Автономное электроснабжение: принцип работы | Дом Мечты

Май 29/16

В погоне за чистым воздухом и тишиной первозданной природы человек все дальше и дальше уходит от городской черты, оборудуя там загородные участки. И далеко не всегда в подобной местности присутствуют блага цивилизации – в частности, необходимая для обеспечения жизни человека энергия. Электричество в таких домах приходится вырабатывать самостоятельно – говоря по-простому, делать автономное электроснабжение.

Систем, позволяющих решить вопрос электрификации дома, достаточно много, и все они вполне сносно справляются со своими задачами. Устроены они по одному принципу, но различаются первоначальным источником энергии, на котором и следует сосредоточиться при выборе подобных систем. Опять же, говоря простым языком, некоторые системы автономного электроснабжения требуют постоянного вложения средств в покупку топлива, а некоторые, называемые условно «вечными двигателями», в этом не нуждаются. Так называемые даровые источники энергии, к которым можно отнести солнце и ветер, являются оптимальным вариантом для любого дома. О них, а вернее о том, как на их базе организовать автономное электроснабжение дома, и пойдет разговор в данной статье – вместе с сайтом Дом Мечты мы разберемся с устройством и принципом работы подобных систем электроснабжения и изучим основы их самостоятельного изготовления.

Автономное электроснабжение частного дома фото

Автономное электроснабжение: устройство и принцип работы системы

По большому счету, системы автономного электроснабжения частного дома устроены весьма просто – как правило, они состоят из трех основных узлов.

1. Преобразователь энергии – это либо солнечные панели, либо ветряной электрогенератор. Исходя из названия, можно понять, что первый вариант предназначен для преобразования солнечной энергии в электрическую, а второй служит для преобразования энергии ветра в электрический ток. Эффективность работы того или иного типа преобразователя в полной мере зависит от капризов матушки Природы – есть солнце или ветер, значит имеется и энергия. Согласитесь, весьма зыбкая и ненадежная перспектива. Именно для этого необходим следующий элемент системы автономного электроснабжения дома.
2. Электрические емкости – аккумуляторы, в задачи которых входит накапливание электричества, которое в солнечные или ветряные дни будет вырабатываться в избытке. Аккумуляторов понадобится много – именно от них зависит то, насколько долго вы сможете использовать запасенную энергию. Как правило, для обеспечения электричеством домов применяются больше гелевые аккумуляторы емкостью от 175А/час и более с напряжением 12 и 24V – их количество рассчитывается исходя из суточного потребления энергии. При большом энергопотреблении целесообразно использовать аккумуляторы на 24V.

   Автономный источник электроснабжения фото

3. Контроллер – управление потоками энергии, вырабатываемыми преобразователями. Принцип работы таких контроллеров весьма простой – его основной задачей является контроль над состоянием аккумуляторов. Когда «бак заполнен» до отказа, он направляет энергию прямиком к потребителю, когда он обнаруживает разрядку аккумуляторов, энергия идет через них – часть ее тратится на зарядку, а часть поступает потребителям.
4. Инвертор – устройство, преобразующее постоянный ток с напряжением 12 или 24V в традиционное сетевое напряжение 220V. Инверторы бывают разной мощности, которая также рассчитывается исходя из суммарной мощности одновременно работающих потребителей – естественно, берется запас, так как ситуации бывают разными. Кроме того, когда электрооборудование работает на пределе своих возможностей, оно быстрее выходит из строя.

По большому счету, если не считать различного рода соединительные кабели, балласты для сброса излишков энергии и прочего вспомогательного оборудования, можно сказать, что это и все автономное электроснабжение загородного дома.

Автономный источник электроснабжения: что лучше, солнце или ветер

Вопрос, какую автономную электростанцию выбрать, весьма важный, и многие люди серьезно задумываются над ним – каждая из систем имеет свои преимущества и недостатки. Обращают внимание на стоимость, эффективность работы и прочие показатели экономичности, которые, по сути, являются несущественными. А все потому, что присутствует один фактор, который сводит все эти моменты на «нет», и делает их второстепенными – это периодичность погоды. Сегодня ветрено, а завтра солнечно, а послезавтра может не оказаться ни того, ни другого. Даже река, если говорить о гидроэлектростанции, зимой замерзает, хотя это и поправимое дело.

Система автономного электроснабжения дома фото

В принципе, ответ на вопрос, какую автономную систему электроснабжения сделать, ясен – комбинированную. Именно она в состоянии бесперебойно обеспечивать дом электричеством, невзирая на погодные условия. Как правило, грамотно разработанное автономное электроснабжение частного дома предусматривает использование и энергии солнца, и энергии ветра. Перестраховщикам ко всему этому можно добавить небольшой дизель-электрогенератор или водяную мельницу, если рядом протекает река.

Автономное солнечное электроснабжение: принцип сборки системы

Несмотря на все тонкости и нюансы, без которых не обходится монтаж ни одной более или менее сложной системы, в целом сборка автономной электростанции производится не так уж и сложно. Условно весь этот процесс можно разбить на несколько этапов.

1. Установка преобразователя ветряной и солнечной энергии. Здесь очень важно выбрать правильное место – ветряк желательно монтировать на открытой местности, а солнечные панели на максимально освещенных участках. Для панелей очень важно соблюсти еще и направление установки – лицом их лучше сориентировать на север или на юг, в зависимости от того, в каком полушарии монтируется система. Как вариант, можно использовать следящие за Солнцем приспособления, которые будут поворачивать панели вслед за нашим дневным светилом. В основном панели монтируют на крыше дома, для чего создают специальную несущую конструкцию, которую достаточно просто соорудить самостоятельно из профильной трубы. Что касается их подключения, то они соединяются по параллельной схеме с использованием специальных коллекторов и кабеля особой конструкции, позволяющих снизить потери энергии при транспортировке в дом. Общая жила, объединяющая в себя все панели, прокладывается в дом, где оборудуется в отдельной комнате управляющий узел.
2. В первую очередь эта жила подключается к контроллеру. Сложного в этом ничего нет – как правило, устройство данного типа одновременно является и коммутатором, в который подсоединяется все остальное оборудование. На нем вы найдете две клеммы для подключения солнечных панелей – одна «+», другая «-». К каждой из них следует подсоединить соответствующий конец кабеля панелей.

   Автономное электроснабжение фото

3. Еще две клеммы этого устройства предполагают подсоединение аккумуляторных батарей. Сколько бы их ни было, они соединяются в единый массив по параллельной схеме подключения (плюс к плюсу, а минус к минусу) – в любом месте такого массива можно подсоединить кабели, связывающие емкости с контроллером. Опять-таки, не следует забывать о полярности подключения.
4. Инвертор – единственный элемент системы, который не подключается к контроллеру. Он берет энергию от аккумуляторов напрямую – принцип его подсоединения точно такой же, как и у всех приборов, работающих с напряжением 12 или 24V постоянного тока. Очень важно соблюсти полярность, в противном случае устройство работать не будет.
5. На выходе инвертора монтируется автоматический выключатель – это защита оборудования от чрезмерной нагрузки в сети.

   Автономное электроснабжение загородного дома фото

С инвертора электричество подается на стандартный распределительный щиток, которым оборудуется любой современный дом или квартира. Уже непосредственно от щитка электричество раздается потребителям. Если система предусматривает подключение сразу нескольких источников энергии, то они подсоединяются друг к другу параллельно все через тот же контроллер. Здесь имеется один нюанс – чтобы ток не шел от одного источника к другому и не заставлял один из них работать в качестве электродвигателя, при подсоединении их в пару применяются диоды Шоттки. Они пропускают ток только в одном направлении и не позволяют течь ему в сторону источников энергии, когда они не вырабатывают электричество.

В заключение темы про автономное электроснабжение скажу несколько слов по поводу такого момента, как технология сборки. Создавая подобные системы, лучше всего использовать предназначенные для них комплектующие – даже провода нужно устанавливать специальные. Все эти части разрабатываются с учетом особенностей систем и рассчитаны на максимальную эффективность работы. Никто вам не запретит применять стандартное электрооборудование, но в таком случае вы должны быть готовы пожертвовать долей энергии, которая попусту будет вылетать в трубу.

И еще одно – если имеется возможность, то хорошо будет наладить продажу излишков электричества. Такую систему выгоднее сооружать на несколько домов или же оборудовать специальный узел, в задачи которого будет входить выдача электроэнергии в общественную сеть. Такие узлы оборудуются счетчиками, согласно которым энергетическая компания будет покупать у вас электричество. Естественно, дешевле, чем за нее платят потребители.

Автор статьи Владимир Белов

Автономное энергообеспечение загородного дома — варианты

В небольших поселках и сельской местности случаются перебои с электричеством. Поговорим про разные варианты автономного энергообеспечения загородного дома.

Стоимость электроэнергии, поставляемой центральными сетями, из года в год растёт, при этом её качество лучше не становится. В сельской местности всё также случаются перебои с электричеством. И сегодня мы рассмотрим варианты автономного энергообеспечения загородного дома.

Свое электричество

• Способы энергообеспечения своего дома
• Невозобновляемые источники энергии
• Возобновляемые источники энергии

Если в черте города проблема с обеспечением своей жилплощади электроэнергией возникает лишь периодически, то с загородным домом всё куда сложнее — часто коммунальные сети повреждаются в результате природных явлений и действий охотников за цветным металлом.

Можно, конечно, вернуться к решениям начала прошлого века, а именно керосиновым лампам и лучинам, в конце концов, ложиться спать на закате солнца, но мы уже привыкли к благам цивилизации, неразрывно связанным с электроэнергией. Рассмотрим вопрос энергонезависимости загородного коттеджа от ненадёжных центральных коммуникаций.

Способы энергообеспечения своего дома

Владение домом в сельской местности, на значительном удалении от промышленных центров, привлекательно с позиции тишины, чистого воздуха в окружении естественной природы. Однако бывают ситуации, когда бытовые приборы в таком доме отказываются работать по причине более низкого или чрезмерно высокого напряжения в электросети, чем номинальное (220 В) — причём перепады могут превышать 10%, установленные ГОСТ 13109–97.

Проблема с недостатком напряжения кроется в значительной протяжённости проводных коммуникаций, по которым к домам поступает электрический ток — чем дальше от ТП (трансформаторной подстанции) находится коттедж, тем больше падает напряжение из-за сопротивления проводов.

В течение суток напряжение в сельской местности изменяется по отношению к номинальному по причине недостаточной мощности ТП и электросетей — оно ниже днём, т. к. в это время больше всего потребителей электроэнергии, ночью же резко растёт, поскольку в это время потребление минимально.

Скачки напряжения могут стать причиной выхода из строя бытовой техники — говоря проще, она сгорает. Современные бытовые приборы, в особенности европейского производства, рассчитаны на 10% перепады напряжения в электросети, но не более того, а в сельской местности вполне возможны 20–30% скачки.

Компенсировать перепады в электросети можно с помощью стабилизаторов, но в случае критического падения напряжения (более 45%) даже лучшие из них не помогут. Требуются приборы, способные обеспечить электропитание для бытовой техники при отсутствии электроэнергии от центральных сетей. Их выбор определяется целями, с которыми будет использовано оборудовани — резервное электроснабжение, дополнительное или основное.

Оборудование для резервного снабжения электроэнергией активируется автоматически или вручную его владельцем при прекращении подачи электропитания из центральной сети или при критическом падении в ней напряжения — оно способно поддерживать работу бытовой техники в течение ограниченного времени, до тех пор, пока подача энергии не возобновится.

Дополнительное (смешанное) электроснабжение необходимо в тех случаях, когда существующего напряжения в сети недостаточно, а домочадцы намерены пользоваться энергоёмкой бытовой техникой.

В случае, если коттедж невозможно подключить к центральным сетям, а также при постоянно низком качестве энергоснабжения, необходимо оборудование для автономного энергообеспечения, выступающее в роли основного поставщика электроэнергии.

Чтобы упростить задачу, возлагаемую на оборудование резервного и дополнительного электроснабжения, будет удобно разделить бытовую технику в доме на три группы:

1. В первой будут электроприборы, бесперебойная работа которых не требуется и можно обойтись основным источником электроснабжения. К ним относятся системы отопления «тёплый пол» или настенные ИК-панели, электросауны, группы светильников, предназначенные для различных сценариев освещения и т.п.
2. Во вторую группу включаются бытовые приборы, обеспечивающие комфортные условия проживания для домочадцев — основное освещение, кондиционеры, кухонные приборы, телевизоры, аудиотехника. Бытовой технике из этой группы необходимо резервное электропитание.
3. Электроприборы, зачисленные в третью группу, относятся к жизненно важным — аварийное освещение, системы охранной и пожарной сигнализации, электронные замки, отопительные котлы, управляемые автоматикой, скважинные насосы и т. п. Полноценная работа техники из третьей группы возможно только при бесперебойном электропитании, обеспечиваемом дополнительными или резервными источниками в обязательном порядке.

Группирование бытовых потребителей электроэнергии позволит правильно подобрать мощность оборудования, вырабатывающего электричество, оценить действительные потребности и не переплатить за излишне мощную, или приобрести явно слабую модель.

Любое оборудование для автономного электроснабжения не способно производить электричество из ничего — ему требуются исходные ресурсы, которые подразделяются на возобновляемые и невозобновляемые. Исследуем типы приборов, генерирующих электроэнергию, в зависимости от потребляемых ресурсов.

Невозобновляемые источники энергии

Автономное энергообеспечение дома при помощи оборудования, потребляющего нефтепродукты или природный газ и вырабатывающего электричество, пользуется наибольшей популярностью среди владельцев загородной недвижимости по причине широкой известности. Однако популярны лишь генераторы на бензиновом или дизельном топливе, об остальных известно меньше.

Бензиновые электрогенераторы. Небольшие размеры и вес, стоят дешевле, чем дизельные. Но они не способны снабжать электроэнергией бесперебойно — их продолжительность работы не более 6 часов подряд (моторесурс около 4 месяцев), т. е. бензиновые генераторы предназначены для периодической работы и подходят в тех случаях, когда подача электроэнергии от основного поставщика прекращается на срок около 2–5 часов и лишь время от времени. Такие генераторы подойдут только в качестве резервного источника электроэнергии.

Дизельные генераторы. Массивны, габаритны и недёшевы, однако их мощность и рабочий ресурс значительно выше, чем у бензиновых моделей. Несмотря на значительную стоимость, в эксплуатации дизель-генераторы более выгодны, чем бензиновые — дешёвое дизельное топливо и бесперебойная работа свыше 2-х лет, т. е. данный электрогенератор способен работать сутки и месяцы напролёт, при условии своевременной дозаправки топливом. Генераторы на дизельном топливе подходят в качестве резервного, дополнительного и основного поставщика электроэнергии.

Газовые электрогенераторы. Их вес, размеры и стоимость близки к бензиновым установкам одинаковой мощности. Они работают на пропане, бутане и природном газе, но более производительны на первых двух типах газообразного топлива. Несмотря на схожий с бензиновыми генераторами срок непрерывной работы — не более 6 часов, газовые генераторы электроэнергии имеют больший моторесурс, составляющий в среднем около года. В качестве основного источника электроэнергии газовые генераторы подходят с большой оговоркой, но для резервного поставщика электротока — вполне.

Когенераторы или мини-ТЭЦ. Если сравнить их с описанными выше электрогенераторами, обладают двумя значительными преимуществами: способны производить не только электрическую, но и тепловую энергию; обладают продолжительным рабочим ресурсом при бесперебойном использовании, составляющем в среднем 4 года. В зависимости от модели, когенераторы работают на дизельном, газообразном и твёрдом топливе. Имея значительные габариты, массу и стоимость, мини-ТЭЦ не подойдут для энергообеспечения одного дома за городом, поскольку их электрическая мощность начинается от 70 кВт — благодаря одной такой установке можно полностью решить вопрос круглогодичного обеспечения электроэнергией и теплом посёлка из нескольких домов.

Источники бесперебойного питания на аккумуляторах. По большому счёту, они не относятся к генераторным установкам, т. к. не способны самостоятельно вырабатывать электроэнергию, лишь накапливать и отдавать её потребителю. Энергоёмкость ИБП определяется ёмкостью и количеством аккумуляторных батарей в комплексе, в зависимости от этого и количества потребителей электроэнергии срок автономной работы ИБП может составить от нескольких часов до нескольких суток. Срок службы одного комплекта ИБП — в среднем 6–8 лет.

В отношении генераторных установок нужно уточнить один момент — приведённый срок ресурса не означает, что после его выработки электрогенератор придётся утилизировать и покупать новый, необходимо лишь произвести капитальный ремонт и, несмотря на некоторую потерю мощности, его работоспособность восстановится. Также следует соблюдать правила ухода и эксплуатации генератора.

Возобновляемые источники энергии

В природной среде нашей планеты присутствуют постоянно или возникают периодически источники энергии, производство которой не связано с деятельностью человека — ветер, течение воды в реках, излучение солнца.

Ветрогенераторы. Способны преобразовывать энергию ветра в электричество, однако при довольно высокой стоимости КПД ветровых генераторов не превышает 30%. Срок службы ветрогенераторов — около 20 лет, непрерывность в выработке электроэнергии зависит от интенсивности ветра. Рассматривать данные установки в качестве полноценного источника электроснабжения можно лишь при условии их комплектации ИБП, а также резервным электрогенератором (бензиновым, дизельным) на случай безветрия.

Солнечные панели. Они поглощают энергию солнца и преобразуют её в электрическую. И если ветра дуют с непостоянной скоростью, то солнечные лучи освещают Землю в течение каждого светового дня. КПД солнечных панелей составляет около 20%, срок службы — 20 лет. Как и в случае ветрогенераторов, гелиоустановки необходимо комплектовать ИБП. Потребность в резервном генераторе зависит от интенсивности солнечного излучения в данной местности — в районах с достаточным числом солнечных дней дополнительный генератор не понадобится и их можно использовать как основной источник электроэнергии.

Мини-ГЭС. Энергия воды, по сравнению с ветровой и солнечной, значительно стабильнее — если первые два источника непостоянны (ночь, безветрие), то вода в ручьях и реках течёт в любое время года. Стоимость оборудования для мини-ГЭС выше, чем у ветрогенераторов и солнечных панелей, по причине более сложной конструкции, ведь водяной электрогенератор работает в агрессивных условиях. КПД мини-ГЭС составляет порядка 40–50%, срок службы — свыше 50 лет. Мини-ГЭС способна бесперебойно обеспечивать электроэнергией сразу несколько домов в течение полного года.

Ознакомившись с рекомендацией о разделении бытовой техники на группы по степени важности, остаётся лишь выяснить, как именно подобрать мощность электрогенератора под технику из одной или нескольких групп. Простейший способ — суммировать паспортную мощность бытовых приборов, к примеру: микроволновка — 0,9 кВт; миксер — 0,4 кВт; электрочайник — 2 кВт; стиральная машина — 2,2 кВт; энергосберегающая лампа — в среднем 0,02 кВт; телевизор — 0,15 кВт; спутниковая антенна — 0,03 кВт и т. д. Если сложить мощности перечисленных бытовых приборов, то получим энергопотребление 5,7 кВт/ч — означает ли это, что потребуется электрогенератор мощностью не менее 7,5 кВт (с 30% запасом мощности)?

Вовсе нет, ведь данная техника не работает постоянно, т. е. следует также учесть её примерное время работы, к примеру: стиральная машина — 3 часа в неделю; электрический чайник — 10 минут на каждое кипячение воды; микроволновая печь — 10 минут на разогрев одной порции пищи; миксер — 10 минут; энергосберегающая лампа — около 5 часов в сутки и т. д. Получается, что для обеспечения электроэнергией бытовых приборов, описанных в качестве примера, достаточно генератора мощностью около 3 кВт, необходимо лишь не включать технику одновременно, распределить возникающую на генератор нагрузку по времени.

Выбор того или иного типа электрогенератора, в особенности работающего от возобновляемых источников энергии, в первую очередь зависит от доступности исходных топливных ресурсов. К примеру, для газового генератора требуется стабильная поставка сжиженного природного газа, т. е. требуются баллоны или цистерна газгольдера, а для эффективного энергоснабжения при помощи солнечных панелей — достаточное число солнечных дней в году. опубликовано econet.ru  

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet

Автономное электроснабжение: 100 фото строительства систем

Современные люди последнее время стали стремится к собственным источникам энергии, поскольку все меньше доверяют государственным поставщикам. Это связано с высокой ценой за их услуги и низкой эффективности того же отопления или газа без использования счетчика.

А теперь дело дошло и до электричества, все больше россиян желает иметь автономные системы электроснабжения для своих домов, поскольку они дают чувство защищенности и уверенности в наличии электричества каждый день.

Сейчас по различным причинам стали происходить частые поломки, особенно это касается удаленных поселков без возможности быстрого ремонта. На территории того же Крыма имеются серьезные проблемы с доступом к государственному электричеству.

Из-за этого россияне научились выходить из ситуации, обратив внимание на различные способы, позволяющие иметь электричество в любое время. Сейчас будем говорить о солнечных панелях, ветроэлектрических установках и топливных генераторах, поскольку они могут спасти в случае проблем с доступом к государственной сети и помогут заметно сэкономить.

Можете познакомиться с различными видами через фото источников электроснабжения на основе различных строений и особенностей местности. Почти все эти способы отличаются большими первичными затратами, которые окупаются в процессе длительной эксплуатации.

Особенности способов экономии энергии

В первую очередь речь, действительно, идет об экономии, но многие оценили не только этот аспект. Дело в том, что современным людям нравится не зависеть от кого-то даже в вопросе электрического снабжения жилого помещения.

Наверно все знакомы с неприятными визитами различных специалистов, требующих доступ к счетчику, проверяющих пломбы – зачем все это, если можно использовать альтернативные источники энергии. Многих притягивает именно эта сторона, хотя и экономичность со временем тоже ощущается.

Рассмотрим различные версии способов собственного электрического снабжения для дома:

Солнечные панели

Солнечные панели быстро завоевали множество фанатов по всему миру, что связано с простотой их монтажа и эксплуатации. Хотя все так лишь на первый взгляд, поскольку солнечное электроснабжение дома отличается рядом нюансов.

Но в целом работа таких систем сводится к тому, что на полупроводниковый фотоэлемент попадает луч солнца и это приводит к генерированию энергии, а также ее последующему использованию.

Рассмотрим положительные стороны этого вида получения собственной энергии:

Если разместить достаточное количество панелей, тогда можно получить много энергии в дневные часы при условии отсутствия облаков.

В целом в этом есть и плюс и минус, поскольку энергии действительно достаточно, но площадь такой установки занимает много места. А в пасмурную погоду энергии будет не хватать.

Но панели эксплуатируются в течение длительного времени и они не производят никакого шума.

Их почти не нужно обслуживать, а электричество добывается бесплатным, безопасным и экологически чистым путем.

Их недостатки мы уже частично затронули выше и в принципе поняли, что достоинств больше. Но есть и другая существенная проблема – цена!

Чтобы выработать примерно 1 кВт энергии потребуется заплатить за панели около 1 500 долларов США. И это без учета стоимости, сопутствующего оборудования. Но со временем – это окупится и будет правильным вложением средств.

Ветроэлектрические установки

Ветроэлектрические установки активно используются на территориях с увеличенной силой ветра, ощущаемой в течении всего года. На территории России этот вид установки используется в Крыму, поскольку там всегда достаточная мощность ветра.

Для этого применяются ветрогенераторы, которые приводятся в движение с помощью природной силы, что и дает бесплатное электричество. Мы просто забираем его у природы за счет хитрого приспособления.

Но этот вид тоже отличается некоторыми нюансами:

Речь идет о генераторах с ротором и лопастями. Ротор вращается силой ветра и происходит генерация энергии.

Такая установка не занимает много места. Хотя это зависит от цели ее использования – бывают домашние версии, они то как раз и не большие, и ветряные станции с крупными установками для производства электричества в промышленных масштабах. Такие есть на территории Крыма. Их начали активно строить от 1990-х годов, что продолжается и в наше время. Они работают почти без шума, экологически чисты и долговечны.

Ветрогенератор можно изготовить собственными усилиями, что заметно снижает затраты на полученную энергию.

Но, к сожалению, имеются и весомые недостатки:

Стоимость купленных ветрогенераторов не отличается заметной умеренностью. Они действительно потребуют серьезных затрат, но мы говорили о возможности самостоятельного создания устройства. Хотя добиться его работоспособности будет не просто.

Не стоит надеяться, что они произведут достаточное количество энергии, чтобы обеспечить целый дом. Придется устанавливать несколько устройств или одну крупную установку с увеличенной отдачей.

Для их весомой отдачи необходима территория со среднегодовым показателем скорости ветра не менее 8 м/с. В противном случае целесообразность установки становится сомнительной затеей.

Генераторы работающие на топливе

Генераторы, работающие на основе жидкого или газообразного топлива могут создать резервное электроснабжение, необходимое в случае экстренных ситуаций или поломок.

При этом на некоторых территориях земли они используются в качестве основного источника энергии, что связано с отсутствием доступа к альтернативным способом ее получения.

Генераторы работают на основе бензина, дизельного топлива или газа. Ними легко пользоваться, но к экологически чистому варианту их отнести нельзя. И, к тому же, это менее безопасный вариант, если сравнивать с первыми двумя.

Но они легко работают – двигатель вращает ротор, который вырабатывает электрический ток, предающийся к потребителю.

Чтобы создать полноценную систему собственной энергии без зависимости от государственных источников рекомендуется использовать все три варианта. Или хотя бы два из них смогут создать готовые решения автономного электроснабжения для любого частного жилья.

Эти варианты можно использовать в любых союзах, лишь бы была версия на экстренный случай. В идеале это сочетание генератора с различным топливом с одним из первых двух вариантов.

Хотя не стоит забывать, что еще можно создать мини версию гидроэлектростанции, но для этого необходим доступ к воде и специфические монтажные работы, разрешение от экологов различных других государственных служб. Но иногда и этот вариант используется россиянами у которых есть средства на его организацию.

Фото автономного электроснабжения

Также рекомендуем посетить:

Автономное электроснабжение дома своими руками

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.

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.

Система резервного автономного электроснабжения загородного дома

Электроснабжение в доме играет очень большую роль. От него напрямую зависит работа практически всех коммуникаций. Особенно это важно, если в доме имеется насосная система подачи воды или нет газового обеспечения. Всё основывается на электричестве, и большинство людей для загородных домов выбирают центральную подачу электричества, но некоторые делают ставки на автономное электроснабжение дома.

Содержание материала

Центральное электроснабжение

Для обеспечения электричеством загородного дома может служить несколько источников:

• центральная электрическая сеть;
• топливные электростанции;
• возобновляемые источники.

Центральное обеспечение электричеством довольно дорогое удовольствие и не всегда применяется в загородных домах.

Совет. Перед тем, как заключать договор с центральной станцией электрообеспечения, предварительно стоит оценить свои затраты электроэнергии. Возможно, выгоднее осуществлять автономное обеспечение электрической энергией.

Топливные электростанции

Топливные электростанции считаются автономным обеспечением электричества, так как работают на основе топлива. Они имеют один большой недостаток, который основывается на том, что топливные генераторы не могут обеспечивать круглосуточное бесперебойное обеспечение электричеством всего дома. Также генератор во время своей работы издаёт довольно неприятные звуки. Покупка такого источника электричества обойдётся в копеечку – станет постоянной необходимость приобретать топливо. Но если всё-таки есть возможность приобрести его, то лучше всего остановить свой выбор на более известных фирмах производителей.

Совет. Топливный генератор можно использовать в доме, предназначенном для временного проживания, и подача электричества производится выборочным путём.

Генераторы могут подавать электрический ток, независимо от погодных условий и состояния центральных электрических сетей. Такой метод обеспечения электричеством дачного домика считается экономически выгодным, так как на генератор работает не постоянно. Но есть такой тип генераторов, которые способны вырабатывать электроэнергию постоянно, они требуют значительных финансовых затрат.

Возобновляемые источники подачи электричества

Такими источниками вырабатывания электрического тока могут быть ветер или солнце. Природные источники энергии считаются экологически чистыми и с каждым годом набирают всё большую популярность. Практически каждый фермер стремится отказаться от центрального электроснабжения и обезопасить себя от ненужных расходов на оплату электричества, и сделать это можно с помощью солнечных батарей на крыше дома.

Возобновляемые источники электрической энергии не требуют топлива и лишних затрат, так как их стоимость зависит от ценовой политики такой системы электрообеспечения, экологически чистые источники энергии считаются экономически выгодными.

Выбор электрообеспечения

При постройке дома собственнику приходится решать большое количество вопросов, связанных с коммуникациями. Первым делом встаёт вопрос об обеспечении дома или дачи электричеством.

Очень часто с помощью электричества работает система водоснабжения и даже канализации. Именно по этой причине загородный дом требует постоянной подачи электричества. Чему именно отдать предпочтение решать может каждый самостоятельно. Но в большинстве случаев предпочтение отдают автономному электроснабжению.

Система автономного электроснабжения дома

Такие системы представляют собой совокупность источников преобразования электроэнергии, которые могут существовать отдельно от центрального электрообеспечения. Они в состояние обеспечивать электричеством не слишком большой объект. Для них как раз подойдёт маленький дачный домик.

Совет. Если площадь дачного или загородного дома довольно большая, то будет уместно использовать не один, а несколько таких систем для обеспечения электричеством дома.

Система автономного электрического тока включает в себя:

• непосредственный источник электрической энергии;
• систему преобразования энергии;
• автоматический пуск;
• аккумуляторные батареи;
• блок коммутации;
• стабилизатор напряжения;
• подвод внешней электрической энергии.

Как правило, на сегодняшний день отключение электрической энергии происходит только в аварийных ситуациях. К сожалению, на дачных участках бесперебойной подачи электричества нет, и очень часто энергия поступает до определённого времени. Решением такой проблемы стали системы автономного электрического обеспечения. Современные системы продуманы до мелочей. Они могут обеспечивать электричеством огромные здания и даже стадионы, и дают возможность бесперебойно работать любому жилому помещению.

Топливные генераторы

топливные генераторы имеют два вида обеспечения: бензин и дизель.

Для маленького дачного домика, который будет обеспечиваться электричеством непостоянно, будет рационально использовать электрический генератор, который работает на бензине. Его мощность относительно небольшая. Он имеет свои преимущества:

• низкий уровень шума при работе;
• доступная цена;
• компактность;
• практичность.

Если перебои в подаче электрической энергии очень частые, то в таком случае будет лучше использовать генератор, который работает на дизеле. Он поможет обеспечить электричеством жилой дом на довольно длительный промежуток времени. Зачастую он способен достигать и нескольких дней. Такой генератор остаётся выбором большинства людей.

Дизельные генераторы стоят в разы дороже генераторов, которые работают на бензине. Но, не смотря на это, такой вид автономного электроснабжения считается экономичным. Всё это происходит по причине низкой стоимости самого топлива и экономичном расходе его при работе генератора.

Совет. Если площадь дома велика, то лучше всего использовать дизельные генераторы, которые вырабатывают электрическую энергию в несколько раз дольше и больше, чем бензиновые.

Не стоит забывать и о безопасности дизельных генераторов. Дизель в обычных условиях не имеет тенденцию к возгоранию и горению. Но здесь необходимо учесть качество самого топлива, которое должно соответствовать всем ГОСТам и европейским стандартам. Перед применением топлива нужно провести ряд работ. Надо очистить дизель при помощи специальных фильтров — влагоотделителей.

Выбор генератора

Осуществлять выбор такого автономного электрического обеспечения, нужно исходя из требуемой мощности. Для этого необходимо определится с приборами, которые будут использоваться в доме и определить их характеристики. Большое значение имеет применение в доме насосов, разнообразных моек, сварочных аппаратов и много другого. Расчёт необходимой мощности немного усложняется.

Для того чтобы обеспечить правильное обеспечение электрической энергией загородного дома, изначально стоит сделать правильную разводку электропроводов и рационально распределить напряжение в сети.

Дизель-генератор высокой мощности

Такие генераторы способны удовлетворять потребности довольно большого жилого дома. Иногда их используют для обеспечения электрической энергии целого посёлка или промышленного предприятия. Такой вид генератора считается очень серьёзным аппаратом, который в полной степени может заменить центральное электроснабжение. Самым главным в любом генераторе будет его двигатель, который может быть бензиновый или дизельный.

Фазы генератора

При выборе генератора стоит обращать внимание не только на вид топлива, от которого он будет работать, но и на количество допустимых фаз. Генератор может быть однофазным и трёхфазным.

Трёхфазные модели рассчитаны на большие площади. Генераторы с одной фазой очень часто применяют для маленьких дачных домиков, где требуется обеспечить бесперебойную работу только бытового оборудования. Если же в дальнейшем будет нужда применять и другое оборудование, которое требует большой подачи электрической энергии, то можно и приобрести трёхфазный генератор. Есть возможность также выбрать вид топлива, на котором будет работать такой агрегат. Такую установку можно приобрести на шасси, что в значительной степени обеспечит лёгкость при транспортировке аппарата.

Совет. Помещение для генератора также должно соответствовать всем стандартам. В нём не может быть повышенной влажности, постоянно должен поддерживаться один и тот же температурный режим.

Шумоизоляция и охлаждение генератора

В любом генераторе уже имеется система собственного охлаждения. Она может быть двух видов: жидкостной и воздушной.

Воздушное охлаждение очень часто применяется только в генераторах с небольшой мощностью. Жидкостное охлаждение приемлемо для более мощных аппаратов, между такими видами охлаждения практически нет разницы.

Работа генератора создает много шума, для того чтобы в доме обеспечить комфортное пребывание, стоит изначально задуматься над системой звукоизоляции помещения, в котором будет работать генератор.

На сегодняшний день очень большое количество производителей генераторов выпускают модели таких агрегатов с низким уровнем шума. Генератор имеет дополнительный шумоизоляционный кожух. Также сам двигатель стоит в линейке низкошумных аппаратов. Всё это не может обойти стороной и ценовую политику. Такой генератор будет стоить в несколько десятков раз дороже, чем стандартные модели.

Совет. Можно специально для генератора изготовить контейнер, в который он будет помещаться вместе с блоком автоматического управления.

Как правило, резервное электроснабжение дома осуществляется при помощи генераторов.

Газопоршневые электростанции

Такие системы электроснабжения работают на основе природного газа. Они привлекают покупателей своей стоимостью. Мощность мини-станции довольно небольшая. Система подключается непосредственно к газопроводу. Газопоршневые электростанции можно использовать только в том случае, если на дачном участке есть газовое обеспечение. В противном случае, применение таких аппаратов просто невозможно.

Солнечные батареи

На сегодняшний день способ обеспечения электрической энергией при помощи солнечных батарей очень популярен. Деньги на установку такой системы могут быть потрачены значительные, но в скором времени они окупятся и станут даже приносить прибыль.

Выработка электричества в таких системах зависит от количества поступающей солнечной энергии на специальный фотоэлектрический модуль. А солнечная энергия в каждом регионе может быть разной. Именно по этой причине стоит предварительно перед вложением в солнечные батареи оценить количество поступающей солнечной энергии в определённом месте и составить чертёж расположения панелей. Это можно сделать на основе исследований разнообразных метеостанций или гидрометеослужб.

При строительстве загородного дома всегда желательно предварительно продумать автономное электроснабжение дома. Оно может понадобиться в любой момент в случае аварийного отключения централизованного электропитания.

Автономное электроснабжение дома | Электрика в доме

Никто не застрахован от внезапного отключения электроэнергии. Вот здесь вам и поможет автономное электроснабжение дома. Особенно это актуально при существующем автономном отоплении. С автономным электроснабжением дома вы избежите ситуации, когда при пропадании электричества отключится и ваш газовый котел.

Задуматься о резервном электропитании нужно при составлении проекта дома, в самом начале строительства.  Очень популярные альтернативные источники электроэнергии — это источники бесперебойного питания ИБП на аккумуляторах и электрогенераторы, в основном дизельные.

Сравнительные характеристики ИБП и электрогенераторов

1. Бесперебойное электропитание на аккумуляторах является автономной системой электроснабжения с автоматическим переключением источников сети.
2. Система ИБП компактна.
3. Электрическое напряжение на выходе ИБП имеет синусоидальную форму.
4. Время работы ИБП ограниченно емкостью аккумуляторов.
5. Вариант с ИБП недешевый.
6. Бесшумная работа.

Электрогенераторы могут работать на газе, бензине или солярке.

1. Всем типам электрогенераторов нужен контроль, за топливом, маслом и постоянное техническое обслуживание.
2. Электрогенераторы также могут работать в автономном режиме автоматического переключения сети
3. Электрогенераторы должны устанавливаться в теплом, проветриваемом помещении. 4. Электрогенераторы не всегда выдают качественное выходное напряжение (не стабильное напряжение и не чистая синусоида).
4. Продолжительность работы зависит от запаса топлива.
5. Стоимость электрогенератора зависит от мощности и качества исполнения.
6. Даже с установленным глушителем электрогенератор создает немало шума.

Варианты автономного электроснабжения на ИБП и солнечных панелях

Для автономного электроснабжения дома генераторы должны иметь 5 кВт мощности. В случае автономного отопления квартиры лучшим вариантом будет установка ИБП с аккумуляторами. Для варианта газового котла с резервом электросети от ИБП и батареи на 100 А/ч, время работы котла будет 5 часов.

Система автономного электроснабжения на газогенераторе

Для частного дома при отключении электросети генератор работает до 8 часов. А если отсутствуют хозяева, стоит ли гонять электрогенератор только для отопления, не лучше в этом случае использовать ИБП? Более рационально в доме использовать электрогенераторы совместно с ИБП.

Другие автономные системы электроснабжения дома

Электроэнергия для автономного электроснабжения дома должна вырабатываться беспрерывно, быть экологически чистым источником энергии. Основные источники энергии, используемые для получения электроэнергии — это ветер, вода, биомасса, источники геотермальной и солнечной энергии.

Создание автономного электроснабжения частного дома на солнечных панелях достаточно выгодно. Уже через несколько лет вы будете иметь совершенно бесплатную электроэнергию в течение срока службы солнечных панелей (40 и более лет). Окупаемость во многом будет зависеть от источника приобретения солнечных панелей и другого оборудования.

Варианты автономного электроснабжения на солнечных батареях и ветрогенераторе

Приобрести в Китае это оборудование будет значительно выгоднее, чем в странах запада, а по качеству и сроку службы они мало, чем отличаются. Основным недостатком энергии от солнечных панелей является большая площадь покрытия панелями крыши и уход за ними, который заключается в очистке панелей от снега.

В качестве дополнительного оборудования для работы солнечных панелей, используют инверторы, необходимые для преобразования постоянного тока в переменный и батареи аккумуляторов, число которых зависит от мощности вашей солнечной электроустановки.

Устанавливаются такие автономные источники солнечной энергии без всяких разрешительных документов. Энергию ветра используют в местностях, где есть ветер. Для работы ветровых электроустановок потребуется инвертор. Высота ветровых электроустановок зависит от силы ветра, к примеру, в городских районах высоту башни делают более 10 метров.

Варианты автономного электроснабжения на солнечных батареях, ветряке и генераторе

Власти могут потребовать разрешительные документы, объясняя это тем, что ветряки являются препятствием перелета птиц. Ветровые турбины создают немало шума. Ветровые установки также быстро окупаются и являются хорошим источником автономного электроснабжения дома. Использование энергии воды подходит в местностях, где имеются речки, озера. В небольших масштабах, где отсутствует экологические последствия, использовать водяные турбины достаточно выгодно.

В этом случае нужно будет оформить разрешительные документы на установку водяной турбины. Чтобы определить выгодна эта или другая система автономного электроснабжения частного дома, нужно сделать расчет всех затрат на приобретение, установку, вычислить срок окупаемости автономных энергосистем и сделать соответствующий вывод. Однако использовать автономное электроснабжение будет намного выгоднее, чем пользоваться источником промышленных электросетей.

Тоже интересные статьи