, что в ближайшей перспективе пока невыполнимо.

Использование ветровых генераторов

До недавних пор ветровые генераторы в частных домах были скорее экзотикой, нежели постоянным источником энергоснабжения. Однако в настоящее время ветрогенераторы все чаще встречаются на загородных участках.

Принцип действия этих устройств заключается в следующем: за счет ветрового потока вращаются лопасти, установленные на валу генератора. В результате, происходит выработка переменного тока. Полученное электричество поступает в аккумуляторные батареи, где аккумулируется и сохраняется, а затем по необходимости подается к бытовой технике в качестве питания. Данная схема работы простая и очень условная, поскольку в реальных условиях необходимы приборы и оборудование, выполняющие преобразование электрического тока.

В электрической цепи после генератора устанавливается контроллер, участвующий в преобразовании переменного тока в постоянный, необходимый для зарядки аккумуляторов. Однако бытовая техника не может работать на постоянном токе, поэтому после батареи устанавливается инвертор, выполняющий обратную операцию по преобразованию постоянного тока в переменный, с напряжением 220 вольт. Данные преобразования приводят к потерям выработанной электроэнергии, в количестве 15-20%. Если же ветровой генератор используется в комплексе с другими устройствами, электрическая схема дополняется автоматическим вводом резерва, переключающим их между собой по мере необходимости.

Для получения максимальной мощности лопасти генератора должны размещаться вдоль ветрового потока по принципу работы флюгера. С этой целью вертикальная лопасть закрепляется на противоположном от лопастей конце. Под действием ветра она обеспечивает разворот генератора в нужную сторону. На установках повышенной мощности устанавливаются поворотные электромоторы.

Инверторы в частных домах

Инверторы могут быть использованы только в качестве дополнительного резервного источника питания при наличии централизованного электроснабжения. В случае отключения напряжения внешней сети все приборы и оборудование, установленные в доме переходят на работу от аккумуляторов источника бесперебойного питания. После восстановления подачи электроэнергии, все потребители вновь подключаются к внешней сети.

Комплексным источником бесперебойного питания служит инвертор, преобразующий постоянное напряжение аккумуляторов в переменное напряжение 220В. Сами батареи выдают напряжение 12 или 24 вольта. В период централизованного электроснабжения инвертор вновь переходит в режим зарядки аккумуляторов от внешней сети. Таким образом, он постоянно соблюдает дежурный режим и отслеживает падение внешнего напряжения. В случае отключения электричества, он практически мгновенно подхватывает падение нагрузки и предотвращает отключения приборов.

Инверторы могут заряжать аккумуляторы не только от внешней сети, но и от других источников питания – генераторов, солнечных батарей, ветряных генераторов и других. Современные инверторные установки способны обеспечить электроэнергией любые домашние бытовые приборы. С их помощью поддерживается работоспособность систем освещения, водоснабжения и отопления. Осуществляется питание и различных коммуникаций – интернета, телефона и других.

Для инверторов не требуются специальные помещения, оборудованные вентиляцией, они не создают шума, не требуют постоянного обслуживания. Они более устойчивы к перегрузкам во время переключения мощных приборов. Все эти преимущества обеспечивают устойчивую и безупречную работу всего подключаемого оборудования.

Автономные системы электроснабжения

Инверторные системы электроснабжения для коттеджа

Стабилизатор напряжения для загородного дома