Говорим про системы автономного электроснабжения дома. Автономное электроснабжение загородного дома своими руками Независимое электроснабжение

В течение трех лет мне пришлось жить в загородном доме без централизованного электроснабжения и за это время удалось наладить автономную энергетическую систему , которая позволяет жить и работать семье в любое время года.

В современной жизни многие стремятся построить загородные дома и по возможности проводить там больше времени. При этом энергетика пригородов развивается слабо, оборудование в сильно изношенном состоянии, провода воруют, отключения на неопределенный срок (как правило тогда, кода больше всего нужно) стали привычным явлением.

Прогноз развития ситуации скорее всего пессимистический — ситуация будет только ухудшаться, а электроэнергия дорожать…

Тем, кто не хочет ждать «у моря погоды» , обращен этот материал и надежда найти единомышленников. Вот некоторые соображения и описание достигнутого.

Задача автономного электроснабжения может решаться двумя принципиально разными способами:

установка постоянно (когда это необходимо) работающей , которая обеспечивает все потребности в электричестве;
создание комплексной системы электропитания , которая может в себя включать и электростанцию, но работающую только тогда, когда нужна большая мощность или другие источники энергии исчерпаны.

Первый способ обладает тем преимуществом, что позволяет не решать множество задач и дает возможность пользоваться стандартными техническими решениями, но имеет несколько противопоказаний:

необходима электростанция, имеющая большой моторесурс, малый расход топлива, предназначенная для круглосуточной эксплуатации в необслуживаемом режиме, не создающая радио помех, шума и вибраций, а следовательно дорогая (правда некоторые из этих проблем можно свести на нет своими силами);
необходимо хранилище топлива и при том пожаробезопасное;
для установки электростанции нужно специальное помещение, позволяющее отчасти скрыть недостатки доступных электростанций т.е. имеющее хороший фундамент, толстые стены, вытяжную вентиляцию, уходящую в небо выхлопную трубу;
для устранения неприятных запахов желательно установить достаточно высокую выхлопную трубу, но у нее при эксплуатации в зимнее время возникнет проблема, состоящая в том, что большая часть трубы не будет прогреваться выше точки росы и как следствие после остановки электростанции собравшая в трубе вода будет замерзать и закрывать трубу.

Эту проблему можно решить, установив у нижней точки трубы сливной кран с которого спускать конденсат перед выключением электростанции или (и) обеспечив теплоизоляцию всей трубы.

Снизить расходы на топливо можно переведя электростанцию с жидкого топлива на газообразное, что одновременно снизит токсичность выхлопных газов, но этот способ применим только для четырехтактных двигателей.

Все перечисленные соображения были использованы при установке электростанции АБ -4, которая во многом уступает импортным, но имеет и крупные преимущества: дешевизна, нетребовательность к условиям эксплуатации, большой моторесурс, доступные запчасти — в её основе используется двигатель (вернее его 1/2 часть) от 30 — сильного «Запорожца». На АБ -4 легко монтируется автомобильный стартер и АКБ, в результате чего получается удобная электростанция, которую может завести и ребенок. АБ -4 была установлена в пристройке к гаражу и часть охлаждающего потока воздуха (у неё воздушное охлаждение) в зимнее время подается в гараж. Выхлопная труба 3/4″ соединена с электростанцией отрезком гофрированной трубы из нержавейки, а перед трубой на стене помещения смонтирован автомобильный глушитель. В качестве топлива используется газ пропан в баллонах по 50 л. Мощности АБ -4 вполне достаточно для работы любых электроинструментов, включая электросварку. Но используется она не постоянно т.к. при всех ухищрениях уровень шума все -же заметен в особенности вечером летом, а зимой, когда окна и двери закрыты в доме ничего не слышно. Кроме того на самом деле постоянно такая мощность не нужна, а использование электростанции практически на холостом ходу очень непрактично — износ все равно идет и кпд стремится к нулю.

Поэтому мной был реализован более сложный вариант, соответствующий второму способу.

Для начала были подвергнуты сомнению некоторые сложившиеся стереотипы:

Ток должен быть переменным . Это утверждение навязано производителями электрооборудования во времена, когда единственным способом изменить напряжение был использование трансформатора. Сейчас, когда большинство устройств имеет бестрансформаторные блоки питания — им все равно постоянным током их питают или переменным. Простейший способ проверить годится ли Ваше устройство на питание постоянным током — убедиться в наличии автовольтажа или спросить у специалиста. Естественно, для постоянного тока прекрасно подходят все лампы накаливания, электронагревательные приборы и устройства с коллекторными двигателями. Внимательно ознакомившись с имеющейся бытовой техникой, вы убедитесь, что проблемы возникают только с асинхронными двигателями, лампами дневного света, телевизорами (в части системы размагничивания кинескопа) и холодильниками. Все эти проблемы преодолимы. И поэтому, у себя в доме я проложил две электросети: постоянного и переменного тока. Обе напряжением 220 вольт. В результате чего все освещение и те устройства, которые удалось приспособить для постоянного тока, подключены к первой, а остальные — ко второй и работают только при наличии переменного напряжения, т.е. когда работает электростанция. Такая схема позволила использовать для запасания электроэнергии аккумуляторные батареи 12В емкостью 7 А*ч из числа применяемых в устройствах гарантированного электропитания компьютеров. Их установлено два комплекта по 17 шт. АКБ данного типа являются необслуживаемыми, герметичными, не боящимися полного разряда и замерзания. Они развивают ток до 30 ампер, что при 220 вольтах дает весьма солидную мощность. Запасенной в них электроэнергии мне хватает при разумной экономии на пару суток. Но все же я предпочитаю раз в сутки заводить электростанцию на два-три часа и подзаряжать АКБ. Одновременно можно выполнять множество работ для которых нужен переменный ток.
Второе заблуждение , что холодильник должен быть обязательно электрическим. На самом деле, в СССР даже серийно выпускались холодильники, питающиеся бытовым газом — пропаном. На их основе делались и электрические холодильники абсорбционного типа: «Морозко», «Иней», «Ладога» и т.д. Вся разница состояла в том, что вместо миниатюрной горелки устанавливался электронагреватель. Если взять такой холодильник, вынуть из него нагревательный элемент, поставить запальник от водогрея и вытяжную трубу вывести через отверстие, где установлен переключатель режимов, то получится отличный газовый холодильник, расходующий около одного 50 л баллона пропана на два месяца непрерывной работы. Естественно, нужно вытяжную трубу вывести на улицу и соблюдать другие меры противопожарной безопасности.
Третье заблуждение : использование преобразователей постоянного напряжения в переменное — инверторов для питания всей сети переменным током приносит больше проблем, чем удовольствия. Это связано с тем, что выпускаемые сейчас инверторы выполнены, как правило с повышением напряжения с 12/24 вольт до 220В. Следовательно, запасать энергию придется в автомобильных АКБ со всеми их недостатками (Прим. solarhome: здесь автор не совсем прав — совсем не обязательно применять автомобильные АБ) . Такие инверторы на достаточную мощность крайне дороги и не выносят работы на произвольную нагрузку (например холодильник)(Прим. solarhome: тоже спорное утверждение — сейчас есть инверторы для любых целей в очень широком ценовом диапазоне) , кроме того, что бы не писали в рекламных проспектах на их выходе не синусоидальное напряжение, а прямоугольные импульсы, к которым многие электромоторы относятся очень плохо.(Прим. solarhome: тоже спорное утверждение — сейчас есть инверторы для любых целей в очень широком ценовом диапазоне, а несинусоидальные инверторы постепенно уходят в прошлое) . И само главное — в условиях сельской местности в зоне неуверенного телевизионного приема даже незначительный уровень помех, создаваемый инвертором, лишает Вас возможности смотреть телевизор (и всех ваших соседей). Поэтому мне пришлось отказаться от использования инверторов везде, где это возможно и если иначе никак — то устанавливать самодельные бестрансформаторные инверторы 220 — 220, работающие на одну конкретную нагрузку, а не на всю сеть. Они получаются недорогие и не создающие помех.
Система размагничивания кинескопа в современных телевизорах и мониторах компьютеров ежедневно не нужна. Эти приборы, как и сами компьютеры, прекрасно работают от постоянного тока, а петлю размагничивания надо отключить, поставив дополнительные тумблер. Его можно включать, когда телевизор питается переменным током и выключать при постоянном (Прим. solarhome: видимо, эта проблема тоже практически в прошлом, так как телевизоры и мониторы на кинескопах практически уже не применяются — их заменили жидкокристаллические мониторы, также питающиеся постоянным напряжением) .

Чтобы получить окончательное представление о созданной системе её надо дополнить и солнечной батареей . Правда, эти части в большей степени требуют доработки, но свою функцию все же выполняют.

Ветрогенератор заряжает АКБ круглосуточно (когда есть ветер), так что к выходным АКБ полностью заряжена. Ветрогенератор изготовлен полностью самостоятельно т. к. все, что предлагается промышленностью, несет в себе стремление к гигантизму и плохо приспособлено к жизни (Прим.: сейчас это не так — можно найти недорогие и качественные китайского производства, которые гораздо эффективнее изготовленного автором статьи карусельного ветряка) . Поэтому ветроколесо выполнено карусельного типа из стеклопласта на эпоксидной смоле и размеры его невелики — 1*1,5 м. Такое колесо по силам изготовить и установить любому технически подготовленному человеку. Оно не создает переотражений радиосигналов и шума. Место установки — конек крыши — наименее доступно для посторонних и наиболее доступно для ветра. В перспективе колес будет несколько, стоящих рядом. Малые размеры колеса определяют его невысокую мощность, но и малую ветровую нагрузку на стропила и отсутствие вибраций. Конечно снимаемая с колеса мощность невелика — в среднем около 30 Вт, но это в среднем — мощность зависит от куба скорости ветра. В два раза больше скорость ветра — в восемь раз больше мощность. И не надо забывать, что генератор используется не для питания, а только для зарядки АКБ. В качестве генератора используется переделанный генератор автомобиля у которого вместо обмотки возбуждения установлены постоянные магниты, а статорная обмотка перемотана тонким проводом. Это дает возможность получать приемлемый КПД, т.к. не расходуется весьма значительная мощность на возбуждение. Получаемое сильно меняющееся от скорости ветра напряжение выпрямляется и преобразуется к напряжению 220 вольт. Ветроколесо соединено с генератором повышающим редуктором 1:5 и это большой недостаток. Хотелось бы переделать генератор, установив в нем более мощные «редкоземельные» магниты и желательно увеличив число полюсов, тогда можно получить более высокий КПД и эффективную работу при очень малых ветрах без редуктора. (прим. сайт — вместо турбины карусельного типа лучше использовать турбину типа Савониус, или пропеллерную — в последнем случае можно спокойно обойтись без редуктора и существенно повысить эффективность использования энергии ветра — практически в 2 раза)

Солнечная батарея может хорошо дополнять ветряк для тех же целей, но с ней все те же проблемы: то что предлагают очень дорого и имеет низкое напряжение. Эксперименты с 12 вольтовой маломощной батареей показали, что при безоблачном небе можно рассчитывать на на 12 вольт 0,1 ампера, что вполне достаточно, если установить 20 шт. таких батарей, но где их взять по разумной с точки зрения покупателя цене? (прим. solarhome — с момента написания статьи ситуация в корне изменилась — можно найти любые СБ по приемлемой цене)

Изложенные соображения и результаты экспериментов показывают, что с теми или иными сложностями задача решается даже в кустарных условиях, надо только оторваться от традиционных представлений. Конечно, это не серийные образцы, но работу свою выполняют уже не один год.

В заключение хочу напомнить, что по мнению большого числа независимых экспертов и моему тоже, ситуация в энергетике будет постоянно усложняться и доля автономии никому не вредила.

Продолжить чтение

Вопрос о самостоятельном обеспечении своего дома электроэнергией с каждым годом становится все острее. Поэтому мы предлагаем рассмотреть, как сделать резервное автономное электроснабжение своими руками и как быстро окупится его цена.

Какие бывают автономные системы электроснабжения

Электроэнергия, которая необходима для питания дома, должна вырабатываться бесконечно и при любых условиях, это ключ нормальной жизнедеятельности. Источник энергии должен быть предпочтительно возобновляемым и безвредным по отношению к окружающей среде или людям, работающим под ним. Среди базовых источников энергии числятся:

биомасса,
вода,
геотермальная энергия,
ветер,
солнечная энергия.

Автономное солнечное электроснабжение загородного дома, дачи, квартиры, коттеджа, гаража

Солнечная энергия часто используется для производства электричества. Два типичных метода преобразования солнечной энергии в электричество:

Фото-вольтовые клетки, которые организованы в панелях и работают для концентрации солнечной энергии, используя зеркала, чтобы сгенерировать солнечный свет в определенном направлении, либо нагреть жидкость, которая проходит через паровые турбины электрического генератора или теплового двигателя,
Фото-ячейки. Энергия, создаваемая фотоэлектрическими элементами (размещенными на крыше) является постоянным ток и должна быть преобразована в переменный ток, прежде чем он будет использована в домашнем хозяйстве. Электроснабжение на солнечных батареях — это автономные устройства, которые имеют потенциал, и являются экономически более эффективными, чем модернизированные источники солнечной энергии.

Недостаток, заключается в том, что они могут прерывать свою работу в течение дня, их достаточно сложно ремонтировать или очищать от грязи. Современные солнечные батареи работают около 40 лет, что делает их разумными инвестициями во многих областях производства. Это наиболее выгодный вариант автономизаци дома самостоятельно, про что мы подробно писали в статье о солнечных батареях.

Часто для того, чтобы индивидуальное электроснабжение и теплоэлектроснабжение могло накапливать постоянный ток, используются аккумуляторы, сварочные инверторы AC / DC или когенератор. Чтобы получить максимальную отдачу из солнечной панели, угол падения Вт солнца должен быть между 20-50 градусов. Солнечная энергия, проходящая через фотоэлектрические ячейки – дорогой способ освоения возобновляемых источников энергии, но самый безопасный и бесперебойный.

Преимущества:

Может быть портативным;
Легок в использовании на индивидуальной основе;
Не нужны специальные документы для разрешения пользования;
Можно устанавливать практически везде, хотя наиболее выгодными являются жаркие и засушливые районы.

Использование мощных солнечных станций эффективно в условиях масштабного производства. Так окупаемость наступит уже в ближайшие несколько лет. В среднем для установки одной солнечной батареи необходимо затрать до 5 тыс. долларов, для установки станции – до 15.

Ветровая энергия

Там, где нет солнца, есть ветер. Энергия ветра взята через турбины, установленные на высоких башнях (обычно от 3 метров до 6 с диаметром до 3 см), благодаря чему автономные ветряки используют инвертора для переработки энергии и электроснабжения дома. Как правило, они требуют в среднем скорость ветра 14 км/ч, но обеспечивают себя энергией и близлежащие здание неограниченный отрезок времени.

Ветровые турбины в городских районах, должны быть установлены не менее чем 10м в воздухе, чтобы получить достаточно ветра и оградиться от близлежащих препятствий (соседнего жилого дома, гаража и т.д.). Монтаж ветровой турбины также могут потребовать разрешение от властей. Ветровые турбины подвергнуты критике за шум, который они производят, их внешний вид, и тот аргумент, что они могут влиять на миграционные процессы птиц (их лезвия могут препятствовать прохождению пернатых в небе).

Ветровое автономное бесперебойное электроснабжение намного реальнее для частного загородного дома, нежели квартиры. Они являются одним из наиболее экономически эффективных форм возобновляемых источников энергии и занимают первое место среди подобных устройств по окупаемости.

Если энергия ветра не подходит, но рядом протекает речка или просто есть озеро, то советуем использовать для автономного электроснабжения водяные источники энергии. В больших масштабах, гидроэлектроэнергия, в виде дамб, имеет неблагоприятные экологические и социальные последствия. Но при небольшом размахе проекта это является достаточно реальным и выгодным вариантом.

Одна водяная турбина или даже группа отдельных турбин не являются экологически или социально разрушительными. На индивидуальной бытовой основе, одиночные турбины, единственный экономически доступный маршрут (но может иметь высокие сроки окупаемости и является одним из наиболее эффективных методов производства возобновляемых источников энергии). Она чаще встречается для эко-деревни, чтобы использовать этот метод, а не особой семьи. Электроснабжения на генераторе воды – это автономное обеспечение любого здания (коттеджа или квартиры) светом и теплом.

Микротурбины очень просты в эксплуатации, документы на установку обойдутся в 1000 долларов, сами механизмы – 2000-6000 у.е.

Геотермальные источники энергии

Производство геотермальной энергии включает контроль горячей воды или пара ниже земной поверхности, в водоемах, для производства энергии. Поскольку горячая жидкость или конденсат, который используется при обратной закачке в пласт, постоянен, этот источник считается самым устойчивым.

Тем не менее, те, которые планируете получать электроэнергию из перепадов температур, нужно знать, что есть различия в сроках службы каждого геотермального резервуара. Некоторые ученые считают, что их продолжительность работы, естественно ограничена – они остывают в течение некоторого времени, что делает производство геотермальной энергии в конечном итоге невозможным. Этот метод часто используют крупномасштабные производства, предприятия, которым необходимо наличие бурового оборудования.

Видео: Автономное электроснабжение для дома

На этих бурах есть небольшие геотермальные механизмы, которые распознают глубину бурения и температуру коры Земли. Когда тепло получено и отправлено на геотермальные тепловые насосы W системы, расположенные внутри укрытия или объекта, запускается работа генератора и узлов преобразования энергии.

Геотермальной энергия доступна повсюду на Земле, особенно Филиппины, Гавайи, Аляска, Исландия, штат Калифорния и Невада используют для работы ТЭЦ эту энергию.

Биомасса и энергия

Мощность биомассы имеет любой биологический материал (жмых Вт, биогаз, навоз, солома Вт, растительное масло, дерево и т.д.), который сжигается в качестве топлива. Единственным недостатком метода является углеродный след после горения, а также выброс в атмосферу соединений серы и азота.

Раньше многие электростанции и котельные работали именно от преобразования энергии тепла в ток, например, тепловозы, теплогенераторы больниц. Таким способом можно при правильном подборе топлива и оборудования можно эффективно обеспечить освещением несколько районов города, производственных объектов.

Тепло вырабатывается потому, что биологический материал сжигается, освобождает такое же количество углекислого газа, что, потребляется им в течение всего срока службы. Это не очень выгодный по экономическим соображениям способ автономного обеспечения дома электроэнергией. Топливо дорогое, газогенераторы тоже.

Автономное дизельное и газовое электроснабжение в таком случае, будет выгодным и окупаемым только в случае использования уже переработанных отходов и источников энергии, скажем, метана, пропана, перегноя и т.д. Это так называемое гибридное снабжение энергией. Главным его достоинством является то, что благодаря широкому диапазону топлива, возможен разлет между вырабатываемой энергией от 1 мВт до десятков кВт.

Купить устройства для создания системы автономного электроснабжения или же готовые приборы можно практически во всех крупных городах Украины, Казахстана и России: Москва, Киев, Харьков, Воронеж, Екатеринбург, Алмата, Тверь, Санкт-Петербург и прочих.

Выгодно или нет

Чтобы точно ответить на вопрос, насколько выгодна схема, по которой производится автономное электроснабжение дома, нужно произвести расчет. Готовые системы (даже производства Китай, к примеру фирмы xantrex) для обеспечения энергией, обойдутся дороже, чем самодельное устройство. Предположим, что мы затратили на все 1000 долларов, но за свет платим в месяц 30 у.е. Получится, что в среднем наша установка окупится в течение почти 3 лет.

Системы электроснабжения с использованием автономных источников становятся все более популярными среди владельцев загородных домов. Оно и понятно: стоимость электроэнергии, поставляемой централизованно, неуклонно растет год от года. К тому же качество этой электроэнергии нередко оставляет желать намного лучшего, а постоянные перебои в электроснабжении в некоторых регионах вообще исключают нормальное пользование благами цивилизации. Тут уж неизбежно возникнет идея иметь собственный источник электропитания и не зависеть ни от кого.

Способов обеспечить дому автономное производство электроэнергии существует несколько, но, к сожалению, все они не лишены своих недостатков. Рассмотрим основные из них более подробно.

1. Бензиновая или дизельная генераторная установка (БГУ и ДГУ).

Преимущество этих установок состоит в самой настоящей автономности: при должном техническом обслуживании и наличии топлива ее владелец обретает полную независимость от всех перипетий, связанных с перебоями во внешнем электроснабжении. Его уже не волнуют никакие изменения в погоде. На работу такой электростанции они не влияют.

Но при этом ДГУ и БГУ получили широкое распространение лишь в качестве резервных источников электроэнергии. Основная причина тому - в необходимости поддержания постоянных запасов топлива, которое, постоянно растет в цене. Расход дизельного топлива для ДГУ редко составляет менее 250 грамм на один киловатт в час. Таким образом, установка, обеспечивающая электроэнергией загородный домик с потреблением электроэнергии в несколько киловатт, будет «есть» около литра солярки в час. При стоимости ДТ в районе 30 рублей очевидно, что на такой электроэнергии можно запросто разориться.

Недешево стоят и сами генераторные установки на жидком топливе. Однофазная бензиновая станция мощностью 2,7 кВт будет стоить примерно 30 тысяч рублей, а аналогичная установка с мощностью 6,2 кВт для трехфазной сети обойдется в 45 тысяч рублей.

Но чтобы запитать большой загородный дом понадобится более мощная станция. И, например, ДГУ мощностью 22 кВт будет стоить целых 600 тысяч рублей. (Здесь и далее данные о ценах приведены на начало 2013 года).

2. Электростанция на солнечных батареях.

Привлекательны тем, что солнечная энергия достается всем «даром». Принцип работы солнечных батарей основан на том, что фотоны света при падении на поверхность некоторых полупроводников, вызывают срыв электронов со своих атомных орбит, образуя свободные носители электрического заряда.

Чтобы солнечная батарея могла выдавать хоть какую-то приемлемую мощность, она должна иметь как можно большую площадь. Так, батарея площадью 1 кв. м. обеспечивает электрическую мощность около 100 ватт, при напряжении 15-25 вольт.

Для работы бытовой аппаратуры помимо солнечной батареи нужна установка инвертора, преобразующего постоянное напряжение в 220 вольт переменного тока, аккумуляторные батареи для бесперебойного электроснабжения и контроллер, управляющий зарядом этих батарей.

Для того чтобы солнечная батарея могла быть основным источником электроэнергии, она должна иметь рабочую поверхность не менее 10 квадратных метров. При этом имеются жесткие требования по расположению батареи: под определенным углом к горизонту, на некотором расстоянии от плоской поверхности (крыши) и с южной стороны дома.

Но даже при соблюдении всех условий станция на солнечной батарее остается очень сложным устройством с низким КПД, высокой стоимостью и относительно небольшой мощностью. Стоимость установки электростанции на солнечной энергии составляет от 120 до 250 тысяч рублей за каждый киловатт установленной мощности. Но мощность можно наращивать постепенно, добавляя новые модули по мере появления средств.

Подробнее об использовании солнечных батарей в качестве автономного источника электроэнергии для загородного дома читайте здесь:

3. Ветрогенераторная станция.

Первые ветроустановки уже были известны в 200 году до нашей эры. Они представляли собой простейшие установки, предназначенные для перемалывания пшеницы. Также как и солнечная энергия, энергия ветра очень привлекательна для использования в условиях загородного дома. И принцип работы ветрогенераторных установок схож с принципом работы станций на солнечной энергии. Вновь требуется установка аккумуляторных батарей, инвертора и контроллера заряда. Но у ветрогенераторных станций есть и свои особенности.

Так, во время своей работы ветряк создает помехи, способные повлиять на многие приборы и средства связи, поэтому для установки ветрогенератора необходима свободная от застройки придомовая площадь с радиусом примерно 20 метров, которой располагает не всякий загородный дом.

Перед установкой необходимо точно рассчитать потребную мощность генератора с учетом средней скорости ветра в регионе, пиковой мощности потребления в доме и высоты возведенной для монтажа мачты. Ошибка в расчетах может привести к тому, что ветряк просто не справится с возложенными на него функциями.

Ну, а главный недостаток ветряков, как и всех прочих автономных источников электроэнергии - это их цена. Ветрогенератор средней мощности вместе со своей установкой обойдется домовладельцу примерно в триста тысяч рублей. Окупится такая сумма, разумеется, далеко не сразу.

Подробнее об использовании ветрогенераторов смотрите здесь:

Александр Молоков

Частые перебои с подачей электроэнергии или невозможность обеспечить дачу бесперебойным электроснабжением, заставляют задуматься над вопросом использования альтернативной электроэнергией. Существующие варианты имеют свои сильные и слабые стороны. Подробнее об этом можно прочитать в статье.

Способы организации автономного электричества для дачи

Очень многие собственники дач и частных домов не хотели бы зависеть от центрального электрического обеспечения по многим причинам. Это и высокая стоимость электричества, и перебои с подачей, частые поломки трансформаторов и зависимость устаревшего оборудования от погодных условий. По этим причинам все чаще владельцы дач задумываются об автономном электроснабжении. Перед установкой одной из автономных систем необходимо все проанализировать, рассчитать объемы потребления электричества в доме. Необходимо произвести замены осветительных приборов на более экономичные. После этого принимают решение о подборе вида автономного обеспечения.

Когда централизованное энергоснабжение не подходит по каким-либо причинам, есть смысл рассмотреть варианты автономного. Среди автономных источников снабжения электричеством можно выделить следующие:

солнечные панели;
ветроэлектрические установки;
топливные генераторные установки;
гидроэлектростанции.

Перед тем, как решить, на какой системе остановить свой выбор, следует внимательно ознакомиться с достоинствами и недостатками каждой.

Солнечные батареи для дачи

Для экономии средств можно использовать альтернативный вариант, который является дешевле - преобразование энергии Солнца в электричество. Солнечная батарея в таком случае - преобразователь.

Солнечные батареи - генератор постоянного тока, к ним подсоединены инверторы, преобразующие постоянный ток в переменный. Соединенные параллельно и последовательно они дают ток и напряжение. Это дает возможность солнечной батарее работать бесперебойно. Диоды не позволяют батарее разряжаться или перегреваться. Аккумуляторы сохраняют энергию, резистор контролирует заряд, предотвращая использование избыточной мощности.

Базовый комплект солнечной батареи представлен:

специальная панель;
контроллер заряда;
аккумуляторные батареи;
инвертор.

Основные преимущества использования солнечных батарей в следующем:

практичность и долговечность службы;
никаких дополнительный затрат в период эксплуатации;
расходуется нескончаемый природный запас;
минимум технического обслуживания;
высокий показатель коэффициента полезного действия;
работа в бесшумном режиме;
безопасность для природы.

Есть детали, которые ставят приоритетность использования солнечных батарей под сомнение:

зависимость от погоды, а именно солнечного света;
немалая стоимость конструкции;
инженерные навыки при установке.

Существуют разные виды солнечных батарей:

из монокристалического кремния - очень надежны, с долгим сроком эксплуатации, но из-за особых свойств достаточно дороги, по сравнению с другими видами батарей;
из мультикристалического кремния - достаточно долгий срок службы, около тридцати лет, с хорошими показателями коэффициента полезного действия;
из поликристалического кремния - средний срок службы, коэффициент полезного действия ниже, чем у предыдущих видов;
тонкопленочные батареи - недорогие, для местностей с пасмурной погодой и небольшим количеством солнечных дней, в основе батареи лежит специальная светопоглощающая пленка;
из аморфного кремния - показатели коэффициента полезного действия невысокие, но в основе батарей лежат фотоэлектрические преобразователи, позволяющие добывать недорогую электроэнергию;
из теллурида кадмия - благодаря пленочной технологии коэффициент полезного действия достаточно высокий, цена ниже, чем у батарей из кремния.

Батареи бывают:

маломощные - обеспечивают работу основных бытовых приборов и освещение дома;
универсальные - дополнительно к освещению отопление большей части дома;
высокомощные - покрывают все расходы потребления электричества и тепла.

Солнечные батареи применяются в различных сферах и отраслях:

подача света в жилых помещений и общественных организаций;
обеспечение энергией различного оборудования;
освещение улиц;
космическая отрасль;
автомобильная отрасль.

Позитивным явлением в использовании солнечных батарей при обеспечении жилища теплом следующее:

не требуется сжигание дров, угля, брикетов и это дает возможность существенно сэкономить деньги и не загрязнять окружающую среду;
такой способ отопления не станет причиной возгорания;
батареи способны функционировать и при незначительном поступлении солнечного света;
конструкция независима от энергосистемы;
система автоматизирована.

Оправдана ли установка солнечных батарей для частного дома или дачи? Как показывают наблюдения и отзывы пользователей, да. Особенно если они установлены в местности с преобладанием солнечной погоды. В период насыщенного солнца расходы на отопление и освещение можно покрыть полностью, в зимний период около восьмидесяти процентов энергии покрывается за счет энергии солнца. Экономия электричества на даче позволяет экономить бюджет.

Ветряк для дачи своими руками

Существует несколько вариантов ветряков:

горизонтальный;
вертикальный;
турбина.

Они имеют различия и сходства, положительные и отрицательные стороны, но принцип работы одинаковый для всех - преобразование энергии ветра в электричество, накопление в аккумуляторах и использование для потребностей.

Правильно расположенный ветряк дает возможность получать энергию ветра независимо от направления, важна только его скорость.

Принцип работы ветряка для дачи не сложный. Ветер дует на лопасти, к ротару прикреплен генератор, в его обмотке генерируется электрический ток. Он накапливается в аккумуляторах и позволяет питать электроприборы. Иногда устанавливается комплект и з ветрогенератора и солнечной панели.

В состав ветряка входит:

ротор;
редуктор;
защитный чехол;
хвостовая лопасть;
аккумулятор накопления энергии;
преобразователь напряжения;
инвертор.

Положительные стороны в использовании ветрогенератора для дома:

материальные затраты только на профилактику оборудования;
отлаженная работа ветровой станции не требует контроля и вмешательства;
почти по всей территории страны возможна продуктивная работа ветряка;
невысокий износ деталей.

Отрицательные стороны в использовании ветряка:

высокий уровень шума работающего прибора;
требует установки громоотвода;
необходимо заземление;
обязательная установка сигнальной лампочки;
вероятность повреждения частей ветряка при сильных ураганных ветрах.

Самый распространенный вид ветряных установок-горизонтальный. Его несложно изготовить в домашних условиях и коэффициент полезного действия этого ветряка достаточно высок. Минусом конструкции есть необходимость скорости ветра выше пяти метров за секунду для его работы.

Как показывает опыт и отзывы пользователей альтернативного энергообеспечения, ветрогенераторы перспективны и позволяют частично или полностью покрыть затраты в использовании энергии.

Топливные генераторы для дачи

Топливные генераторы могут помочь решить ряд вопросов, связанных со следующими обстоятельствами:

подача электричества для освещения жилища в ночное время;
для функционирования бытовой техники;
закачка воды из скважины или полив участка.

Это очень актуально для домов, отрезанных от системы электропитания после ураганов, в результате поломок и обесточивания при различных чрезвычайных ситуациях. Можно долгое время просидеть в ожидании восстановительных работ, а можно включить генератор и продолжить заниматься своими делами. Генератор обеспечивает бесперебойную подачу электроэнергии. Генераторы отличаются своими основными характеристиками, но имеют одинаковую конструкцию.

Преимущества использования генераторов в следующем:

гарантия результата - электричество;
компактные размеры и легкость переноски;
простота эксплуатации;
экономичность - энергия вырабатываемая аппаратом дешевле покупаемой у государства.

Основные виды генераторов:

бензиновый;
дизельный.

По типу работы выделяют:

синхронный генератор;
асинхронный генератор.

Проживание на территории дачного участка без электричества в настоящее время невозможно. Чтобы не остаться в самый неподходящий момент без электричества, можно использовать генератор.

Зеленая система для дачи

Если вас категорически не устраивают счета за отопление, электроэнергию или вы живете вдали от цивилизации, а протянуть электричество очень затратно- пришло время задуматься об автономном электрообеспечении. В Украине известная компания «Зеленая система» предлагает начинать использовать природные источники. Специалисты компании помогут спроектировать, рассчитать и подобрать оптимальную систему именно для вас.

Зеленый тариф - тариф на электроэнергию от частных лиц и за этот излишек государство платит частнику. На деле получается, что аккумулированная энергия солнца формируется в избытке, излишек поступает в общую сеть, в итоге частное лицо получает прибыль. Оформить все нужно правильно, для этого необходимо:

купить, установить солнечную батарею;
предоставить письма- уведомления и схему присоединения;
согласовать схему в Облэнерго;
оформить счет на оплату услуг;
запустить панель в течение пяти дней после прохождения оплаты;
оформить акт - договор купли - продажи электричества.

Самодельная электростанция для дачи

При удаленности от источников электропитания приходится самостоятельно придумывать варианты сооружения домашней электростанции. В основу этих конструкций чаще всего ложатся источники поступления альтернативной энергии: ветер, солнце, вода. Купить фабричный экземпляр электростанции иногда очень дорого и не всегда предлагаемые варианты удовлетворяют покупателя. В таком случае следует принять во внимание вариант самостоятельного изготовления станций по выработке электроэнергии.

Для создания ветряной электростанции своими руками следует создать ветродвигательную систему, подсоединить генератор и активизировать систему накопления энергии. Для домашней станции по выработке энергии целесообразнее использовать варианты с горизонтальным или вертикальным роторным вращением. Систему с вертикальным вращением проще сконструировать: вал, к которому крепятся параллельные лопасти. Для лопасти подходят материалы из листового железа. Их следует изогнуть в форме дуги, прикрепить к валу. Иногда используется дополнительный механизм по изменению угла лопастей в процессе работы, благодаря чему регулируется воздушное сопротивление. Это помогает избежать разрушения ветряка при наличии очень сильного ветра. Схема автономного энергосбережения поможет построить конструкцию правильно.

Самодельная солнечная электростанция представляет соединение солнечной батареи непосредственно с системой аккумулирования и расходования электричества. Самым дорогостоящим в данной конструкции являются солнечные панели. Необходимо правильно соединить части станции, защитить солнечные элементы, поместив конструкцию в специальный отсек. Станцию следует установить в самом подходящем месте, где энергия солнечного света будет максимальной.

Основное достоинство водяной электростанции - независимость выработки энергии от погодных условий, как с солнечной и ветровой электростанцией. Получение энергии воды - стабильно. Но все равно следует установить систему накопления выработанной энергии. Для построения конструкции необходимо приобрести такие части:

лопастная установка;
электрический генератор;
соединитель.

В качестве генератора можно использовать вал автомобиля. В конце статьи можно посмотреть видео о том, как самостоятельно обеспечить электроснабжение дачи.

Неэффективная подача электроэнергии, перебои напряжения, частые поломки трансформаторов или отключение электричества больше не будет проблемой при наличии домашней электростанции альтернативного электроснабжения. Изучив плюсы и минусы каждого виды конструкций, можно принять решение о целесообразности установки какого-либо прибора для аккумулирования энергии из природных источников.

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

Не
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:

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.
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.
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.

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

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