Автономное электроснабжение загородного дома

Тема создания и использования систем автономного электроснабжения наиболее актуальна для владельцев частных домов и коттеджей, расположенных в местах, удаленных от городов и благоустроенных поселков. Потребность в получении электрической энергии нестандартным способом также возникает при нестабильной подаче напряжения, сложностях подключения к существующим сетям. Основное требование к автономным источникам питания – постоянная подача электричества, вне зависимости от влияния внешних факторов.



     
     

Особенности расчета мощности домашних автономных систем

      Круглогодичная подача электричества необходима для обеспечения должного уровня комфорта. Перед приобретением и установкой дорогостоящего оборудования рекомендуется провести тщательный расчет необходимого количества энергии с учетом суммарной мощности всех электрических потребителей:

  • Отопительной системы.
  • Холодильной техники.
  • Сплит систем и агрегатов, осуществляющих кондиционирование воздуха.
  • Бытовых приборов как больших, так и малых габаритов.
  • Насосного комплекса, ответственного за поставку воды из скважины или колодца.
  • Электрических инструментов различного назначения.

      Сведения о базовой мощности каждого прибора размещены в сопроводительной документации, приложенной к конкретному агрегату. Независимо от потребляемой мощности, каждый прибор нуждается в стабильной подаче электричества с соответствующими показателями напряжения и частоты.       Автономная система должна ежедневно вырабатывать электричество в количестве, превышающем суммарную мощность потребителей на 20 – 30%. Это необходимо для создания запаса энергии с учетом увеличения ее потребления. При этом создаются наилучшие условия для работы сложного электрооборудования, сетей коммуникации, приборов бытовой техники.

Достоинства и недостатки независимых систем

      Для выработки электричества используются самые разнообразные ресурсы. Автономные системы обладают основным преимуществом – при их установке отсутствуют нормативы потребления и необходимость оплаты счетов за потребленное электричество.

Преимущества автономного электроснабжения:

  • обеспечение стабильной подачи электричества без перепадов напряжения;
  • сведение к минимуму вероятности преждевременного выхода из строя электрооборудования, приборов бытовой техники;
  • получение дополнительного дохода от продажи государству излишков электричества.

Некоторые минусы систем:

  • сравнительно высокая стоимость готового оборудования;
  • большие затраты материальных средств на его эксплуатацию и ремонтно-восстановительные работы.

Разновидности автономных систем      Перед выбором наиболее подходящего источника электричества необходимо ознакомиться с существующими вариантами. Большой популярностью среди пользователей пользуются самые распространенные виды автономного электроснабжения САЭ:

  • Генераторы, использующие в работе бензин или дизтопливо.
  • Солнечные коллекторы, батареи.
  • Крупногабаритные аккумуляторы повышенной мощности.
  • Гидросистемы.
  • Преобразователи энергии ветра.

      Все источники, представленные в списке, отличаются конструктивными особенностями, техническими характеристиками и прочими параметрами. 

Особенности использования дизель- и бензогенераторов 

      Данное устройство считается самым простым и экономичным решением по обеспечению частного дома электричеством. Принцип работы генератора основан на сжигании топлива. С целью создания необходимых условий для стабильной работы оборудования, на территории участка обустраивается специальное хранилище топлива объемом не менее 200 литров.       Интересно: в отличие от бензиновых и дизельных моделей, газовые устройства подключаются к центральной магистрали. Если условия позволяют брать топливо непосредственно из газовой сети, отпадает необходимость оборудовать место для хранения запасов топлива.       Основное достоинство генераторных установок – стабильная работа, независимо от смены времен года, перемены погодных условий. 

Минусы генераторов:

  • сравнительно высокая стоимость оборудования;
  • постоянный рост цен на бензин, дизельное топливо;
  • материальные затраты на профилактику и регулярное техобслуживание;
  • в процессе работы устройства издают много шума. 

Гелиосистемы на основе солнечных батарей

      В странах западной Европы пользуется популярностью автономное электроснабжение от солнечных элементов. Солнечная энергия преобразуется в электрическую одним из следующих методов:

  • Использование специальных оптических устройств, концентрирующих солнечную энергию при помощи особенных зеркал. Полученное тепло применяется для нагрева жидкости паровых турбин генератора.
  • Получение постоянного тока при помощи энергии, накопленной фото-ячейками (набор полупроводниковых элементов), установленными на крышах домов. Далее, постоянное напряжение преобразовывают в переменное для использования электричества в домашнем хозяйстве.

САЭ с использованием солнечных элементов считаются наиболее экономичными эффективными устройствами. Преимущества гелиосистем состоят в следующем:

  • очень большой эксплуатационный срок оборудования, который часто достигает уровня в 20–45 лет;
  • нет необходимости в накоплении запасов топлива;
  • элементы не нуждаются в сложном обслуживании и уходе, нужно иногда протирать рабочие поверхности от пыли и удалять накопившийся мусор (обломки веток, опавшая листва деревьев и пр.);
  • автоматическое включение/выключение;
  • скапливание выработанной энергии в аккумуляторных блоках, что очень удобно для пользования электричеством в любое время суток по желанию хозяев дома.

Рекомендации по установке батарей:

  • Солнечные элементы размещаются на площадках вдали от высоких зданий, деревьев, способных отбрасывать тень.
  • Принимающие поверхности обращаются к югу под определенным углом.

Основные недостатки солнечного оборудования:

  • сравнительно высокая стоимость готовых устройств;
  • хрупкость, большой вес солнечных панелей;
  • повышенные требования к надежности кровельных балок, качеству креплений;
  • нецелесообразность применения на территориях, занятых высокими лесами, в частности на участках, расположенных в Среднерусской полосе. Вследствие метеорологических особенностей данного региона, гелиосистемы здесь работают с малой эффективностью.

Использование энергии ветра

      В качестве автономного электроснабжения часто применяются ветрогенераторы в комплекте с блоком аккумуляторов.       Ветряные генераторы представляют собой турбины, установленные на специальных устройствах высотой, более 3 метров от земли. Принцип действия ветровых турбин состоит в следующем:

  • Улавливание кинетической энергии вихревых потоков.
  • Преобразование энергии движения воздушных масс в механическую при помощи вращения ротора.
  • Использование электрогенераторов для превращения механической энергии в электрическую.

Такие установки обладают многочисленными плюсами:

  • высокая надежность;
  • экологичность (отсутствие вредных воздействий на окружающую среду);
  • отсутствие различных отходов.

      Основное условие для их работы – наличие постоянного ветра, скорость которого не должна быть меньше 14 км/час.       Совет: при использовании ветрового оборудования рекомендуется предусмотреть запасной вариант в виде бензинового или дизельного генератора, чтобы включать его в период отсутствия ветра.

Гидравлические электросистемы

      Водяные источники энергии нашли широкое применение в местах близкого расположения озера, речки. Гидроэлектроэнергия добывается при помощи установленных микротурбин. Такой вид получения электричества считается выгодным решением. Микротурбины просты в эксплуатации, отличаются высокой эффективностью, экологичностью, длительным сроком службы.

Подробнее.