В небольших поселках и сельской местности случаются перебои с электричеством. Поговорим про разные варианты автономного энергообеспечения загородного дома.
Стоимость электроэнергии, поставляемой центральными сетями, из года в год растёт, при этом её качество лучше не становится. В сельской местности всё также случаются перебои с электричеством. И сегодня мы рассмотрим варианты автономного энергообеспечения загородного дома.
Свое электричество
- Не
- Возобновляемые источники энергии
Если в черте города проблема с обеспечением своей жилплощади электроэнергией возникает лишь периодически, то с загородным домом всё куда сложнее - часто коммунальные сети повреждаются в результате природных явлений и действий охотников за цветным металлом.
Можно, конечно, вернуться к решениям начала прошлого века, а именно керосиновым лампам и лучинам, в конце концов, ложиться спать на закате солнца, но мы уже привыкли к благам цивилизации, неразрывно связанным с электроэнергией. Рассмотрим вопрос энергонезависимости загородного коттеджа от ненадёжных центральных коммуникаций.
Способы энергообеспечения своего дома
Владение домом в сельской местности, на значительном удалении от промышленных центров, привлекательно с позиции тишины, чистого воздуха в окружении естественной природы. Однако бывают ситуации, когда бытовые приборы в таком доме отказываются работать по причине более низкого или чрезмерно высокого напряжения в электросети, чем номинальное (220 В) - причём перепады могут превышать 10%, установленные ГОСТ 13109–97.
Проблема с недостатком напряжения кроется в значительной протяжённости проводных коммуникаций, по которым к домам поступает электрический ток - чем дальше от ТП (трансформаторной подстанции) находится коттедж, тем больше падает напряжение из-за сопротивления проводов.
В течение суток напряжение в сельской местности изменяется по отношению к номинальному по причине недостаточной мощности ТП и электросетей - оно ниже днём, т. к. в это время больше всего потребителей электроэнергии, ночью же резко растёт, поскольку в это время потребление минимально.
Скачки напряжения могут стать причиной выхода из строя бытовой техники - говоря проще, она сгорает. Современные бытовые приборы, в особенности европейского производства, рассчитаны на 10% перепады напряжения в электросети, но не более того, а в сельской местности вполне возможны 20–30% скачки.
Компенсировать перепады в электросети можно с помощью стабилизаторов, но в случае критического падения напряжения (более 45%) даже лучшие из них не помогут. Требуются приборы, способные обеспечить электропитание для бытовой техники при отсутствии электроэнергии от центральных сетей. Их выбор определяется целями, с которыми будет использовано оборудовани - резервное электроснабжение, дополнительное или основное.
Оборудование для резервного снабжения электроэнергией активируется автоматически или вручную его владельцем при прекращении подачи электропитания из центральной сети или при критическом падении в ней напряжения - оно способно поддерживать работу бытовой техники в течение ограниченного времени, до тех пор, пока подача энергии не возобновится.
Дополнительное (смешанное) электроснабжение необходимо в тех случаях, когда существующего напряжения в сети недостаточно, а домочадцы намерены пользоваться энергоёмкой бытовой техникой.
В случае, если коттедж невозможно подключить к центральным сетям, а также при постоянно низком качестве энергоснабжения, необходимо оборудование для автономного энергообеспечения, выступающее в роли основного поставщика электроэнергии.
Чтобы упростить задачу, возлагаемую на оборудование резервного и дополнительного электроснабжения, будет удобно разделить бытовую технику в доме на три группы:
- В первой будут электроприборы, бесперебойная работа которых не требуется и можно обойтись основным источником электроснабжения. К ним относятся системы отопления «тёплый пол» или настенные ИК-панели, электросауны, группы светильников, предназначенные для различных сценариев освещения и т.п.
- Во вторую группу включаются бытовые приборы, обеспечивающие комфортные условия проживания для домочадцев - основное освещение, кондиционеры, кухонные приборы, телевизоры, аудиотехника. Бытовой технике из этой группы необходимо резервное электропитание.
- Электроприборы, зачисленные в третью группу, относятся к жизненно важным - аварийное освещение, системы охранной и пожарной сигнализации, электронные замки, отопительные котлы, управляемые автоматикой, скважинные насосы и т. п. Полноценная работа техники из третьей группы возможно только при бесперебойном электропитании, обеспечиваемом дополнительными или резервными источниками в обязательном порядке.
Группирование бытовых потребителей электроэнергии позволит правильно подобрать мощность оборудования, вырабатывающего электричество, оценить действительные потребности и не переплатить за излишне мощную, или приобрести явно слабую модель.
Любое оборудование для автономного электроснабжения не способно производить электричество из ничего - ему требуются исходные ресурсы, которые подразделяются на возобновляемые и невозобновляемые. Исследуем типы приборов, генерирующих электроэнергию, в зависимости от потребляемых ресурсов.
Автономное энергообеспечение дома при помощи оборудования, потребляющего нефтепродукты или природный газ и вырабатывающего электричество, пользуется наибольшей популярностью среди владельцев загородной недвижимости по причине широкой известности. Однако популярны лишь генераторы на бензиновом или дизельном топливе, об остальных известно меньше.
Бензиновые электрогенераторы. Небольшие размеры и вес, стоят дешевле, чем дизельные. Но они не способны снабжать электроэнергией бесперебойно - их продолжительность работы не более 6 часов подряд (моторесурс около 4 месяцев), т. е. бензиновые генераторы предназначены для периодической работы и подходят в тех случаях, когда подача электроэнергии от основного поставщика прекращается на срок около 2–5 часов и лишь время от времени. Такие генераторы подойдут только в качестве резервного источника электроэнергии.
Дизельные генераторы. Массивны, габаритны и недёшевы, однако их мощность и рабочий ресурс значительно выше, чем у бензиновых моделей. Несмотря на значительную стоимость, в эксплуатации дизель-генераторы более выгодны, чем бензиновые - дешёвое дизельное топливо и бесперебойная работа свыше 2-х лет, т. е. данный электрогенератор способен работать сутки и месяцы напролёт, при условии своевременной дозаправки топливом. Генераторы на дизельном топливе подходят в качестве резервного, дополнительного и основного поставщика электроэнергии.
Газовые электрогенераторы. Их вес, размеры и стоимость близки к бензиновым установкам одинаковой мощности. Они работают на пропане, бутане и природном газе, но более производительны на первых двух типах газообразного топлива. Несмотря на схожий с бензиновыми генераторами срок непрерывной работы - не более 6 часов, газовые генераторы электроэнергии имеют больший моторесурс, составляющий в среднем около года. В качестве основного источника электроэнергии газовые генераторы подходят с большой оговоркой, но для резервного поставщика электротока - вполне.
Когенераторы или мини-ТЭЦ. Если сравнить их с описанными выше электрогенераторами, обладают двумя значительными преимуществами: способны производить не только электрическую, но и тепловую энергию; обладают продолжительным рабочим ресурсом при бесперебойном использовании, составляющем в среднем 4 года. В зависимости от модели, когенераторы работают на дизельном, газообразном и твёрдом топливе. Имея значительные габариты, массу и стоимость, мини-ТЭЦ не подойдут для энергообеспечения одного дома за городом, поскольку их электрическая мощность начинается от 70 кВт - благодаря одной такой установке можно полностью решить вопрос круглогодичного обеспечения электроэнергией и теплом посёлка из нескольких домов.
Источники бесперебойного питания на аккумуляторах. По большому счёту, они не относятся к генераторным установкам, т. к. не способны самостоятельно вырабатывать электроэнергию, лишь накапливать и отдавать её потребителю. Энергоёмкость ИБП определяется ёмкостью и количеством аккумуляторных батарей в комплексе, в зависимости от этого и количества потребителей электроэнергии срок автономной работы ИБП может составить от нескольких часов до нескольких суток. Срок службы одного комплекта ИБП - в среднем 6–8 лет.
В отношении генераторных установок нужно уточнить один момент - приведённый срок ресурса не означает, что после его выработки электрогенератор придётся утилизировать и покупать новый, необходимо лишь произвести капитальный ремонт и, несмотря на некоторую потерю мощности, его работоспособность восстановится. Также следует соблюдать правила ухода и эксплуатации генератора.
Возобновляемые источники энергии
В природной среде нашей планеты присутствуют постоянно или возникают периодически источники энергии, производство которой не связано с деятельностью человека - ветер, течение воды в реках, излучение солнца.
Ветрогенераторы. Способны преобразовывать энергию ветра в электричество, однако при довольно высокой стоимости КПД ветровых генераторов не превышает 30%. Срок службы ветрогенераторов - около 20 лет, непрерывность в выработке электроэнергии зависит от интенсивности ветра. Рассматривать данные установки в качестве полноценного источника электроснабжения можно лишь при условии их комплектации ИБП, а также резервным электрогенератором (бензиновым, дизельным) на случай безветрия.
Солнечные панели. Они поглощают энергию солнца и преобразуют её в электрическую. И если ветра дуют с непостоянной скоростью, то солнечные лучи освещают Землю в течение каждого светового дня. КПД солнечных панелей составляет около 20%, срок службы - 20 лет. Как и в случае ветрогенераторов, гелиоустановки необходимо комплектовать ИБП. Потребность в резервном генераторе зависит от интенсивности солнечного излучения в данной местности - в районах с достаточным числом солнечных дней дополнительный генератор не понадобится и их можно использовать как основной источник электроэнергии.
Мини-ГЭС. Энергия воды, по сравнению с ветровой и солнечной, значительно стабильнее - если первые два источника непостоянны (ночь, безветрие), то вода в ручьях и реках течёт в любое время года. Стоимость оборудования для мини-ГЭС выше, чем у ветрогенераторов и солнечных панелей, по причине более сложной конструкции, ведь водяной электрогенератор работает в агрессивных условиях. КПД мини-ГЭС составляет порядка 40–50%, срок службы - свыше 50 лет. Мини-ГЭС способна бесперебойно обеспечивать электроэнергией сразу несколько домов в течение полного года.
Ознакомившись с рекомендацией о разделении бытовой техники на группы по степени важности, остаётся лишь выяснить, как именно подобрать мощность электрогенератора под технику из одной или нескольких групп. Простейший способ - суммировать паспортную мощность бытовых приборов, к примеру: микроволновка - 0,9 кВт; миксер - 0,4 кВт; электрочайник - 2 кВт; стиральная машина - 2,2 кВт; энергосберегающая лампа - в среднем 0,02 кВт; телевизор - 0,15 кВт; спутниковая антенна - 0,03 кВт и т. д. Если сложить мощности перечисленных бытовых приборов, то получим энергопотребление 5,7 кВт/ч - означает ли это, что потребуется электрогенератор мощностью не менее 7,5 кВт (с 30% запасом мощности)?
Вовсе нет, ведь данная техника не работает постоянно, т. е. следует также учесть её примерное время работы, к примеру: стиральная машина - 3 часа в неделю; электрический чайник - 10 минут на каждое кипячение воды; микроволновая печь - 10 минут на разогрев одной порции пищи; миксер - 10 минут; энергосберегающая лампа - около 5 часов в сутки и т. д. Получается, что для обеспечения электроэнергией бытовых приборов, описанных в качестве примера, достаточно генератора мощностью около 3 кВт, необходимо лишь не включать технику одновременно, распределить возникающую на генератор нагрузку по времени.
Выбор того или иного типа электрогенератора, в особенности работающего от возобновляемых источников энергии, в первую очередь зависит от доступности исходных топливных ресурсов. К примеру, для газового генератора требуется стабильная поставка сжиженного природного газа, т. е. требуются баллоны или цистерна газгольдера, а для эффективного энергоснабжения при помощи солнечных панелей - достаточное число солнечных дней в году. опубликовано
Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта .
Если у вашего дома нет доступа к линии электропередач, то не обязательно тратиться на подключение к централизованным сетям электроснабжения, существует другой вариант — автономная система. Такой способ, несомненно, сопряжен со значительными затратами, однако, вы будете совершенно независимы от сетей, а полученная электроэнергия не будет наносить ущерб экологии.
Когда выгодны автономные системы электроснабжения
Прокладка новых линий электропередач требует существенных затрат, а если необходима ещё и установка подстанции, то сумма подключения увеличится в разы. Причем эти деньги пойдут на покупку оборудования, которое не станет вашей собственностью, а будет принадлежать местным энергосетям. Таким образом автономная система может стоить дешевле (при учете оплаты за электроэнергию), чем подключение к ЛЭП.
Стоит отметить и тот факт, что автономная система будет вашей собственностью, при должном уходе она прослужит очень долго, а вы, регулярно проверяя её состояние, обезопасите себя от внезапных отключений электроэнергии.
Если вы живете в регионе с подходящими климатическими условиями, то стоимость энергии, вырабатываемой автономной системой может быть ниже, чем при подключении к централизованным сетям.
Такой способ получения электроэнергии совершенно безопасен для окружающего мира, поэтому он всегда «выгоден» для природы. Заботу об экологии можно и нужно проявлять всеми доступными способами.
Виды автономных систем электроснабжения
Существуют разные виды источников электрической энергии: генератор, работающий на бензине или дизельном топливе (ЖТГ), ветроэлектрическая установка, фотоэлектрическая (солнечная) батарея, гидроэлектростанция малого размера.
Желательно иметь не один, а два источника энергии, в таком случае вы будете полностью застрахованы от отключений. Как правило, в качестве дополнительного источника используется ЖТГ. Потребность в нем может и не возникнуть, обычно этот источник простаивает, однако, он может пригодиться в любой момент.
Второй необходимый элемент — аккумуляторная батарея. Без неё автономная система не может существовать, поскольку возобновляемый ресурс непостоянен. Электроэнергия накапливается в батарее, а у вас всегда есть доступ к электричеству. Даже для систем, где источником является генератор, необходима аккумуляторная батарея, позволяющая отключать его на некоторое время, а пользоваться электроэнергией постоянно.
Ещё одна важная часть автономной системы электроснабжения — инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный. Необходимость обуславливается высокими потерями в проводах постоянного тока. К тому же большинству устройств необходим переменный ток на напряжение 220 В, который вы сможете получить от инвертора.
Обязательно приобретите контроллер заряда аккумуляторной батареи, он бывает отдельным, а бывает и встроенным в инвертор. Задача контроллера, следить за состоянием батареи и не допускать полной разрядки и перезаряда.
В стоимость автономной системы электроснабжения также входит все необходимое оборудование: кабели, автоматы, щиты, система заземления, выключатели и пр. Более подробно о ценах на автономные системы водоснабжения вы можете почитать на сайтах специализированных компаний, которые занимаются проектированием и монтажом таких систем.
На что необходимо обратить внимание
Прежде всего вам стоит позаботиться о напряжении, чем выше энергоэффективность, тем меньше затрат в конечном счете. Так, например, светодиодные лампы расходуют в 10 раз меньше энергии, чем лампы накаливания. Речь идет не только об экономии самой энергии, но и об экономии на системе. Меньшая мощность источника энергии — это значительное сокращение расходов на автономную систему. К тому же вам понадобится и меньшая батарея, что также отразится на смете.
Перед выбором автоматической системы электроснабжения необходимо провести экономические расчеты. Даже если основная цель данной установки не в экономической выгоде, а, например, в экологической безопасности, расчеты необходимы. Без них вы не сможете представить не только общую сумму, но и конечную стоимость каждого киловатта полученной энергии.
Для экономических расчетов необходимы сведения о природных возможностях или препятствиях. Так, например, ветроэлектрические установки, размещенные в Московской области, будут вырабатывать лишь 10-15% от своей номинальной мощности, этот источник энергии для данного региона будет нерациональным выбором. Солнечные батареи также подходят лишь для некоторых регионов России, где количество солнечных дней намного выше, в ином случае рентабельность автономной системы снижается.
Вам также необходимо ознакомиться ос всей технической и юридической литературой, проконсультироваться со специалистами в данных областях. Лишь после этого можно принимать решение об установке автономной системы с выбранным источником энергии.
Не забудьте и о том, что за данной установкой необходимо ухаживать. При подключении к ЛЭП, все затраты на замену устаревшего оборудования, а также уход за ним становятся обязанностью местных энергосетей, а в случае с автономной системой энергоснабжения — это ваша ответственность. Самыми простыми в уходе считаются системы, источником питания которых являются фотоэлектрические батареи. Вам необходимо составить план технического ухода и следовать ему. Помните о том, что чем лучше вы заботитесь об автономной системе электроснабжения, тем дольше она прослужит вам, тем больше денег вы сможете сэкономить.
Ещё один совет, который подойдет для владельцев домов, у которых уже есть подключение к сети — не стоит отключаться. Вы будете оплачивать лишь электроэнергию, которая расходуется вами, а её количество снизится до минимума. Существующее подключение — ваш резервный источник питания, который будет нужен лишь в том случае, когда не будет работать основной. К тому же некоторые сети принимают излишки энергии, вырабатываемой автономными системами. Таким образом вы сможете не только сэкономить, но и заработать деньги.
Автономные системы для коттеджа используются постоянно. Канализация, водоснабжение и отопление давно не зависят от городских коммунальных служб, поэтому семьи радуются отсутствие ограничений. Электричество могло бы стать проблемой, но солнечные батареи для частного дома или иные альтернативные источники помогут справиться с этой трудностью.
Автономная подача электричества возможна
Многие полагают, что электроэнергия всегда будет подаваться в дома исключительно из центральных систем. Хотя в Европе даже многоэтажки часто не зависят от традиционных служб. Какие автономные источники постепенно обретают популярность?
- Генераторные установки
- Солнечные фотоэлементы
- Ветрогенераторные станции
Подобные источники энергии в некоторых странах стали нормой. Их применение зависит исключительно от условий окружающей среды, поэтому нужно рассмотреть подробности. Описание позволит пользователю выбрать оптимальные системы для установки в частном доме.
Генераторные установки
Это доступное и простое решение. Генераторное оборудование продается в специализированных магазинах. Его можно свободно приобрести, потратив относительно небольшую сумму.
Только нужно учитывать важные особенности:
- Большое потребление жидкого топлива
- Повышенный уровень шума
- Недостаточная мощность
Большое потребление бензина - главная проблема. Такие автономки оказываются затратными. Люди давно убедились в этом, так что при любой возможности подыскивают иной выход.
Повышенный уровень шума нарушает спокойствие в доме. Оптимальная эксплуатация достигается исключительно после установки за пределами жилья. Из-за чего появляются сложности, которые заставляют подыскивать отдельно стоящее помещение.
Показатели мощности жидкотопливных генераторов не так высоки. Обычно подобные источники применяются только в качестве временной замены традиционного подключения. Системы не могут полностью обеспечить энергоснабжение, потому в одиночку практически не применяются.
Солнечные батареи
Это прогрессивное оборудование, используемое людьми на протяжении нескольких десятилетий. Долгое время разработки оставались нецелесообразными для бытового применения, но сейчас часто используются в частном секторе, на дачах. Какие особенности подталкивают пользователей к этому?
- Отсутствие текущих затрат
- Большая мощность
- Долгий срок службы
Отсутствие текущих затрат делает системы автономного обеспечения рентабельными. Первоначальные расходы на приобретение и установку оборудования быстро окупаются. После требуется лишь регулярное обслуживание, но оно осуществляется только 1-2 раза в год, так что при расчетах оно не учитывается.
Высокая мощность считается ошибочным мнением, но оно оправдано реальными показателями. Современные схемы подключения состоят из нескольких частей, в частности, генераторов и аккумуляторов. Электричество быстро накапливается во время солнечного дня, а потом расходуется в ночное время.
Долгий срок службы - интересное преимущество, влияющее на общие расходы владельца. После монтажа можно не беспокоиться о трудностях на протяжении нескольких лет. Да, обслуживание и частичный ремонт приводит к некоторым затратам, которые незначительны.
Ветрогенераторные станции
Они редко применяются в домах, но подобные системы доступны населению. Отлично подходят для определенных регионов, где на открытых пространствах получается огромное количество энергии. Такие принципиальные схемы ранее использовались только на крупных объектах, но сейчас можно выделить особенности, способные заинтересовать семьи.
- Хорошая мощность
- Нестабильность работы
- Минимальное обслуживание
Мощность складывается за счет определенного количества ветряных установок. Подобные автономки позволяют быстро зарядить объемные аккумуляторы для подачи энергии в дома. Причем процесс требует минимум времени, поэтому люди часто заинтересовываются такими решениями.
Только им стоит учесть серьезный минус - нестабильность работы. Достаточно мощный ветер редко поддерживается в одном и том же районе. Зависимость от погодных условий и капризов природы быстро наскучит семье, желающей получить полную автономность.
Минимальное обслуживание - неоспоримый плюс. Пусть первоначальные расходы на оборудование высоки, но системы окупаются за несколько лет. На протяжении них владельцам практически не придется тратить деньги на приобретение запчастей или вызов мастера.
Выгодно ли использовать альтернативные варианты энергоснабжения?
Рассмотрев наиболее распространенные решения, хочется произвести сравнение. Сделать это непросто, так как даже оценить рентабельность вряд ли удастся без профессиональной подсказки. Существует множество тонкостей, которые следует учитывать, чтобы не ошибиться при выборе.
Чтобы обеспечить энергией частное домостроение полезнее устанавливать сложные схемы. Они оказываются оптимальным решением по всем показателям, но проблемой пока остаются первоначальные денежные вложения. На практике, немногие семьи готовы тратить средства даже на собственный комфорт, поэтому расчеты продолжаются.
На самом деле, практически все автономные комплексы связаны лишь с начальными затратами. Их обслуживание требует небольших сумм, к примеру, замена фотоэлементов не превзойдет пары тысяч рублей. Причем сталкиваться с ремонтом придется 1-2 раза в год, что даст колоссальную экономию.
Сложности монтажа исключены
Еще одной проблемой годами оставался монтаж. Устаревшие технологии для стабильного энергообеспечения в небольшой дом требовали площади. Теперь появились новые фотоэлементы, позволившие устранить эту неприятность за счет небольшой батареи, монтируемой прямо на крыше дома.
Монтаж потребует небольшой площадки и свободного помещения для установки оборудования. После этого электроэнергия буквально хлынет в аккумуляторы, заряжая их для последующего обеспечения всего здания. Из-за этого говорить о недостатке свободного места или обязательном обращении к профессионалам не следует.
Почему люди отказываются от альтернативной энергии?
По сей день альтернативные методы электроснабжения остаются редкостью. В быту они практически не применяются, хоть и доказали свою рентабельность. Пользователи привыкли к центральному энергоснабжению, поэтому не хотят обращаться к последним разработкам, которые немного пугают их новизной и нереальностью.
Пора забыть об устаревших принципах, как о нерентабельных. Раньше отсутствовали принципиальные схемы, обеспечивающие стабильную подачу, а сейчас отдельно стоящий дом может получить полную автономию. Семья не будет зависеть от центральных систем, поэтому продолжит наслаждаться комфортом без ограничений.
На самом деле, главным толчком должна стать колоссальная денежная экономия. Ежемесячные платежи в современном коттедже огромны, ведь электричество необходимо. Это заставляет задуматься об экономии, если провести несложные расчеты, можно узнать, насколько быстро вернутся средства, затраченные на приобретение необходимого оборудования. Соответственно, окажутся оправданными.
Получение энергии без централизованного источника - это не фантастика. Автономия доступна каждому, кто готов близко познакомиться с последними технологическими разработками. В результате пользователи смогут без ограничений подключать любые приборы и технику, наслаждаясь комфортом. Так что лучше воспользоваться интересными достижениями науки, которые откроют новый путь в светлое будущее.
Если ваш загородный дом или дача находится в обжитом районе застройки, то скорее всего вам у вас не будет проблем с подключением к электросетям. Но что делать если вы выбрали место в новом районе или в зеленом, чистом месте, далеком от «благ цивилизации»? Как совместить комфорт проживания в городе и загородную жизнь на свежем воздухе? Это можно сделать только установив автономный источник электрической энергии, т.к. прокладка линии электропередач стоит очень дорого для обычного человека.
Установка автономного и независимого электропитания – единственная альтернатива тогда, когда подключаться к централизованной сети долго, невыгодно изначально, проблематично или вовсе невозможно. Это удобнейший вариант для деревень и отдельных зданий, построенных на некотором удалении от цивилизации. Это также комплексное решение, которое, при правильном подходе, оборачивается отсутствием перепадов напряжения, коротких замыканий и других аварийных ситуаций.
Требования к автономному электроснабжению загородного дома и дачи
Система энергообеспечения должна быть надежной и безопасной в течение всего периода эксплуатации и не требовать больших первоначальных и эксплуатационных затрат. Для этого необходимо, чтобы она отвечала целому ряду критериев, в числе которых:
* полное и постоянное соответствие оборудования всем актуальным нормам пожарной и электрической безопасности
* экономичность, достигаемая благодаря малому потреблению ресурсов
* соответствие мощности для питания ваших потребителей
* долговечность работы или высокий ресурс
* низкий уровень шума и/или качественное поглощение за счет изоляции
* отсутствие обслуживания или его простота
* возможность длительной самостоятельной работы (то есть без участия человека или сервисного инженера)
* надежность, сохраняющаяся в любое время года и при каких угодно климатических условиях (за исключением чрезвычайных ситуаций).
Бесперебойность и стабильность подачи питания является глобальным требованием к системе автономного электропитания , но она при этом не должна быть дорогой при первоначальных затратах или последующем обслуживания. Отдельно отметим, что монтаж батарей, генераторов и сопутствующей аппаратуры должен осуществляться строго по действующим нормам.
Какие бывают системы автономного энергообеспечения частно го дома
Автономный источник электропитания может получать электрическую энергию от следующих основных источников:
* генераторы на основе двигателей внутреннего сгорания (ДВС) – дизельный, бензиновый или газовый
* ветрогенераторы
* солнечные батареи
* комбинация всех вышеперечисленных источников
Сложность и конфигурация решения для именно вашего дома зависит от того, какие электрические приборы будут потреблять электричество и в каком количестве. Это может быть освещение, насосы отопления и водоснабжения, холодильник, мелкие бытовые потребители, а зачастую и кондиционеры. При этом для обеспечения надежности, номинальная мощность питания и объем энергии должны быть «с запасом» - 20-30% выше рассчитанной. Ради надежности необходимо продумать и вопрос подстраховки. Чтобы выбрать наиболее подходящий тип автономного источника, подробнее рассмотрим перечисленные ранее варианты и особенности их работы.
|
Сегодня в эту группу входят установки различной мощности, функционирующие благодаря сжиганию горючего - бензина, дизеля или газа. Они достаточно надежны, производят электроэнергию сравнительно быстро и не зависят от погодных условий и других внешних факторов. К тому же на рынке есть много моделей - что называется «на любой цвет и кошелек». С другой стороны, при монтаже любого из них необходимо предусмотреть свободное место (а еще лучше – отдельное помещение с хорошей приточно-вытяжной вентиляцией) для самого генератора и отдельное помещение для установки топливного хранилища – емкости объемом от 200л и более. Добавьте сюда повышенный уровень шума, необходимость отвода выхлопных газов с высокой температурой (вплоть до 350С!), регулярное техническое обслуживание с заменой масла, фильтров и пр. К тому же постоянный расход топлива на уровне 1-3 литра в час вне зависимости от уровня потребления энергии в данный момент - даже если генератор работает на «холостом» ходу. Результирующая стоимость электроэнергии может составить от 30-40 до 70-80 рублей за каждый киловатт*час. Решение на основе ДВС-электрогенератора недостаточно экономичное, чтобы стать основным источником питания, но в роли временного или аварийного будет уместно. |
 |
 |
По своей сути - это электрогенератор , который крутиться благодаря преобразованию силы ветра определенной скорости в механическую. Они экологичны, достаточно надежны и просты по конструкции, но все равно требуют регулярного технического обслуживания из-за наличия механических узлов вращения. Основной минус ветрогенератора в том, что для его работы требуется наличия в месте установки постоянного ламинарного потока ветра со скоростью не менее 7-9 метров/секунду и высокой мачты для его установки. Даже если в вашей местности бывают постоянно такие ветровые условия, но при этом любое препятствие в месте установки - большое дерево, здание, холм - делает поток ветра неламинарным, прерывистым. Это снижает поток ветра и приводит к недостаточной выработке электро-энергии. Самыми лучшими местами для установки ветрогенераторов являются сте-пи, побережье морей и океанов. К примеру, в России 97% нашей территории непригодно для использования ветрогенераторов. |
Солнечные батареи
Солнечные батареи состоят из полупроводниковых элементов, поглощающих световое излучение и преобразующих его в электрическую энергию. Для выбора в их пользу сегодня есть целый ряд предпосылок:
* Не требуют никаких расходов в течение всего срока эксплуатации - а это как минимум 25-40 лет.
* Легкая установка - достаточно ориентировать батареи на юг так, чтобы они как можно меньше затенялись окружающими предметами. При этом они не тяжелые - их можно установить на любой крыше или на недорогих конструкциях.
* Обслуживание такой системы сравнительно простое – время от времени очищать с поверхности грязь, пыль и всяческие посторонние предметы (например, листья или снег).
* Эффективность очень медленно снижается при эксплуатации и за 25 лет не будет ниже чем на 20% от первоначальной.
* Мощность массива солнечных батарей можно практически неограниченно наращивать - если у вас есть достаточно места под них.
По сравнению с электросетью, затраты на электроэнергию при автономном электроснабжении будут выше - это связано с непостоянством выработки энергии от генератора, ветра или солнца и необходимостью установки аккумуляторов электроэнергии. На данный момент стоимость АКБ составляет 50-70% от стоимости всей автономной системы. Но по сравнению со стоимостью прокладки линии электропередач и/или затрат на топливо для ДВС-генераторов, автономное электроснабжение на солнечных батареях и ветрогенераторах многократно окупается. Если вся система грамотно спроектирована и реализована, то ее можно будет надежно и выгодно эксплуатировать десятилетиями, эффективно и безопасно.
Изготовление системы автономного электроснабжения для частного дома
Да, при наличии базовых технических навыков ее можно спроектировать и реализовать самостоятельно. В общих чертах нужно:
1. Провести расчет необходимой мощности исходя из того, какие приборы будут функционировать в вашем доме. Добавить «запас» в 20-30% к полученной величине.
2. Подобрать основной источник питания. Для большей надежности подобрать резервный источник. Убедиться, что производительности источников достаточна.
3. Подобрать компоненты - для этого рекомендуем обратиться к специалистам, т.к. постоянно выходят все более новые и качественные товары для таких систем.
5. Соединить все компоненты согласно приложенным инструкциям и схемам. Это самый ответственный этап монтажа, т.к. от качества его выполнения зависит надежность системы в целом.
Одним из важнейших элементов среди всех инженерных коммуникаций жилого дома является электроснабжение. В наше время просто невозможно представить себе загородный коттедж без электричества, с его помощью остаются доступными все привычные для городского человека блага цивилизации, комфорт и уют.
Всё обширнее становится перечень электрооборудования, используемого в загородных домах. Теперь, кроме привычных холодильников, обогревателей, пылесоса и светильников, обеспечить электроэнергией часто требуется скваженные насосы, тёплые полы, кондиционеры, электрические сауны, подогрев бассейнов, уличные ландшафтные светильники и многое другое.
Для бесперебойной и безопасной работы систем водоснабжения, отопления, бытовых приборов и освещения потребуется исключительно грамотный подход в вопросах организации электроснабжения жилища.
Планирование и проектирование
Составление подробной и технически выверенной проектной документации позволит правильно рассчитать необходимое количество материалов, учесть абсолютно все нюансы, избежать ряда ошибок, исправить которые без серьёзных финансовых затрат или срывов сроков строительства будет очень сложно. Это и не удивительно, ведь монтаж электропроводки начинается на стадии производства черновых работ, а заканчивается уже после отделки установкой светильников и фасадов розеток/выключателей.
Более того, при строительстве новых зданий для получения разрешения на пользование электроэнергией домовладелец должен кроме подачи заявки в энергоснабжающую организацию согласовать проект электроснабжения, в том числе с Энергосбытом и Госэнергонадзором.
В любом случае, приступать к электротехническим работам без планирования нельзя. Обязательно нужно предварительно учесть количество электрооборудования, которое будет использовано, его виды, спецификацию, мощность. На основании этих данных можно рассчитать требуемую нагрузку. Произвести расчёт общей потребляемой мощности достаточно просто. Необходимо сложить номинальную мощность всех приборов и оборудования, которые у вас имеются и которые планируется подключить в будущем, и умножить полученную цифру на 0.7 — «коэффициент одновременности». Конечно, лучше иметь некоторый запас мощности.
Подключение к общим сетям
В большинстве случаев подключение к ЛЭП производится воздушным путём с использованием изолированного кабеля или провода в негорючей оболочке, часто проложенном на стальном тросе. Выбирают вводные провода и кабели в соответствии с ПЭУ. Для подключения дома по земле применяется бронированный кабель, по характеристикам согласованный в Энергонадзоре.
Воздушные вводные линии с помощью специальных крюков с изоляторами, кронштейнов или трубостоек крепятся на капитальных конструкциях дома в непосредственной близости от счётчика электроэнергии.
В стене дома делается сквозное отверстие для подвода электропитания. В это отверстие предварительно вставляется металлическая или пластиковая труба-гильза.
Чаще всего ввод для дачного или садового дома осуществляется по однофазной схеме. Однако если требуется запитать большое количество мощных бытовых приборов и потребление энергии существенно превышает 4 кВт в час, то целесообразно использовать линию трёхфазную с тремя линейными и одним нейтральным проводом.
Иногда можно столкнуться с ограничением мощности, выделенной для конкретных домов (дачные посёлки не более 3 кВт, в населённых пунктах до 6 кВт, новые коттеджные городки около 15-25 кВт). Если потребность превышает данный лимит, выходом из ситуации может быть применение специальной автоматики, которая по заданной программе обеспечивает бесперебойную работу основных потребителей за счёт второстепенных.
Превышение ограничений и лимитов ведёт к падению напряжения в общей сети и может вызвать аварийное отключение электроснабжения.
Заземление
По всем нормам безопасности современный коттедж должен иметь заземляющий контур. В качестве «естественных» заземлителей рекомендуют использовать металлические трубы водоводов, лежащие в земле; обсадные трубы скважин; железобетонные и металлические конструкции сооружений и зданий, имеющие соприкосновение с землёй.
Также заземление выполняется из стального прута круглого или прямоугольного сечения толщиной от 6 мм, уголка с толщиной полок от 4 мм. Такие стержни не должны быть окрашенными, лучше, если они будут оцинкованными. Их закапывают ниже глубины промерзания почвы, после чего обваривают стальными полосами, на которые при помощи болтового соединения крепится медный проводник сечением не менее 2.5 мм 2 , идущий на главную шину заземления в электрощите. Сопротивление заземления не должно превышать 4 Ом.
В электрическом щите защитные проводники от каждого потребителя закрепляются на общей шине. Заземляющий проводник должен быть равным в сечении питающему проводу. Поэтому сейчас для разводки пользуются трёхжильными проводами — земля, линия, нейтраль.
Выбираем тип и нужное сечение проводников
От правильного выбора сечения используемых для электропроводки проводов зависит работоспособность и надёжность всей сети в целом. Главным критерием для расчёта сечения провода является суммарная мощность потребителей, питаемых данным проводником. Важным также является, при каких температурных условиях будет эксплуатироваться электросеть и наружной или скрытой будет проводка.
Основные целесообразные показатели сечения проводов, используемых в электроснабжении частного жилья, уже давно определены практикующими электриками.
Для организации подключения электроснабжения дома применяются медные провода или кабели сечением не менее 6 мм 2 , а также алюминиевые — не менее 16 мм 2 . Для подключения силовых розеток применяются трёхжильные медные провода в двойной изоляции сечением от 2.5 мм 2 . Для освещения достаточно сечения 1 — 1.5 мм 2 . Особо мощные потребители, такие как электрическая варочная поверхность, электрокотёл, проточный водонагреватель, духовка и т.д., запитываются проводом сечением в 4 и более мм 2 , который прокладывается напрямую к электрическому щиту, минуя распределительные коробки.
Если возникают сложности с точным определением тока нагрузки, а финансы позволяют — нужно брать провода или кабели с запасом сечения в большую сторону.
В домах, построенных из дерева или по каркасной технологии, необходимо использовать специальные проводники, не поддерживающие горение. Например, самозатухающий провод NYM или ВВГнг.
В помещениях с высокой температурой воздуха (сауна, баня) применяют термостойкий кабель, изоляция которого способна выдержать до 180 градусов.
Электрический щит
Электрощит может быть встраиваемым и в навесном исполнении. Он располагается на капитальной стене, как можно ближе к месту силового ввода на высоте не более 1700 мм от пола.
В распределительном щите устанавливаются несколько групп автоматов, УЗО, пакетные выключатели, коммутационные шины (ноль и земля). Часто в электрощите располагают счётчик.
Размер электрического шкафа выбирают исходя из количества и типа элементов, которые в нём размещаются. Целесообразно иметь некоторый запас мест для дополнительных автоматов, в случае если потребуется подключить новые потребители.
Для упрощения разводки мощностей и разгрузки основного электрического шкафа рекомендуется устраивать упрощённые щитки для отдельных этажей многоэтажного здания, а также для отдельно стоящих построек. Малые распределительные щиты запитываются от основного проводами сечением от 4 мм 2 .
Устройства защиты
Автоматы защиты устанавливаются на DIN-рейку в щите и служат для защиты электропроводки от короткого замыкания или перегрузок. Их применяют для определённых групп потребителей, для конкретных бытовых приборов высокой мощности, или требующих отдельных приборов защиты и отключения (кондиционеры, тёплые полы, джакузи и т.д.).
Выбирают автоматы исходя из мощности бытовых приборов и потребителей, за которые они отвечают. Эти устройства разрывают цепь в случае превышения определённой для конкретного автомата силы тока. Токовые характеристики срабатывания автоматических выключателей должны быть меньше предельно допустимых токов для кабеля проводки. Для кабеля сечением 1.5 мм 2 автомат должен быть не долее чем на 16 А, 2.5 мм 2 — 25 А, 4 мм 2 — 32 А, 6 мм 2 — 40 А.
Если автоматы защиты отвечают за безопасность электроцепей и срабатывают в критических ситуациях, то устройства защитного отключения защищают человека от поражения током и срабатывают в считанные доли секунды. УЗО сравнивает показатели тока, идущего к потребителю с током, который от него возвращается и в случае обнаружения разницы сразу отключает проблемную цепь.
УЗО подбирают в зависимости от расчётного тока утечки и планируемой нагрузки. Для обеспечения защиты человека от ударов током применяют устройства с порогом отключения 10 — 30 мА, для пожарных целей — общие УЗО на 100 — 300 мА, которые ставятся на всю проводку. Вообще устройства защитного отключения устанавливаются на группы потребителей или отдельные приборы (тёплый пол, стиральная машина, водонагреватель, и т.п.).
Стоит обратить внимание на номинальный ток устройства. Если УЗО и автомат стоят в одной цепи последовательно, то автомат должен быть рассчитан на меньший ток, чем устройство защитного отключения. Это нужно, чтобы предотвратить выход УЗО из строя, так как автомат срабатывает с некоторой задержкой.
В продаже имеются дифференциальные автоматы — своего рода «два в одном», автомат и УЗО. Щит с применением электромеханических дифавтоматов становится заметно компактней, а конструкция надёжней.
Использование УЗО в помещениях со старой проводкой часто бывает не оправдано. Из-за обветшалых цепей происходят неконтролируемые утечки токов, что вызывает частые «холостые» срабатывания УЗО. Если имеется потребность в защите, но поменять проводку нет возможности, можно установить розетки со встроенным УЗО, хотя они, конечно, очень недёшевы.
Разводка
Разводка проводов производится в соответствии с планом размещения розеток, выключателей, стационарных приборов и элементов освещения.
Розетки дома следует разделить на группы по несколько штук, все они будут подключаться кабелем сечением 2.5 мм 2 от распределительной коробки. За каждую такую группу будет отвечать свой автомат (16 — 25 А), их количество зависит только от площади дома и того, сколько всего запланировано розеток. Как правило, в одну группу попадают розетки определённой комнаты, но не всегда.
В трёхфазной сети группы и нагрузку распределяют на каждую линию равномерно, для сохранения симметрии фазного напряжения.
Освещение каждой комнаты также коммутируется в отдельных ответвительных коробках. Для адекватной защиты светильников от перегрузок автоматы применяют от 3 до 10 ампер.
Кабели, идущие от щита к распределительным коробкам и конкретным потребителям, размещаются в гофрированном пластиковом или металлическом рукаве.
В последнее время выполняется в основном только скрытая проводка в штробах минеральных оснований и в полостях каркасных конструкций. Основную массу проводов ведут по потолкам, прикрепляя их специальными пластиковыми клипсами, хомутами. Все электрические магистрали легко скрываются в межпотолочном пространстве натяжных или, к примеру, гипсокартонных потолков. Возможно устройство проводки в бетонных стяжках с соблюдением некоторых технологических норм.
Штробы, по которым проводники опускаются к розеткам и выключателям должны быть строго вертикальными, если необходимо они могут поворачивать только под прямым углом. Следует в обязательном порядке делать план прохождения проводов в стенах, особенно если имеется горизонтальная составляющая пути. Это гарантирует сохранность проводника от перебивания при монтаже каких-либо навесных конструкций.
Местоположение ответвительных коробок также рекомендуется обозначать на плане, ведь они будут зашпаклёваны и заклеены обоями. Коробки должны располагаться ниже подвесных потолков, доступ к ним нельзя перекрывать мебелью или другими массивными конструкциями. Как правило, их устанавливают в коридорах над межкомнатными дверьми.
Провода, приходящие в распределительные коробки, зачищаются от изоляции и коммутируются с помощью сварки, клемм, СИЗов.
Особого отношения требуют к себе кабели слаботочных потребителей (телевизионные, интернет-провода, охранные, звуковые, телефонные). Во избежание помех их нельзя прокладывать в непосредственной близости от силовых магистралей, тем более в одной гофре с розеточными проводами.
Розетки, выключатели, вывода
Перед началом монтажа электропроводки расположение розеток, выключателей и выводов должны быть точно определены и указаны в плане. Главное требование заключается в том, чтобы они были легкодоступны и функциональны.
На данный момент стандартом считается размещение выключателей на высоте 900 мм от пола, розеток — в районе 200 — 300 мм. На рабочей стене кухни розетки устанавливают не ниже 900 мм, так как столешница располагается на высоте 850 мм. Для некоторых стационарных потребителей розетки устраивают на нестандартной высоте (ЖК-телевизоры, водонагреватели, встраиваемая в мебель техника).
Установочные коробки для выключателей размещают на расстоянии более 100 мм от черновых дверных проёмов, со стороны ручек. Так их не будет перекрывать обналичка или открытое дверное полотно.
Очень внимательно следует подойти к расчету общего количества розеток, тогда в будущем не придётся нагромождать опасные многоэтажные конструкции из тройников и удлинителей.
Нельзя забывать об уличных розетках, ведь очень часто просто необходимо подключить на улице какой-либо прибор: насос для полива, минимойку для автомобиля, электроинструмент, магнитолу и т.д.
Естественно, розетки нужно применять с контактом заземления.
Для ванных комнат используют розеточные механизмы с защитным кожухом и пластиковыми шторками закрывающими проводники. Они имеют маркировку степени защиты IP44 или IP55. Специальные безопасные розетки есть для детских комнат и для улицы.
Некоторые бытовые приборы для подключения имеют клеммы вместо штепсельных вилок (кондиционеры, регуляторы тёплого пола, варочная поверхность, кухонная вытяжка…). Для них предусматривают не розетки, а выводы проводов из стены необходимой длины и сечения.
Резервное электроснабжение
В частном доме в отличие от городской квартиры имеется возможность интегрировать в систему электроснабжения источники аварийного электропитания. Это могут быть дизельные, газовые, бензиновые генераторы. При недостатке мощностей или сбоях в общих сетях, они запускаются автоматически или вручную. Генераторы располагают на подготовленных площадках снаружи помещений в специальных кожухах или в подсобных строениях.
Всё большее распространение получают альтернативные источники электроэнергии, такие как ветрогенераторы, гелиосистемы.
Если основное электропитание не соответствует нормам (в загородных электросетях нередки отклонения частоты, провалы напряжения, высокочастотный «шум»), то система резервного электроснабжения может включать в себя стабилизаторы, инверторы — устройства, улучшающие качество электроэнергии.
Турищев Антон, рмнт.ру
