Говорим про системы автономного электроснабжения дома

Оглавление

Кому пригодятся

Современному человеку трудно обходиться без привычных «благ цивилизации»: бытовой техники, мобильной связи, интернета, но иногда сфера деятельности вынуждает отказываться от привычного комфорта. Геологи, нефтяники, рыбаки, охотники, оленеводы, часто оказываются в ситуациях, когда использование традиционных источников энергии невозможно. В таких случаях портативная солнечная электростанция может стать альтернативным источником электроснабжения. Не обойтись без автономного источника электропитания, если требуется освещение временных сооружений, находящихся на больших расстояниях от линии электропередачи.

Служащие МЧС, имея в своем арсенале такие электростанции, в экстремальных условиях могут быстро развернуть комплекс аварийного электропитания и использовать его в полевых условиях, обеспечивая бесперебойную работу необходимого электрооборудования.

Подбор вводного устройства

Подключение электроснабжения частного дома выполняется через так называемые ВУ. Представляют они собой металлические корпуса, в которых собраны устройства, предназначенные для управления электросетью здания. Модели, выполняющие в том числе и функцию распределения, называются ВРУ. Устанавливают вводные устройства либо на столбе линии электропередачи, либо рядом со зданием.

При выборе ВРУ в частный дом, электроснабжение которого должно быть безопасным и бесперебойным, нужно учитывать:

При этом нулевой и защитный провод протягиваются в одном проводнике. Разделение их выполняется внутри ВУ.

В системах TN-C при 220 В обычно используется однополюсной вводный автомат защиты, при 380 В – трехполюсной. В первом случае расчет мощности вводного устройства рассчитывается по формуле I р=P р/U ф×cos ф (где U ф – фазное напряжение, Pp – расчетная мощность, Cos ф –активная/реактивной мощности). Мощность вводного аппарата для сети 380 В находится по формуле Ip=Pp/( √3xUhx cos ф) (где Uh – напряжение сети). подключение электроснабжения частного дома Номинальный ток должен быть на 10% больше расчетного. Поэтому окончательный результат определяют по формуле I т.р.=I р×1,1.

Автономное электроснабжение удаленных объектов связи, промышленной и научной инфраструктуры в условиях крайнего севера, вечной мерзлоты, полярной ночи

  • Электричество требуется постоянно, но небольшой мощности (до 2 кВт), без пиковых всплесков потребления утром и вечером, как в домовладениях
  • Система должна работать полностью автономно и иметь высокий запас емкости аккумуляторов, т.к. при аварийном отключении или остановке генерации требуется от суток и более для приезда аварийной бригады
  • Низкие температуры до -50С влияют на выбор типа аккумуляторов и их производителя
  • Оператор объекта должен иметь возможность удаленного мониторинга состояния системы по каналам радио/видеосвязи
  • Система требует максимальной перестраховки по генерации, а именно комбинирования различных источников энергии
  • В целях обеспечения надлежащих технических условий эксплуатации оборудования требуется разработка антивандального термошкафа, который размещается на открытом воздухе или укладывается в грунт.
  • Нагревательный элемент термошкафа должен быть наименее мощным (что впоследствии влияет на выбор бо́льшей толщины стенки и обеспечении наименьших теплопотерь)
  • В связи с тем что летом температура воздуха может достигать +30С, термошкаф должен обеспечивать вентиляцию оборудования, чтобы не допускать его перегрева, что достигается установкой проточной/принудительной вентиляции. Управляется заслонкой на корпусе термошкафа в положении зима/лето.
  • Нагреватель и вентиляция термошкафа работают в автономном режиме и управляются терморегулятором. Суммарная нагрузка контроля климата в термошкафе не должна превышать 10-30% мощности основных потребителей.

Ветрогенератор вертикальный маглев. Выбор именного этого ветрогенератор обусловлен его надежностью при эксплуатации в агрессивной среде: алюминиевые лопасти не корродируют и не разрушаются в условиях соленого морского воздуха и жестко зафиксированные на корпус ветрогенератора исключают их поломку при порывах ветра. Контроллер отключает ветрогенератор (тормозит его) при достижении скорости ветра 18 м/с (600 об/мин). т.е. ветрогенератор не разгоняется при усилении ветра, тестовая скорость ветра разрушения ветрогенератора — 65 м/с

Солнечные модули. Несмотря на кажущуюся непригодность солнечных модулей в условиях севера, мы все же рекомендуем дополнять системы солнечными модулями, т.к. часто при анализе годовых метеоданных, наблюдается уменьшение скорости ветра в летний период. что влияет на баланс генерации/потребления в системе. Мы предлагаем разные солнечные панели: монокристаллические, поликристаллические. аморфный кремний

На аморфный кремний советуем обратить особое внимание. т.к

эта технология доказала свою сравнительную эффективность перед кристаллическим кремнием в условиях облачности и рассеянного солнечного света. КПД аморфных панелей ниже кристаллического кремния. Но КПД определяется при идеальных температурных условиях и освещении. Солнечные модули аморфного кремния дороже кристаллических панелей в 1,5-2 раза на ватт мощности
Бензогенератор для подзарядки акб в режиме автопуска/остановки для подзарядки АКБ. Включается в систему ввиду требований по обязательному электроснабжению объекта, а альтернативные источники энергии остаются непостоянными. Периоды полного штиля могут длиться несколько дней, облачность или полярная ночь также уменьшают или исключают возможность подзарядки АКБ. поэтому для выполнения задач, поставленных заказчиком, мы рекомендуем установку дополнительных резервных бензогенераторов, работающих в режиме автоматического запуска/остановки для подзарядки АКБ в случае если уровень заряда упал до критического значения. В вашем браузере отключен JavaScript

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.

  1. 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.

  2. Солнечные элементы. В принципе, если подойти к вопросу, как сделать автономное электроснабжение дома, глобально, то с помощью так называемых солнечных батарей 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.

  3. 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.

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

Автономное электроснабжение как альтернатива централизованному

Одним из главных доводов в пользу автономного электроснабжения дома называют независимость от цен на электроэнергию. Этот фактор кажется притянутым за уши, поскольку вы в любом случае будете зависеть от цен на энергоносители.

У нас принято широко оперировать экономическими выгодами при рекламе тех или иных продукции/услуг, однако делать это грамотно пока не научились. Говоря об экономически выгодном генераторе, не стоит забывать, что он работает не от воздуха. Само оборудование может быть дешевым, но его эксплуатация обходится крайне дорого. Хорошим примером, доказывающим верность этого тезиса, является бензиновый генератор. Выбрав систему этого типа, разве не будете вы зависеть, да еще как, от стоимости бензина, которая в свою очередь зависит не только от цен на нефть, но и от общей экономической картины (то есть цена нефти не тронется с места, а бензин подорожает без видимых причин)?

Приблизительно так же обстоит дело и с установками, работающими на дизельном топливе, рост цены на которое в свое время вызвало недоумение (и это слабо сказано). Будучи значительно дешевле бензина, дизельное топливо чуть ли не в одночасье стало дороже. Рост его стоимости был скачкообразным и обуславливался по большей части спросом (все-таки ДТ — одна из фракций, получаемых при первичной переработке нефти, не проходит ни риформинг, ни крекинг). Никто и представить себе не мог, что банальная солярка оставит позади 92-й, но «пришли» экономичные иномарки на дизельных движках и тут же перестали быть таковыми из-за подскочившей цены на топливо — российские реалии.

Газовые генераторы может постигнуть та же участь (пока из тепловых они самые экономичные в эксплуатации). Солнечные батареи? Уже никто не удивится, если при полном переходе на них, введут налог на солнечные лучи.

Так что тогда получает домовладелец, устанавливая систему автономного энергоснабжения при наличии централизованного?

  • Независимость от перебоев в энергоснабжении, аварийных ситуаций на подстанциях. У вас всегда будет электричество, что бы ни случилось. Особенно актуальным это становится зимой, когда как обычно неподготовленные службы рапортуют о форс-мажорах с завидной периодичностью: миллионы людей остаются без электричества и отопления на довольно долгое время по причине выхода из строя изношенного донельзя оборудования.
  • Экономические выгоды:
    1. ваши бытовые приборы не выйдут из строя по причине крайне нестабильной энергоподачи, свойственной централизованным сетям;
    2. автономные системы электроснабжения требуют использования энергетически эффективных потребителей энергии, что создает значительную экономию.
  • Оборудование. Да, да, вы заплатите деньги, а взамен получите оборудование. При подключении (которое само по себе обойдется в 30 тыс. р. за кВт) к централизованной сети, вы будете получать электроэнергию, за которую станете платить, а приобретенное оборудование (стоимость прокладки 1 км низковольтной ЛЭП составит от 30 до 60 тыс. р. в зависимости от района Московской области + трансформаторная подстанция) останется в собственности электросети.

В последнее время образовалась четкая тенденция к снижению стоимости оборудования в сфере возобновляемой энергетики, что способствует ее популяризации. Если вы проживаете в местности, богатой ресурсами возобновляемой энергии (а таких в РФ немало), то переход на автономное электроснабжение — экономически верное решение. Экономить действительно можно, нужно лишь правильно рассчитать, какая конкретно система будет обходиться гораздо дешевле в вашем конкретном случае.

Откуда дует?

Установка ветрогенератора мощностью от 5 кВт и более будет иметь наибольшую экономическую эффективность, если среднегодовая скорость ветра превышает 6 метров в секунд, или 21,5 км в час. Сразу можно оговориться, что в России районов, чтобы это условие выполнялось, совсем немного. Чаще всего среднегодовая скорость ветра здесь составляет менее 5 метров в секунду. Это не означает, что ветрогенерация у нас не выгодна, просто ожидать от нее чудес не стоит. Прежде чем установить ветряк на своем участке, стоит проанализировать данные о силе ветра в регионе проживания за последние 5-10 лет. Их можно найти в интернете или получить в метеослужбе

Стоит обратить внимание, что при ветре три метра в секунду большинство ветрогенераторов вырабатывают минимальное количество энергии, которой может не хватить даже на освещение

Стоимость ветряков варьируется от мощности выработки энергии. Комплект на 1 кВт энергии можно приобрести за 100 тысяч рублей, а ветряк на 10 кВт будет стоить около 700 тысяч рублей, причем для него потребуется мачта высотой не менее 10 метров.

Одним из серьезнейших аргументов против установки ветряка на дачном участке являются издаваемый им постоянный гул (пусть даже едва слышный) и вибрация. Последнее, конечно, может избавить дачный участок от кротов и грызунов, но едва ли добавит комфорта людям, на нем живущим. Поэтому ветрогенераторы, особенно мощные, не рекомендуется устанавливать в непосредственной близости от жилого дома.

Кошелек

Инфографика «РГ»/ Антон Переплетчиков / Сергей Тихонов

Особенности работы генераторов

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

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


Дизельная генераторная установка удобна и проста в эксплуатации, но для полноценного функционирования ей необходимо получать не менее 250 мл горючего в час. Мощные станции, способные обеспечить энергией небольшой частный домик с фактическим потреблением ресурса в несколько киловатт за сутки, будут «есть» примерно литр солярки в течение 60 минут

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


Мощный бензиновый или дизельный генератор способен при наличии нужного объема топлива обеспечить бесперебойную подачу электричества. Однако устройство в процессе работы производит очень много шума. Чтобы не страдать из-за нежелательных звуков, стоит разместить агрегат в одном из прилегающих хозяйственных помещений, расположенных на некотором расстоянии от собственного жилья и соседских домов

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

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


Установка в доме газового генератора осуществляется только на основании пакета разрешительных документов и при обязательном участии в монтаже бригады мастеров из местного газораспределительного предприятия. Подключать к газопроводу прибор самостоятельно не рекомендуется во избежание потенциально возможных в будущем утечек и различных неполадок

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

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

Галерея изображений

Фото из

Генератор на время проведения строительных работ

Четыре аккумулятора и инвертор

Освещение ночью и в вечерние часы

Освещение для проведения проводки и отделки

На протяжении первых этапов строительства генератор послужит основным источником энергии, а после оформления документов и получения разрешений на подключение к общей энергосети, он станет резервным оборудованием и безусловно не раз пригодится.

Автономное электроснабжение в зависимости от категории потребителей

Потребители электроэнергии 1 категории имеют два источника электроснабжения. Здесь есть отдельные потребители, это родильные дома, объекты стратегического назначения. В этой группе обязательная установка 3 – го независимого источника электроэнергии. Для этих объектов в основном используют дизель генераторы. Но так же можно установить конденсаторные батареи.

Вторая категория так же имеет две линии, по которой осуществляется подача электроэнергии, но здесь необязательна установка автономного электроснабжения. Его можно установить самостоятельно и по желанию заказчика. Это же касается и потребителей третьей категории, где в случае перерыва электроснабжения восстановление его может быть в течении 24 часа. Это частные дома, деревни, коттеджи

Что влияет на количество выработанного электричества?

Географическое положение. Количество солнечной энергии зависит и от географического месторасположения участка: чем ближе к экватору, тем оно больше.

Время года. Объём солнечной энергии, достигающей поверхности Земли, отличается от среднегодового значения: в зимнее время его показатель минимален, в то время как летом достигает максимального значения.

Природные явления (осадки). Во время дождя или снега небо плотно затянуто тучами, и вследствие этого количество солнечной радиации, достигающей поверхности земли, уменьшается.

Тень от деревьев, домов. В тени количество солнечной радиации меньше, чем непосредственно на солнце. Это объясняется тем, что, попав на препятствие в виде дома или дерева, она рассеивается.

КПД солнечной фотовольтаической панели. Он определяется путём деления мощности электрической энергии на мощность солнечного света, падающего на панель. На сегодняшний день среднее значение этого показателя на практике составляет 12-25%.

Таблица зависимости эффективности солнечной панели от материала ячейки

Технология кристалла Эффективность в лаборатории Практическая эффективность
Monocrystalline silicium (m-Si) 25% 13-17%
Polycrystalline silicium (p-Si) 20% 11-14%
Amorphous silicium (a-Si ) 13% 5-9%

Еще несколько слов об эффективности современных солнечных панелей. Приведем исследование 2020 года

Обратите внимание на последние цифры – результаты по КПД около 40%

Правильная ориентация панели по углу наклона к горизонту и ориентации батареи по азимуту.

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.

  1. 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.
  2. Солнечные элементы. В принципе, если подойти к вопросу, как сделать автономное электроснабжение дома, глобально, то с помощью так называемых солнечных батарей 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.
  3. 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.

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

Принцип работы и устройство бестопливных источников электроснабжения

Автономная система снабжения электроэнергией с участием бестопливных источников энергии в настоящее время является самой технологичной и сложной. Это обусловлено тем, что кроме технологичности данных устройств, которые способны из «ничего» вырабатывать электричество, существует и значительный по объему комплекс вспомогательного, но необходимого оборудования. Его назначением является накопление и переработка электрической энергии в абсолютно пригодный для бытовых приборов электрический ток.

Схема рассматриваемых нами систем работает по вполне понятному и простому принципу, несмотря на большую сложность используемого в ней оборудования. Ее можно разделить на три главные части:

  • Сам источник, вырабатывающий электроэнергию, в качестве которого чаще всего выступают ветрогенератор, солнечные батареи и прочие другие источники низковольтного тока.
  • Массивная и объемная накопительная часть, которая представлена блоком аккумуляторов.
  • Система преобразования, в основу работы которой положен принцип действия инвертора. Он является той необходимой частью системы, которая определенным образом способна преобразовывать низкое напряжение в более высокое.

Все эти составные части являются важными составляющими элементами системы автономного энергоснабжения. Существование и работа их друг без друга невозможны.

Разновидности источников электроэнергии

  • источниками бесперебойного питания (ИБП) в виде аккумуляторов;
  • солнечными батареями;
  • мини-электростанциями с ветряными, газовыми, дизельными и бензиновыми генераторами.

В нашей стране чаще всего используются генераторы, которые работают за счет тепловой энергии – газа, бензина и дизельного топлива.

Мини-электростанции или генераторы

Такие САЭ просты в использовании и относительно дешевы.

Преимущества генераторов:

  1. Работать мини-электростанция может достаточно долго. Для этого требуется только наличие топлива.
  2. Автозапуск генератора дает возможность использовать его в автономном режиме.
  3. Мини-электростанция с мощностью от 5–6 кВт способна обеспечить электричеством все электроприборы дома.
  4. Стоимость установки зависит от мощности генератора, качества исполнения и производителя.

К недостаткам такой установки относятся:

  1. Необходимость в постоянном техническом обслуживании. Нужно будет регулярно проверять уровень масла и наличие топлива.
  2. Генераторы являются достаточно шумными устройствами. Поэтому, если нет возможности установки их подальше от дома, то, даже при использовании глушителей, издаваемый ими шум делает применение установок не слишком комфортным.
  3. Не все автономные мини-электростанции на выходе способны выдавать стабильное напряжение и чистую синусоиду.
  4. Для генераторов требуется хорошая вентиляция и отдельно стоящее утепленное помещение.

Аккумуляторы или источники бесперебойного питания

Такие устройства заряжаются в то время, когда в сети есть электричество и во время перебоев с ним отдают электроэнергию.

  • ИБП нет необходимости постоянно контролировать. Нужно будет только следить за состоянием батареи.
  • Аккумуляторы не требуют отдельного помещения и много места.
  • Источник бесперебойного питания – это полностью автономная система, которая моментально включается в случае отключения в доме электроэнергии.
  • На выходе автономное устройство дает стабильное напряжение.
  • Работает ИБП бесшумно.

К минусам аккумуляторов можно отнести ограниченное время работы и относительно высокую стоимость. Время автономной работы ИБП напрямую зависит от емкости его батарей.

Такая установка будет правильным решением для многоквартирного дома с автономным отоплением.

Солнечные электрогенераторы

  • Такие электрогенераторы можно признать наиболее перспективным видом оборудования для достижения автономной электрификации дома.
  • В состав комплекта устройства входит набор аккумуляторов, который сохраняет электрический ток и подает его в ночное время суток.
  • К солнечным батареям прилагается специальный инвертор, способный преобразовывать ток из постоянного в переменный.
  • Устройства, оборудованные кремниевыми монокристаллами, являются самыми долговечными модулями. Они способны проработать в течение тридцати лет без снижения количества производимой энергии и эффективности.
  • Одна правильно подобранная солнечная батарея способна обеспечить весь дом необходимым количеством электроэнергии для работы всего бытового оборудования.

Энергия ветра или ветрогенераторные станции

  • Берется такая энергия через турбины, которые расположены на башнях от трех метров высотой.
  • Энергия преобразовывается с помощью инверторов, установленных в автономных ветряках. Главное условие – это наличие ветра со скоростью не менее четырнадцати километров в час.
  • В комплект генераторов также входит инверторная установка и аккумуляторы, накапливающие электричество.

Установка таких устройств невозможна в местах, где отсутствует природное движение воздуха. Это является существенным недостатком ветрогенераторных станций.

Портативные гидроэлектростанции для дома

Это устройство для автономной подачи электроэнергии приводятся в действие потоком воды. Применяться они могут только в домах, которые расположены недалеко от небольших речек и ручьев. Поэтому гидроэлектростанции являются наименее распространенными устройствами.

Какой источник автономного электроснабжения выбрать

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

1. Генератор на жидком топливе

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

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

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

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

2. Солнечная электростанция

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

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

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

3. Ветрогенератор

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

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

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

4. Мини гидроэлектростанция

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

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

5. Альтернативные источники малой мощности

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

Ветрогенераторные установки

Энергия ветра используется с давних пор. Наглядным примером являются парусные корабли и ветряные мельницы, оставшиеся далеко в прошлом. В настоящее время ветровая энергия стала вновь использоваться для совершения полезной работы.

Типичным представителем этих устройств считается ветрогенератор. Принцип работы агрегата основа на вращении воздушным потоком лопастей ротора, закрепленного на валу генератора. В результате вращения в обмотках генератора создается переменный ток. Он может расходоваться напрямую или накапливаться в аккумуляторах и использоваться в дальнейшем по мере необходимости. Таким образом, обеспечивается автономное электроснабжение объекта.

Кроме генератора, в рабочей цепи имеется контроллер, выполняющий функцию преобразования трехфазного переменного тока в постоянный. Преобразованный ток направляется на зарядку аккумуляторов. Бытовые приборы не могут работать от постоянного тока, поэтому для его дальнейшего преобразования используется инвертор. С его помощью происходит обратное превращение постоянного тока в переменный бытовой ток на 220 вольт. В результате всех преобразований расходуется примерно 15-20% от первоначально выработанной электроэнергии.

Совместно с ветровыми установками могут использоваться солнечные батареи, а также бензиновые или дизельные генераторы. В этих случаях в схему дополнительно включается автоматический ввод резерва (АВР), который производит активацию резервного источника тока, если основной отключается.

Для того чтобы получить максимальную мощность, расположение ветряного генератора должно быть вдоль по направлению ветрового потока. Наиболее простые системы оборудуются специальными флюгерами, закрепляемыми на противоположном конце генератора. Флюгер представляет собой вертикальную лопасть, которая разворачивает все устройство навстречу ветру. В более сложных и мощных установках эта функция выполняется поворотным электромотором, под управлением датчика направления.

Автономное электроснабжение загородного дома своими руками

Инверторные системы электроснабжения для коттеджа

Резервное электроснабжение

Автономные электрогенераторы

Категории электроснабжения

Электроснабжение промышленных предприятий