Система электроснабжения частного дома. Источники автономного электроснабжения дома, или как рационально использовать дары природы Автономные источники питания для дома

Нет электричества – нет тепла в доме и многих других удобств. Вопросы, как, а главное, с помощью чего сделать автономное электроснабжение дома, являются насущными для многих людей, проживающих вдали от больших городов. В таких местах перебои с подачей электроэнергии – дело привычное, хотя и неприятное. Да и в черте города они еще пока не являются из рук вон выходящим событием. В этой статье вместе с сайтом сайт мы подробно рассмотрим вопрос автономного или резервного электроснабжения. Мы разберем два наиболее приемлемых варианта, а вы уже делайте выводы, какой из них больше подойдет для ваших условий проживания.

Какие существуют источники электроснабжения

Автономное электроснабжение дома: выбор альтернативного источника

Вся проблема автономного электроснабжения дома упирается в источники альтернативного электроснабжения, которых на сегодняшний день не так уж и много. Их можно сосчитать на пальцах – это дизельный, бензиновый или ветряной , солнечные батареи и аккумуляторы. Все эти источники обладают как преимуществами, так и недостатками, с которыми необходимо разобраться в первую очередь.

Генераторы. Это самый простой и, можно сказать, дешевый способ обеспечить свой дом электроэнергией. Работа устройства основана на принципе сжигания топлива, поэтому если речь идет о такой системе бесперебойной подачи электроэнергии, то она подразумевает создание немалой базы для хранения топлива. Как минимум, в запасе должно находиться литров 200 ДТ, бензина или других горючих материалов. В этом отношении выгодно отличаются газовые электрогенераторы – если к строению подведен газопровод, то проблема с источником топлива решается автоматически. Также отличным решением для обеспечения дома бесперебойной подачей энергии является ветрогенератор, но у него имеется один большой недостаток – как правило, подобные установки имеют немалые размеры, и к тому же для их работы необходим целый комплекс дополнительного оборудования. Но об этом чуть позже, а пока рассмотрим другие источники резервного электроснабжения для дома.
Как обеспечить дом электроэнергией: генераторы
Солнечные элементы. В принципе, если подойти к вопросу, как сделать автономное электроснабжение дома, глобально, то с помощью так называемых можно не только обеспечить энергией весь дом со всеми его коммуникациями, но еще и продавать электричество на сторону. Кстати, в западных странах такой подход является довольно распространенным явлением – излишки энергии продаются энергетическим компаниям, а их контроль осуществляется посредством специальных счетчиков. Нам до этого еще далеко. Если говорить о недостатках систем солнечного электроснабжения, то здесь можно выделить габариты (чтобы обеспечить дом электричеством, понадобится накрыть батареями всю крышу дома) и, как в случае с ветряным генератором, массу дополнительного оборудования, которое отвечает за накопление и преобразование небольших токов в необходимое для наших нужд напряжение. Как правило, для этого оборудования отводится специальное помещение площадью около 6кв.м.
Автономное электроснабжение дома: солнечные батареи
Аккумуляторные батареи. Только с их помощью полноценное электроснабжение дома не организуешь. Их можно использовать либо в качестве аварийного электроснабжения (временный вариант, призванный обеспечивать энергией дом в течение короткого времени), либо в качестве дополнения к альтернативным источникам электроэнергии (солнечным батареям, ветрогенераторам). Здесь идея простая – пока в сети присутствует электричество, батареи заряжаются, как только оно пропадает, аккумуляторы начинают отдавать энергию в дом через так называемый инвертер, в задачи которого входит повышение напряжения, например, с 12V до пригодных нам 220V.
Бесперебойное электроснабжение: аккумуляторные батареи

Вот и все – с источниками более или менее разобрались, теперь проясним ситуацию с устройством систем автономного электроснабжения дома.

Топливные генераторы: как работают системы с их участием

Основная задача дизельного, бензинового или газового в работе системы бесперебойного электроснабжения – вовремя включаться в работу и обеспечивать оборудование дома электроэнергией. Также не менее важной задачей этого источника электроэнергии является своевременное его отключение. Как, по-вашему, что произойдет, если столкнутся два встречных потока заряженных электронов? Как минимум выход из строя некоторых приборов, а как максимум пожар со всеми вытекающими последствиями.

Исходя из этого разработана схема и алгоритм включения топливных генераторов в работу. Когда в электрической сети присутствует напряжение, они спят тихим и спокойным сном, но как только оно пропадает, специальное реле замыкает цепь между аккумулятором и генератором, в результате чего он просыпается и начинает вырабатывать электроэнергию. Практически то же самое, только с точностью до наоборот, происходит и при подаче электричества из центральной сети – контактор размыкает цепь генератора, в результате чего он глохнет и снова засыпает.

Автономное электроснабжение: топливный генератор

По такому принципу работает резервное электроснабжение с участием топливных генераторов. Если же речь идет о постоянном электроснабжении, то здесь все еще проще – вместо одного генератора используется два. Второй является резервным и включается в работу только в том случае, когда первый ломается. Также существуют схемы поочередного включения генераторов – такой подход к делу позволяет не перегружать один агрегат. В результате увеличивается его срок службы.

Бестопливные генераторы: принцип работы системы

Автономная система электроснабжения с участием бестопливных генераторов энергии на сегодняшний день является самой сложной. На это оказывает влияние не только технологичность устройств, способных из «ничего» вырабатывать электричество, но и огромный комплекс вспомогательного оборудования, назначение которого заключается в накоплении и переработке электрической энергии в пригодный для наших бытовых приборов ток.

Схема подобных систем работает по достаточно простому принципу, несмотря на сложность используемого оборудования. Ее условно можно разделить на три основные части:

сам источник электроэнергии, в качестве которого могут выступать и солнечные батареи, и ветрогенератор, и прочие другие маломощные источники тока;
накопительная часть, состоящая из блока аккумуляторов;
преобразующая система, в ее основу положен принцип работы инвертора, который и является той частью системы, которая преобразует низкое напряжение в высокое.

Все эти части являются неотъемлемыми составляющими системы автономного энергоснабжения и существовать друг без друга не могут.

Каким должно быть резервное электроснабжение

В заключение несколько слов о том, как сделать источник бесперебойного электропитания своими руками. Здесь все просто. Понадобятся три составляющие: несколько штук аккумуляторов, которые для увеличения емкости соединяются по параллельной схеме, зарядное устройство к ним и инвертор. Пока имеется в сети напряжение, аккумуляторы заряжаются от зарядного устройства, включенного в сеть, а как только энергия исчезает, они начинают выдавать электроэнергию в посредством инвертора.

О последних устройствах скажу больше – в магазинах их много, и рассчитаны они на потребителей с определенной мощностью. Можно купить инвертер с выходной мощностью на 300Вт, а можно и на 4кВт. От этой мощности зависит количество электроприборов, которые смогут питаться от такого источника. Следует понимать, что чем больше приборов вы хотите питать таким бесперебойником, то тем больше понадобится суммарная емкость аккумуляторов. Неправильно подобранная емкость приведет к быстрой разрядке батарей.

Источник бесперебойного электропитания фото

Вот, в принципе, и все способы, с помощью которых можно сделать автономное электроснабжение дома. Как видите, выбор невелик, но, тем не менее, он есть. Что же касается стоимости таких систем, то некоторым людям она может показаться запредельной, особенно если учитывать расходы на топливо. В этом отношении намного привлекательнее выглядят такие неиссякаемые и абсолютно бесплатные источники электрической энергии, как солнце или ветер – стоят такие системы намного дороже, но они с лихвой окупаются отсутствием затрат на топливо для генератора.

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

Так в чем же выгода автономного электроснабжения?

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

Какой источник автономного электроснабжения выбрать

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

1. Генератор на жидком топливе

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

5. Альтернативные источники малой мощности

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

Выводы

Если потребление электричества не превышает 3-5 кВт/час, то выгоднее всего установить мини ГЭС и получатьэлектричество практически бесплатно. Для регионов, где часто бывают солнечные дни, также актуальны солнечные электростанции с высоким КПД.
Если планируете потреблять от 10 кВт/час, то дешевле чем подключение к магистральному электроснабжению способов пока нет. Если возможности подключения нет, то делайте комбинированную систему исходя из индивидуальных возможностей и условий.

Сегодня электричество в дачном доме уже не относится к излишествам: комфортный отдых и эффективный уход за участком сложно представить без соответствующего оборудования, так что задумываться об энергоснабжении рано или поздно придется.

Естественно, в этом процессе есть множество нюансов, и потому мы настоятельно рекомендуем вам ознакомиться с данной статьей. Конечно, все тонкости не раскроем, но общее представление о масштабах предстоящей работы вы получите.

Чтобы в загородном доме было тепло, светло и уютно, стоит позаботиться об энергоснабжении

Традиционные источники

И если ограничиваться лишь традиционными технологиями, то схем энергоснабжения можно выделить всего две:

Подключение к ЛЭП

Централизованное – участок «запитываем» от проходящей на относительно небольшом расстоянии линии электропередач.
Автономное – в качестве источника выступает генератор.

Рассмотрим оба варианта более подробно.

Если говорить об использовании централизованного энергоснабжения, то основным плюсом является достаточно высокая предоставляемая мощность. Так, в этом случае можно даже организовать обогрев дачи электричеством, не разорившись на топливе для генератора.

Присоединение к проводам на столбе

С другой стороны, сам процесс подключения к ЛЭП связан с весьма утомительными бюрократическими процедурами. Даже в том случае, если провода проложены сравнительно недалеко, на этапе согласования могут возникнуть проблемы.

Обратите внимание! Самовольное подключение к ЛЭП является правонарушением, и при обнаружении подобного факта вам придется заплатить немалый штраф. Также стоит помнить, что выполнять такие работы должны исключительно профессионалы с соответствующим уровнем допуска.

Аренда дизель - генератора для дачи или покупка такого устройства могут обеспечить вас энергией вне зависимости от расположения участка. Да, эта технология является более затратной с финансовой точки зрения, но так вы можете быть уверены, что свет в доме и на участке не пропадет даже во время непогоды (обрывы проводов, особенно в удаленных районах - не редкость).

Даже компактное устройство может обеспечить освещение целого дома

Еще один вариант автономного энергоснабжения – монтаж газового генератора. Конечно, цена прибора будет выше, чем у дизельной установки, да и обслуживать его могут только специалисты, но себестоимость киловатта энергии при этом получится существенно ниже.

В итоге оптимальная инструкция будет следующей: если есть возможность – подключаемся к линии электропередач и используем ее мощности, но на всякий случай устанавливаем в доме или сарае генератор с небольшим запасом топлива. Если возможности подключения нет – просто покупаем более производительный генератор, и проектируем электросеть участка с оглядкой на ограничения по производительности установки.

Альтернативные источники

Впрочем, современные технологии позволяют получить электричество на халяву для дачи. Под «халявой» в данном случае имеется полная или практически полная независимость от цен на энергоносители. Конечно, само альтернативное оборудование нужно приобретать, причем за довольно большие деньги, но со временем (от двух до пяти лет) оно окупается, и дальше работает «в плюс».

Фото крыльчатки ветряного генератора на крыше дома

Несколько наиболее эффективных технологий можно выделить, и их особенности мы свели в таблицу:

Извлеченная энергия может использоваться как для прямого обогрева дома, так и для выработки электричества.

Как и в случае с геотермальными установками, энергией солнца можно не только обогревать дом, но и питать инвертор для обеспечения электроснабжения.

При вращении лопастей вырабатывается электричество, которое аккумулируется в батареях большой емкости и может быть использовано для решения самых разных задач.

Схема работы геотермального генератора

Впрочем, такое бесплатное энергоснабжение является достаточно капризным. Нет ветра или солнце зашло за тучи на целый день - и придется сидеть в темноте! Вот почему специалисты настоятельно рекомендуют комплектовать подобные установки емкими аккумуляторами, а в качестве резервного источника питания держать как минимум небольшой дизель-генератор.

Особенности монтажа электросети

Если с источниками все более-менее ясно, переходим к правилам обустройства самой электросети:

Монтаж проводки и электроприборов в дачном доме вполне можно выполнить и своими руками, а вот подключение к магистрали или генератору лучше доверить специалистам-электрикам.
На входе в дом обязательно устанавливаем щиток со счетчиком. Также каждую ветку проводов присоединяем к щитку через УЗО – автоматический размыкатель цепи. Использование таких предохранителей способно защитить систему от перепадов напряжения и коротких замыканий.

Совет! Если вы часто бываете в отъездах, то есть смысл обустроить дистанционное включение электричества на даче. Для этого в щитке монтируем специальный модуль с GSM-приемником, который активирует всю систему по сигналу с мобильного телефона. Особенно удобно использовать такой управляемый блок в зимнее время: к вашему приезду отопительные приборы как раз успеют прогреть воздух.

Для защиты от огня провода прокладываем в негорючих каналах

При использовании генераторов нужно тщательно рассчитывать мощность всех включаемых в сеть приборов. К примеру, обогрев дачного дома электричеством может потребовать установки отдельной генерирующей установки, иначе осенью и зимой придется выбирать: либо у нас работают батареи, либо светят лампочки.
Дачные дома из блок - контейнеров, каркасные конструкции и бревенчатые здания отличаются высокой горючестью. Чтобы снизить риск пожара, вся проводка должна прокладываться в негорючих, желательно металлических, коробах.

Правильное заземление - одно из условий безопасности

Весьма желательным является также заземление проводов. Для этого каждую ветку системы присоединяем к заземляющему контуру, выведенному наружу. Контур чаще всего представляет собой треугольник из стальных или омедненных стержней, вкопанных в землю и соединенных с домовой электросетью токопроводящим кабелем.

Обеспечить электричество в доме и на даче – дело чести любого мастера. Благо, на сегодняшний день возможностей для этого более чем достаточно, и мы с легкостью сможем выбрать, что именно использовать в качестве источника энергии (см.также статью «Электричество на даче своими руками: от подготовки коммуникаций до выбора источника питания»).

Электричество на даче: откуда получить и как правильно распорядиться
Электричество на даче на халяву: бесплатное, автономное, альтернативное, видео-инструкция по обогреву дачного дома своими руками, дистанционное включение, фото и цена

Публикуем еще одну статью от нашего гостя – Анатолия Скрябина, автора известных материалов о частном доме и дачном хозяйстве. Анатолий любезно предоставил нам на это раз материал о том, как можно сделать электричество в доме, если у вас нет подключения к электрическим сетям.

Чтобы лампочки освещали комнаты, чтобы была возможность использовать ноутбук и интернет, нужно электричество. А если до ближайшей линии электропередач 100 километров, то вам в вашем доме доступно только автономное электричество.

Какими путями можно реализовать автономное электроснабжение дома тогда, когда вам нужно питать электроприборы и освещение в глуши?

Давайте посмотрим возможные варианты.

Ветрогенераторы

Чтобы получать электрическую энергию за счет энергии ветра, можно использовать простейшие ветрогенераторы. Я еще вернусь к теме использования ветрогенератора на своем участке и распишу подробно, что и как.

А пока стоит понять одну простую истину – если ваш дом стоит в открытом поле, если ваш дом располагается на берегу большой реки и стоит на крутом яру, если с вашего участка открывается визуальная перспектива, то есть, присутствует большое открытое пространство, вы можете получать электричество при помощи ветра.

Если ваш дом стоит в лесу, если ваш участок окружен холмами, которые густо поросли растительностью, если в вашей местности больше тихих дней, чем ветреных, вам не светит ветровое электричество в прямом и переносном смысле.

Только тогда, когда имеется приличная ветровая нагрузка, имеет смысл ставить ветряк, чтобы получать от его генератора электроэнергию.

Существуют методы расчетов ветровой нагрузки, их мы еще коснемся в статьях на сайте. А чтобы прямо сейчас понять, стоит ли ставить ветровую генераторную установку на вашем участке, проделайте простую практическую работу.

Купите самый простой анемометр, который при помощи крыльчатки меряет скорость ветра.

Установите его на крыше своего дома и каждый день снимайте показания. Затем, в течение месяца записывайте эти показания и заносите в таблицу. Конечно, для полноценной уверенности вам понадобятся наблюдения во все четыре сезона, однако и первый месяц вам покажет, стоит ли вообще думать над этим вопросом.

Такая простая вещь как бытовой анемометр быстро развеет ваши иллюзии насчет дарового электричества за счет ветра. Или, наоборот, укрепит в желании продолжать дальнейшие работы в этом направлении.

Солнечные батареи

Про использование энергии солнца для получения дармового электричества сейчас не пишет разве что ленивый. Чтобы понять, сможете ли вы получать солнечную электроэнергию на своем участке, вам стоит проделать такой же простой эксперимент, как и в случае с определением ветровой нагрузки.

Купите самую дешевую зарядку для ноутбука на солнечных фотоэлементах. Выставьте ее на южную сторону вашего дома, в идеале – разместите на южном скате крыши вашего дома.

Подключите к этой зарядке самую минимальную нагрузку, например, сотовый телефон. И смотрите, насколько маломощная солнечная зарядка справляется с подзарядкой телефонного аккумулятора. Пишите данные на протяжении месяца во все дни – солнечные и пасмурные. Пишите данные даже тогда, когда солнца нет, и идет дождь или снег. Даже в такие дни земная поверхность получает достаточно большое количество световой энергии солнца.

После месяца наблюдений вы сможете переложить ваши «игрушечные» данные на те мощности, которые вы собираетесь использовать в реальной жизни.

Вы четко поймете, какой площади солнечные элементы вам понадобятся, чтобы запитать телевизор, холодильник, стиральную машину и компьютеры в своем автономном доме.

Точные подсчеты займут некоторое время и потребуют вычислений, но принцип, надеюсь, ясен.

Гидростанция

Этот путь доступен только тем, кто имеет в непосредственной близости ручеек или речку. Это не обязательно должен быть бешеный горный поток, достаточно небольшого лесного ручья.

Просто получить электроэнергию, поставив турбину в речку, у вас не получится. Чтобы получить хоть какую-то приемлемую мощность, потребуется плотина. Однако постройка плотины стоит временных и трудозатрат, и немалых.

Чтобы понять, нужно ли вам городить серьезную плотнику на своем ручье, постройте вначале небольшую плотину, всего 30 сантиметров высотой. Поставьте на эту плотину маломощный генератор, который будет вам выдавать ток, достаточный для подзарядки небольшого аккумулятора, например, емкостью в 7-12 А*ч.

Замеряйте время, за которое происходит зарядка такого небольшого аккумулятора. Затем, поймите, что установка более мощного генератора потребует от вас подъема высоты плотины, и, как следствие, большого объема земляных и гидротехнических работ.

Вы сможете выяснить, стоит ли вам надеяться на получение электричества от энергии падающей воды.

Вот такие простые и, на первый взгляд, «детские» методы позволят вам понять, по какому пути стоит пойти в процессе получения автономного электричества для своего, построенного на отшибе, дома.

Делаем свое электричество вдали от цивилизации
Как сделать свое собственное электричество, используя мобильную гидроэлектростанцию, ветряк или солнечные батареи – смотрите материал от автора Анатолия Скрябина по этому вопросу.

Нет электричества – нет тепла в доме и многих других удобств. Вопросы, как, а главное, с помощью чего сделать автономное электроснабжение дома, являются насущными для многих людей, проживающих вдали от больших городов. В таких местах перебои с подачей электроэнергии – дело привычное, хотя и неприятное. Да и в черте города они еще пока не являются из рук вон выходящим событием. В этой статье вместе с сайтом stroisovety.org мы подробно рассмотрим вопрос автономного или резервного электроснабжения. Мы разберем два наиболее приемлемых варианта, а вы уже делайте выводы, какой из них больше подойдет для ваших условий проживания.

Какие существуют источники электроснабжения

Автономное электроснабжение дома: выбор альтернативного источника

Вся проблема автономного электроснабжения дома упирается в источники альтернативного электроснабжения, которых на сегодняшний день не так уж и много. Их можно сосчитать на пальцах – это дизельный, бензиновый или ветряной электрогенератор, солнечные батареи и аккумуляторы. Все эти источники обладают как преимуществами, так и недостатками, с которыми необходимо разобраться в первую очередь.

Генераторы. Это самый простой и, можно сказать, дешевый способ обеспечить свой дом электроэнергией. Работа устройства основана на принципе сжигания топлива, поэтому если речь идет о такой системе бесперебойной подачи электроэнергии, то она подразумевает создание немалой базы для хранения топлива. Как минимум, в запасе должно находиться литров 200 ДТ, бензина или других горючих материалов. В этом отношении выгодно отличаются газовые электрогенераторы – если к строению подведен газопровод, то проблема с источником топлива решается автоматически. Также отличным решением для обеспечения дома бесперебойной подачей энергии является ветрогенератор, но у него имеется один большой недостаток – как правило, подобные установки имеют немалые размеры, и к тому же для их работы необходим целый комплекс дополнительного оборудования. Но об этом чуть позже, а пока рассмотрим другие источники резервного электроснабжения для дома.

Как обеспечить дом электроэнергией: генераторы

Автономное электроснабжение дома: солнечные батареи

Бесперебойное электроснабжение: аккумуляторные батареи

Топливные генераторы: как работают системы с их участием

Основная задача дизельного, бензинового или газового генератора в работе системы бесперебойного электроснабжения – вовремя включаться в работу и обеспечивать оборудование дома электроэнергией. Также не менее важной задачей этого источника электроэнергии является своевременное его отключение. Как, по-вашему, что произойдет, если столкнутся два встречных потока заряженных электронов? Как минимум выход из строя некоторых приборов, а как максимум пожар со всеми вытекающими последствиями.

Автономное электроснабжение: топливный генератор

Бестопливные генераторы: принцип работы системы

сам источник электроэнергии, в качестве которого могут выступать и солнечные батареи, и ветрогенератор, и прочие другие маломощные источники тока,
накопительная часть, состоящая из блока аккумуляторов,
преобразующая система, в ее основу положен принцип работы инвертора, который и является той частью системы, которая преобразует низкое напряжение в высокое.

Каким должно быть резервное электроснабжение

Источник бесперебойного электропитания фото

Автономное электроснабжение дома: два способа обеспечить бесперебойную подачу электроэнергии
Автономное электроснабжение дома: существующие на данный момент способы обеспечить дом электричеством, их преимущества и недостатки.

Автономное электричество в доме или бесплатное электричество.

Как сделать электроснабжение в доме полностью автономным? Очень актуальный вопрос на сегодняшний день. Рассмотрим два основных и самых доступных источников энергии.

Солнечная энергия довольно таки стабильный циклический источник энергии. Практически круглый год, возможно, ее использование. Но бывают пасмурные недели и даже месяцы осени. А зимой солнечных часов явно не хватает и силы солнечного света явно не достаточно для обеспечения электроэнергией нашего дома.

Энергия ветра очень хороший и очень мощный источник энергии, но тоже нестабильный и непредсказуемый. Часто бывает так, что неделю подряд хорошо «давит» 5 – 8 м/с затем затишье на две недели или больше.

И какой из этих источников выбрать? Будет неправильным вопросом. В этом случае, как и в жизни, когда мы применяем что, то одно это не работает или эффекта от этого практически нет и автономии дома в электроснабжении дома тоже нет.

Если мы будем использовать эти два источника в едином электрическом стандарте, то электроэнергии нам вполне хватит даже с запасом. Что подразумевается под едином стандарте дома. У нас есть солнечная батарея, на выходе которой N вольт, ветрогенератор на клеммах которого должно быть тоже N вольт, аккумуляторная батарея N вольт, первичный потребитель N вольт, преобразователь, который наши N вольт преобразовывает в 220 вольт переменки.

Если у вас есть еще какой ни будь источник электроэергии например элементы пельтье то и он должен иметь те же N вольт. Все источники должны быть собраны в единую бесперебойную систему электроснабжения нашего дома. Какой же стандарт напряжения выбрать 12, 24, 48 вольт, или какой ни будь еще. Дело, конечно, ваше, но он должен быть единый.

Теперь рассмотрим способы реализации нашей системы бесплатного электричества. И если с первым нашим источником ветрогнератором возможно два способа его установки – приобрести готовый, так же возможно его изготовление полностью или некоторых его частей для восстановления или реконструкции. С солнечными батареями мы полностью привязаны к производителю монокристаллов, так как изготовить в домашних условиях монокристалл невозможно, переводить хорошие полупроводники для изготовления панелей смешной мощности, можно рекомендовать только очень юным радиолюбителям для знакомства с принципом работы солнечных элементов. Покупка готовых панелей то же очень затратно, хотя на мировом рынке за предыдущие пять лет произошло их удешевление более чем в два раза, на цене в России и Украине это никак не отразилось, как на цене монокристаллов так и готовых панелей. На сегодняшний момент самые дешевые панели и монокристаллы, возможно, приобрести на Украине в Одессе по цене 1,5 доллара за ватт, без стоимости контроллера, батарей и преобразователя. Дорого это или нет, если нам нужно зарядить мобильный телефон или ноутбук, за 100 ватт мы отдадим 150 долларов. Цена вполне приемлема, но если нам нужно сделать автономное электроснабжение в доме. Какая мощность нам необходима? От 1 – 2 киловатта минимум цифра получается побольше от 1500 до 3000 долларов но кому то и этих мощностей будет маловато. А помимо этого нужно еще контроллеры, аккумуляторы и преобразователь.

Цифра набегает такая, что даже у человека с хорошим достатком отпадает желание в реализации, такого проекта. Намного проще завел бензо или дизель-генератор и получай электричество пока на топливо денег хватает, но на долго ли их хватит?

И все-таки выход есть. Необходимо покупать солнечные монокристаллы минуя посредников по реальным мировым ценам. За сколько можно приобрести комплект монокристаллов к киловаттной солнечной станции всего за 400 долларов с учетом доставки. Это по 0,4 доллара за ватт. Получается в четыре раза дешевле, чем самые дешевые солнечные панели или монокристаллы на Украине. Такая же ситуация и с контроллерами и преобразователями напряжения приобретение в розницу минимум в два раза дешевле. Какие знания и умения потребуются для покупки? Знание английского или умение работать с Яндекс, Гугль переводчиками или аналогичными программами. Я например в иностранных языках не разбираюсь, но мне это ничуть не помешало сделать правильные приобретения за указанные выше цены, 100% обезопасить свою сделку и сделать полный курс по приобретению необходимых компонентов и монтажу всей автономной энергосистемы. У вас может возникнуть вполне законный вопрос. Хорошо установили мы солнечные батареи, а если начнется облачная или пасмурная погода, от чего будут работать мои электроприборы в доме и как будут заряжаться аккумуляторы. В самом начале мы говорили о едином стандарте и здесь будет работать наш ветрогенератор. Конечно бывает неделя, когда нет ни солнца ни ветра, но это скорее исключение из правила по крайней мере в моем регионе. В этом смысле такая неделя «погоды» в электроснабжении явно не делает.

Автономное электричество для частного дома своими руками
Автономное электричество для частного дома своими руками Автономное электричество в доме или бесплатное электричество. Как сделать электроснабжение в доме полностью автономным? Очень

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.

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

Особенности подключения к сетям ЛЭП

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

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

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

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

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

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

Автономные источники электроэнергии

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

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

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

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

Коротко рассмотрим самые распространенные автономные источники электроэнергии.

Солнечные панели

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

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

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

Чтобы полностью обеспечить дом электричеством площадь панелей должна быть значительной.

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

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

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

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

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

Ветроэлектрические установки

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

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

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

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

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

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

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

Топливные генераторные установки

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

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

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

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

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

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

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

Гидроэлектростанции

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Особенности установки и эксплуатации автономных источников

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

Рассмотрим для начала на примере солнечной системы.

Солнечная автономная система.

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

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

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

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

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

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

Подводим итог

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

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

5 / 5 ( 1 vote )

Главная » Оборудование » Система электроснабжения частного дома. Источники автономного электроснабжения дома, или как рационально использовать дары природы Автономные источники питания для дома