Автономное энергоснабжение для частного загородного дома, тип питания

Проживание на окраине города или в отдаленных малонаселенных районах – гарантия тишины, полного покоя и благоприятной экологии. Но строительство в таких районах зачастую сопровождается множеством сложностей из-за проблем с инфраструктурой и различными коммуникациями. Самая острая из них – отсутствие электричества; важно сначала решить эту проблему.

Как известно, долгосрочный монтаж линий электропередачи от централизованной сети обходится слишком дорого. Гораздо дешевле будет организовать бесперебойное автономное электроснабжение дома. Сделать это не так уж и сложно, если внимательно прочитать возможные варианты и выбрать для себя наиболее выгодный.

Установка автономного электроснабжения — единственный вариант, когда подключение к централизованной сети трудоемко, невыгодно и проблематично

Требования к домашним независимым комплексам

Прежде чем покупать оборудование для снабжения дома электроэнергией, следует рассчитать необходимый объем, который покроет потребности всей бытовой техники и других бытовых электроприборов. Для этого рассчитывается суммарная мощность всех имеющихся электропотребителей. Наиболее распространенными из них являются:

• холодные и морозильные помещения;
• отопительная система;
• кондиционер;
• бытовая техника;
• насос (для подачи воды из колодца в здание);
• инструмент.

Базовую мощность любого устройства можно узнать из инструкции, прилагаемой к нему производителем. Этот показатель индивидуален для разных агрегатов. Но всем устройствам абсолютно необходимо стабильное питание; перепады напряжения для них недопустимы.

Полученные данные суммируются, в результате чего узнают примерно, сколько киловатт-часов должна вырабатывать автономная электросистема ежедневно. Рекомендуется увеличить это число на 20-25%, чтобы иметь небольшой запас на увеличение энергопотребления.

Общее энергопотребление в доме зависит от используемых электроприборов, их моделей, а также постоянного количества жителей.

Плюсы и минусы внедрения автономного питания

Неоспоримыми преимуществами установки индивидуальной электрической сети являются:

• независимость от основного источника питания;
• минимальная стоимость одного киловатта электроэнергии;
• стабильность электроснабжения;

Наличие автономного источника электропитания в доме позволяет бесперебойно получать электроэнергию даже тогда, когда другие временно лишены этой возможности из-за ремонта на линиях электропередачи.

Ошибка:

• высокая цена оборудования;
• расходы на обслуживание системы оплачиваются самими пользователями;
• необходимо пространство для размещения самостоятельного комплекса.

Описанные выше положительные и отрицательные стороны автономного электроснабжения относятся ко всем типам существующих систем. При этом каждый из них дополнительно имеет свои индивидуальные преимущества и недостатки. Последнее в некоторой степени влияет на вырабатываемую электрическую мощность в единицу времени и на затраты производства.

Используя автономное энергоснабжение, владелец дома становится полностью независимым в получении электроэнергии для потребления

Какой источник автономного электроснабжения выбрать

Вы даже можете получить электричество от печи. Но если принять во внимание фактор времени и усилий, то серьезно можно рассматривать только те источники, которые способны работать самостоятельно. По этой причине наиболее популярными являются следующие способы электроснабжения вашего дома.

1. Генератор на жидком топливе

Например, газогенераторы выпускаются в самых разных вариантах, но использовать их в качестве постоянного источника электроэнергии в жилом доме нецелесообразно. Причина в следующем:

1. высокие затраты на топливо;
2. шум генератора;
3. наличие выхлопных газов;
4. необходимость выделения под генератор отдельного помещения или сарая.

Цены на генераторы на жидком топливе начинаются от 30 тысяч рублей. Однако дешевизна вырабатываемой электроэнергии иллюзорна, поскольку ее необходимо умножить на стоимость топлива.

На фото бензогенератор HONDA HG 5500 (SE) мощностью 4,0 кВт, цена 121 тысяча рублей

2. Солнечная электростанция

Солнечная электростанция не требует внимания и топлива. Все, что им нужно, — это интенсивный свет, а поскольку природа не снабжает его регулярно этим топливом, необходимы еще и мощные батареи. При наличии последнего в климате с большим количеством солнечных дней вполне возможно обеспечить дом электричеством.

Цены на комплект солнечной электростанции начинаются от 130 тысяч рублей. Окупаемость высокая, так как 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 больше зависят от капризов погоды, поэтому полагаться только на этот источник энергии не везде возможно.

Самые простые ветрогенераторы стоят от 30 тысяч рублей. Их можно использовать для местного производства электроэнергии, но они не смогут решить проблему полноценного энергообеспечения дома. Более мощные ветрогенераторы для полного обеспечения дома электроэнергией (от 3 кВт) обойдутся в 150 тысяч и выше.

Полноценный ветрогенератор мощностью 10 кВт стоит минимум 500 тысяч рублей. При среднем бытовом потреблении 250 кВт в месяц и цене 4 руб/кВт такой ветряк окупит себя более чем за 40 лет

4. Мини гидроэлектростанция

Для мини-ГЭС необходим водоток с небольшим перепадом высот, чтобы обеспечить эффект падающей воды. На месте такой разницы устанавливается небольшая турбина, и электричество в ваш дом будет поступать постоянно, а главное бесплатно. Вы можете использовать природный ручей или реку в качестве мини-гидроэлектростанции или вырыть небольшой канал, проходящий через вашу территорию. Однако такая ГЭС будет работать только в теплое время года, тогда придется переходить на другие источники.

Если собрать гидроэлектростанцию ​​мощностью 3-5 кВт из подручных материалов, стоимость устройства не превысит 20 тысяч рублей

Виды альтернативных источников энергии

Современные технологии позволяют получать электроэнергию от следующих автономных энергосистем:

• генераторы (дизельные, газовые, бензиновые);
• солнечная энергетическая установка;
• ветрогенераторы.

Вышеуказанное оборудование отличается ценой и экономичностью. Кроме того, для установки каждой из перечисленных установок важно соблюдать определенные условия, что иногда невозможно. Все зависит от расположения места, местного климата и других факторов.

Эффективность использования тех или иных альтернативных источников энергии напрямую зависит от региона, в котором требуется установка.

Электрогенераторы

Современные генераторные установки считаются самыми надежными и имеют самую низкую цену (по сравнению с другими независимыми системами). Но стоимость одного киловатта энергии чрезвычайно высока. Такие устройства содержат двигатель внутреннего сгорания. Он подключен к катушке, которая, когда она не скручена, генерирует электрическую энергию.

При организации резервного автономного электроснабжения генераторы подключаются к электрической сети параллельно. Также в них встроена система автоматического подключения, которая запускает устройство при потере контакта с централизованной электросетью. Электрогенераторы можно настроить под необходимые параметры. Например, включить автономную систему можно уже через несколько минут после отключения электроэнергии. В результате нет необходимости запускать устройство вручную, а также останавливать его при восстановлении центрального электроснабжения.

Основные преимущества современных генераторных установок:

• мобильность;
• относительно небольшие габариты, на которые влияет только мощность устройства;
• нет необходимости устанавливать вспомогательные устройства, обеспечивающие выработку электроэнергии;
• работа независимо от погоды, сезона, местоположения.

Ошибка:

• шумная работа в зависимости от наличия качественного топлива;
• затруднен запуск в холодное время года (больше всего это касается дизельных агрегатов);
• необходим постоянный контроль;
• необходимость ручной заправки бака;
• высокая стоимость топливных материалов.

Обратите внимание на следующее! Электрогенераторы, работающие на бензине или дизельном топливе, не являются экологически чистыми. В процессе эксплуатации в атмосферу выбрасываются вредные вещества. Последнее следует учитывать, выбирая для себя наиболее подходящую систему автономного электроснабжения.

Работа любого электрогенератора требует периодического ручного заполнения бака

Бензиновые

Это чрезвычайно компактные устройства. Малые модели имеют малую мощность и поэтому способны работать лишь с несколькими маломощными устройствами (например, телевизором, лампами). Более серьезные генераторы производят достаточно электроэнергии, чтобы полностью использовать всю домашнюю технику. Их мощности достаточно для подключения духовки, микроволновой печи или водонагревателя.

Во время работы бензиновый генератор требует остановки: он использует воздушное охлаждение, поэтому через 6 часов непрерывной работы перегревается.

Дизельные

Очень громоздкий, но более выгодный (по сравнению с бензином) в финансовом отношении, если учитывать соотношение затрат на топливо к полученной прибыли. Дизельные агрегаты редко используются для обеспечения полностью автономного электроснабжения. Высокие затраты на электроэнергию вынуждают использовать такие генераторы только в качестве резервного источника на случай перебоев в центральной электросети.

Дизель-генератор может работать непрерывно все необходимое время

Видео описание

Какой генератор выбрать: дизельный или бензиновый?

Солнечные батареи

Главным преимуществом таких независимых электростанций является разумная стоимость одного киловатта электроэнергии. Для правильного функционирования им требуется только бесплатная энергия Солнца. Принцип работы таких установок заключается в преобразовании фотонов света в электрический заряд.

Чтобы солнечные панели производили необходимую мощность для питания бытовой техники, площадь должна быть большой. На 1 м2 поверхности такой установки производится ок. 100 Вт, при этом напряжение ок. 25 В. Этого как раз достаточно для медленной зарядки аккумулятора и питания ламп.

Солнечные батареи — это устройства, которые собирают световую энергию солнечных лучей и преобразуют ее в электрический ток.

Чтобы добиться требуемых параметров электрического тока, необходимо установить дополнительное оборудование: преобразователь, аккумуляторы, контроллер. Первый преобразует постоянное напряжение в переменное; оно должно соответствовать тем же показателям, что и электричество 220 В от централизованной сети. Чтобы воспользоваться всеми преимуществами электростанции, избыточную энергию необходимо хранить для будущего полезного использования.

Солнечные панели позволяют вырабатывать электроэнергию только днем ​​при ярком естественном освещении. Ночью такие устройства совершенно бесполезны. Для решения этой проблемы используется контроллер: он заряжает аккумуляторы. Собранная на нем избыточная электроэнергия расходуется в темное время суток; утром заряд пополняется от возобновивших работоспособность панелей.

К преимуществам вышеописанного типа автономного электроснабжения дома относятся:

• автоматический режим работы;
• никаких дополнительных затрат;
• экологичность;
• не требуется запас топлива.

Ошибка:

• эффективность установки зависит от активности солнца, местности, где расположена система и времени года;
• значительные затраты на оборудование;
• частота эксплуатации в зависимости от наличия обильного солнечного света;
• панели занимают много места и их необходимо устанавливать на открытой площадке.

Важно! Поверхности работающих солнечных батарей необходимо периодически очищать от скоплений пыли. В противном случае эффективность их работы будет снижена.

Солнечные панели, установленные на крыше дома, не занимают полезного места и очень эффективны

Солнечные панели. Мифы и реальность.

Многие недостатки таких электростанций легко решаемы. Проблемы с размещением этого оборудования полностью исчезают, если организовать установку на крыше. Он не занимает полезного пространства, а находящиеся рядом коммерческие постройки и садовые деревья не создают тени. Учитывая значительную стоимость системы, важно отметить: современные солнечные панели имеют огромный ресурс, поэтому успевают окупить себя до конца срока службы.

Кроме того, нужно учитывать: такой источник автономного электроснабжения дома предполагает достаточно частую зарядку и разрядку аккумулятора. По этой причине ресурс быстро уменьшается. Чтобы иметь необходимое питание в ночное время, аккумулятор придется часто менять.

Солнечные панели, установленные на крыше дома, не занимают полезного места и очень эффективны

Ветрогенераторы

Современные ветряные турбины являются эффективными независимыми источниками энергии. Как и солнечные панели, они дорогие, но более компактные. Ветровые турбины и топливные электрогенераторы в чем-то схожи, хотя первые работают за счет вращения лопастей ветром, вторые — за счет работы двигателя. Сходство ветряных турбин и солнечных батарей заключается в необходимости использования абсолютно одинаковых элементов: аккумуляторов, контроллера, инвертора.

Гораздо дешевле содержать ветрогенератор, чем обслуживать генераторы, работающие на дорогом топливе. Ветровые турбины во многом уступают более популярным сегодня солнечным панелям, но в некоторых случаях их целесообразнее использовать.

Для достижения максимального эффекта ветрогенераторы необходимо располагать вдоль направления ветра

Основные преимущества ветрогенераторов:

• разумная цена за киловатт электроэнергии;
• ремонтопригодность;
• установка не требует большой площади.

Недостатков у ветрогенераторов значительно больше. Среди наиболее важных стоит отметить следующие:

• нестабильность энергоснабжения (не всегда бывают сильные ветры);
• проблемы с обслуживанием (из-за расположения на возвышенности);
• шум;
• создавать нарушения, влияющие на функционирование связи;
• необходимость расположения на расстоянии (более 20 м) от построек и высоких деревьев.

Чрезвычайно важно, чтобы все ветряные турбины регулярно обслуживались, иначе со временем они станут очень шумными. Шум создают изношенные подшипники, а также ветер, соприкасающийся с лопастями.

Ветрогенераторы, предназначенные для установки на крыше, имеют низкие начальную скорость ветра и уровень шума, а также полностью безопасны.

Видео описание

Ветрогенератор. Преимущества и недостатки.

Автономное электроснабжение дома: готовые решения

Организации, занимающиеся продажей независимых источников питания, предлагают готовые комплекты устройств, способные работать сразу после установки. По большей части это всевозможные комплексы солнечных электростанций, ветрогенераторов и других устройств, имеющих совершенно разные технические параметры.

На солнечных батареях

Один из готовых вариантов автономной системы электроснабжения дома – это высокоэффективное оборудование, использующее солнечную энергию и преобразующее ее в электроэнергию с помощью солнечных батарей. Схематически этот процесс показан на рисунке ниже.

Солнечные батареи генерируют постоянный ток, который затем преобразуется в переменный ток (используемый в быту) с помощью инвертора.

На современном рынке достаточно востребована электростанция Белые Ночи 1500 Вт-100х2П производства российской компании ФИРМА ИКАР. В набор входят:

• поликристаллические панели – 2 шт;
• инвертор;
• контроллер зарядки;
• набор разъемов, предназначенных для соединения панелей;
• кабель;
• фиксирующий агент

Технические характеристики:

• рабочее напряжение – 12 В;
• номинальная мощность каждой батареи – 100 Вт;
• рекомендуемая температура воздуха – 0-40°С;
• выходное напряжение – 220 В, частота – 50 Гц;
• номинальная мощность – 1,5 кВт.

Автономное электроснабжение, созданное с использованием одного источника альтернативной энергии, как правило, не всегда надежно. Это связано с наличием дефектов у всех типов устройств. Поэтому для решения такой задачи часто используют одновременно несколько вариантов. Например:

• солнечная электростанция, дизель-генератор или ветряная турбина;
• дизельный электрогенератор, ветряная турбина.

Использование различных конфигураций позволяет оборудовать безаварийную систему автономного электроснабжения вашего дома.

Комплексное использование солнечных батарей и ветряка позволяет организовать бесперебойное автономное электроснабжение дома

Читайте также: Клинкерный кирпич: что это такое — его преимущества, недостатки и сфера использования