Автономные электростанции для загородного дома: виды, схемы

Автономный дом: базовые принципы строительства

Плюсы и минусы

У автономного электроснабжения есть свои достоинства и недостатки, которые свойственны именно подобным системам.

Автономные электростанции для загородного дома: виды, схемы

Так к плюсам такого вида электроснабжения, можно отнести:

  • Способность работать вне зависимости от внешних электрических сетей.
  • Отсутствие платы за потребленную электрическую энергию.
  • Режим работы автономной системы соответствует режиму, разработанному пользователем, без внеплановых отключений и ремонтов, свойственных внешним электрическим сетям.
  • Качество электрической энергии, вырабатываемой подобными системами, соответствует заявленным параметрам технических устройств, входящих в состав комплекта оборудования.

К недостаткам таких систем, относятся:

  • Высокая стоимость оборудования.
  • Работы по профилактике и обслуживанию лежат на пользователе таких систем, что определяет наличие определенных финансовых затрат, связанных с этими мероприятиями.

Кроме выше приведенных плюсов и минусов автономных систем электроснабжения, которые относятся ко всем видам систем подобного рода, у каждого конкретного вида, в зависимости от способа получения электрической энергии, есть свои специфические достоинства и недостатки. Это определяет их способность вырабатывать электрическую мощность в единицу времени и количество затрат, идущих на ее производство в этот период.

Инверторный бензогенератор

На сегодняшний день этот агрегат чаще всего используется для резервного энергоснабжения загородных домов. Причина такой популярности – доступная цена генератора и простота его использования. Никакого монтажа и настройки. Залил бензин, нажал кнопку и получил свет.

Автономные электростанции для загородного дома: виды, схемы

Однако, любой комфорт имеет свою цену, и она у бензогенератора весьма велика. Давайте подсчитаем, во сколько обходится 1 Киловатт час электричества, выдаваемого этим устройством.

Для расчета возьмем однофазный генератор HERZ IG2200E (Германия) мощностью 2 кВт.

  • Затраты на покупку — 21000 руб.
  • Ресурс генератора — 4000 часов.

Себестоимость киловатта рассчитывается следующим образом:

При нагрузке 2000 Вт расход бензина АИ-92 по паспорту генератора составляет 1,4 л/час (стоимость топлива принимаем равной 36 руб.) Получаем цену 1кВт*ч = 36х1,4/2=25,2 руб.

Стоимость генератора делим на его моторесурс и получаем: 21 000 руб./4 000 часов = 5,25 руб.

В итоге себестоимость 1кВт*ч = 25,2 + 5,25 = 30,45 руб.

Цена 1 кВт часа сетевой электроэнергии для Московской области в первом полугодии 2016 года составляет 5,03 руб. Мы видим, что у бензогенератора она получилась в 6 раз дороже.

Выводы:

  • Применять бензогенератор для долговременного электропитания дома невыгодно.
  • Применение генератора (за исключением установок с автозапуском) требует присутствия человека — завести, долить бензин и следить за работой.

Использование бензоненератора на даче экономически оправдано только в качестве аварийного либо резервного источника питания. При отсутствии внешних электросетей его лучше эксплуатировать непродолжительное время (4-5 часов в сутки).

Сегодня многие производители выпускают универсальные установки, работающие как от бензина, так и от баллонного газа. Поскольку стоимость сжиженного газа почти в 2 раза меньше, чем у бензина, то экономически выгоднее получать электроэнергию именно от этого вида топлива.

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

Автономные электростанции для загородного дома: виды, схемы

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.

Автономные электростанции для загородного дома: виды, схемы

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.

Принцип работы инвертора

С технической точки зрения каждый инвертор по своей сути является преобразователем. Эти устройства относятся к комплексным источникам бесперебойного питания, обеспечивающим преобразование постоянного напряжения в переменное. Получаемые на выходе 220 вольт, обеспечивают нормальную работу приборов и бытовой техники, имеющихся в доме.

В качестве источников питания для инверторов используются наборы промышленных аккумуляторов повышенной емкости, в количестве нескольких единиц. К ним же подключено и все домашнее электрооборудование. При отключения напряжения в центральной сети, вся бытовая техника тут же переходит на электроснабжение от аккумуляторных батарей. При возобновлении основного питания, инвертор автоматически переходит в режим зарядки аккумуляторов, а домашнее оборудование начинает работать от центральной сети. Таким образом, обеспечивается бесперебойное электроснабжение частного дома.Автономные электростанции для загородного дома: виды, схемы Подключение инвертора осуществляется на входе домашней электрической сети, поэтому через него проходит вся основная нагрузка. При падении или скачков напряжения, а также при полном его отсутствии, вся нагрузка сразу же переключается на инвертор. Существенным преимуществом современных преобразователей является возможность смены настроек или конфигурации. В результате, можно значительно повысить эффективность всей системы автономного электроснабжения. По одной фазе инверторы обладают широким диапазоном мощности – от 2 до 30 кВт, что позволяет использовать их не только в частных домах, но и в офисах, торговых точках, предприятиях сервиса и других областях.

Популярные статьи  Рейтинг самых популярных производителей инженерной сантехники 2021 года

Автономные электростанции для загородного дома: виды, схемы

Следует отдельно рассмотреть процессы накопления и хранения электроэнергии в инверторной системе. Нормальный рабочий цикл обеспечивается благодаря использованию специальных аккумуляторов повышенной мощности, обладающих емкостью от 200 ВА и выше. В отличие от обычных батарей, эти устройства изготавливаются по самым современным технологиям. Например, в аккумуляторах, изготовленных по технологии GEL, используется гелевый электролит, а не жидкостный. Сухим электролитом заполнены батареи, сделанные по технологии AGM. В последнем случае применяется специальная ткань, пропитанная электролитом и прочно запрессованная в пластины аккумулятора.

В случае повреждения из батареи может выпасть только пыль, не опасная для окружающих, что делает резервное электроснабжение инверторного типа экологически чистым и безопасным. Они могут свободно устанавливаться в жилых помещениях любого назначения. Сами аккумуляторы являются расходным оборудованием инверторных систем. Их срок службы составляет в среднем от 8 до 12 лет, после чего требуется замена поскольку дальнейшая эксплуатация приведет к потере мощности.

Технические характеристики автономных электростанций

Существуют в продаже различные виды электрических генераторных установок. При покупке на первом месте стоит задача добиться стабильности электроснабжения при сбалансированном соотношении надежности, качества и цены автономной электростанции.

При этом следует учитывать основные технические характеристики:

  • тип используемого топлива;
  • генерируемую мощность;
  • разновидность генерирующего блока;
  • количество фаз генератора;
  • тип охлаждения двигателя;
  • систему старта;
  • конструктивное исполнение рамы или корпуса.

Различают генерирующие блоки электростанций синхронного и асинхронного типа. У синхронных генераторов показатели стабилизации напряжения и частоты отличаются большей точностью, что позволяет подключать от них чувствительные к перепадам напряжения электроприборы (сварочные аппараты, электропилы, насосы и т.д.). Асинхронные генераторы характеризуются большим разбросом стабилизации напряжения, отличаются простотой конструкции и более низкой стоимостью, не нуждаются в квалифицированном техническом обслуживании.

Автономные электростанции для загородного дома: виды, схемы

В зависимости от системы старта, выпускают автономные электростанции с ручным запуском, а также стартерным и автозапуском. В первом и втором случае электрогенератор запускается вручную с помощью ручки, шнура либо нажатия на кнопку. Автоматический запуск, а также выключение происходят без участия человека – их осуществляет в нужный момент времени автоматика электростанции с помощью стартера и аккумуляторной батареи.

Конструкция электростанции

По типу конструкции различают автономные электростанции на открытой раме и оборудованные специальным защитным кожухом (корпусом). Корпус требуется для защиты электростанции от атмосферных осадков — в случае расположения на улице, а также для звукоизоляции. Для нечасто используемых бензиновых электроустановок кожух зачастую не нужен. Что касается дизельных электростанций — их, как правило, оборудуют защитными корпусами либо устанавливают в отдельном помещении со специально оборудованной вентиляцией и системой для отвода газов.

Автономные электростанции для загородного дома: виды, схемы

Для защиты от перегрева оборудования автономных электростанций применяют водное и воздушное охлаждение двигателя. В качестве охлаждающего агента, циркулирующего по трубам, соответственно могут быть применены либо воздух, либо жидкость (вода, а также тосол). Для установок невысокой мощности допустимо использование воздушного охлаждения, в то время как для мощных электростанций рекомендуется водное – жидкость эффективно отводит излишки тепла, а также значительно снижает уровень шума двигателя.

Выбор мощности автономной электростанции

Автономные электростанции для загородного дома доступны в широком мощностном диапазоне. Чтобы определиться с требуемой мощностью установки, необходимо рассчитать суммарную нагрузку потребления электроприборов, которые будут питаться от электростанции. Для небольшого дачного домика будет достаточно мощности в 3-5 кВт, в то время как для загородного дома со значительным количеством электроприборов может потребоваться электростанция мощностью 10-30 кВт. Для энергоснабжения строительных работ, как правило, достаточно 5-6 кВт. В целом, можно купить автономную электростанцию мощностью до 1000 и более КВт для обеспечения электропитанием крупных автономных объектов.

Автономные электростанции для загородного дома: виды, схемы

Точечный способ звукоизоляции

Как правило, генератор имеет несколько точек соприкосновения с поверхностью. Именно через эти участки происходит вибрация, которая может передаваться даже через твердые поверхности: металл, бетон и прочие поверхности. В качестве альтернативного решения можно каждый элемент дающий вибрацию обезшумить с применением звукоизоляционных приспособлений. В настоящий момент некоторые производители предлагают готовые звукоизолирующие конструкции. Поместив прибор внутрь конструкции создается дополнительный шумоизоляционный барьер, в результате чего шум и вибрация существенно понижается

Важно тщательно изучить характеристики конструкции, чтобы в ходе эксплуатации не возникали сложности

Обогреет солнце

Весьма популярное решение — обеспечить автономную электрогенерацию при помощи солнечных батарей (панелей). Плюсы здесь очевидны — экологичность, бесшумность, простота в обслуживании и при правильной установке возможна выработка электроэнергии в любую погоду. Естественно, зимой, в пасмурные и дождливые дни, производительность будет снижаться. В комплекте с солнечными панелями необходимо приобрести солнечный инвертор, преобразовывающий постоянный ток, полученный от солнечных модулей, в переменный напряжением 220 вольт, и аккумулятор, накапливающий получаемую энергию. Как правило, для загородных домов на рынке предлагаются уже готовые комплексные решения.

Автономные электростанции для загородного дома: виды, схемы

Инфографика «РГ»/ Леонид Кулешов/ Сергей Тихонов

Размещать солнечные панели можно на любом незатененном пространстве участка, например, на крыше дома, обращая принимающую поверхность под углом 70 градусов, лучше на южную сторону. Время от времени необходимо протирать панели от пыли и убирать с них мелкий мусор. Качественные солнечные батареи очень надежны и рассчитаны на долгую эксплуатацию — от 15 до 25 лет. После этого их работоспособность немного снижается, и следующие 15-20 лет панели выдают ресурс в объеме около 80% от базовой изначальной мощности, заявленной производителем.

Популярные статьи  Порядок подключения газа к частному дому

Главный минус солнечной генерации, что система нестабильна, ее мощность слишком зависима от погодных условий. Кроме того, для выработки 10 кВт энергии под солнечные панели потребуется площадь более 32 квадратных метров, что, учитывая стандартные размеры дачных участков, весьма существенно. Цена такой электростанции кусается — она стоит около 700 тысяч рублей. А вот комплект на 2-3 кВт можно приобрести за 110-130 тысяч рублей, а под установку панелей потребуется площадь 3,5-5,5 квадратных метра, что вполне позволит разместить их на крыше дома, не занимая площадь участка. Станции на 4 кВт стоят от 300 тысяч рублей, а под размещение панелей понадобится более 15 квадратных метров.

Ветрогенераторы и зелёный тариф

Автономные электростанции для загородного дома: виды, схемыИспользование ветрогенераторов для бытовых энергетических целей применяется в мире достаточно давно. Европа производит энергию от ветра в течение многих лет – в Германии, Испании, Дании и Франции. Многие другие страны такие, как Китай и Индия, в последнее время начали интенсивно развивать своё производство энергии ветра.

Ветровые турбины имеют три основные части: лопасти, мачта и генератор. Три больших лопастных винта установлены на вершине большой мачты, которые приводит в движение ветер. Если турбина производит больше энергии, чем нужно, её можно направить в общую энергосистему, по так называемому зелёному тарифу. Такой тариф применяется практически во всех странах мира (кроме России).

В Украине в 2018 году по «зелёному тарифу» государство возвращает за поставку в сеть «лишнего» кВт в таких размерах:

  • для частных электростанций мощностью до 30 кВт – 18 евро центов за 1кВт/час ;
  • для наземных промышленных станций 15 евро центов за 1 кВт/час;
  • для крышных — 16, 3 евро центов за 1 кВт/час.

Автономные электростанции для загородного дома: виды, схемыТакой подход даёт возможность бытовому производителю электроэнергии окупить все свои затраты по установке электростанций мощностью 30 кВт всего за 4 года, получая ежегодную прибыль порядка 6500 у. е. По мере того как ветрогенераторы становились все более популярными, они стали дешевле и доступными для широкого круга потребителей.

К преимуществам ветрогенератора можно отнести следующие:

  • Ветер бесплатный и 100% возобновляемый;
  • ветрогенератор не загрязняет окружающую среду выбросами парниковых газов и другими вредными веществами;
  • требуют для размещения небольших площадей, так как размещены на большой высоте;
  • создают интересный ландшафт;
  • отличный резервный источник автономного электропитания в отдалённых населённых пунктах;
  • низкий срок окупаемости при использовании «зелёного тарифа» до 4 лет.

Но у ветрогенераторов есть и свои недостатки:

  • Высокая первоначальная стоимость энергоснабжения;
  • необходимость наличия земельных участков под строительство;
  • необходимость наличия достаточного ветропотенциала местности;
  • габаритность, строительные нормы могут не разрешить установку турбин в некоторых местах;
  • шумовое загрязнение окружающей среды и аварийная зональность для перелётных птиц;
  • низкий уровень использования — до 30% от установленной мощности;
  • высокий уровень грозовой опасности.

Автономные электростанции для загородного дома: виды, схемыОглядываясь на эти данные, похожее, что такое автономное электричество имеет больше «минусов», чем «плюсов». Однако сила ветра оказывает гораздо меньшее воздействие на окружающую среду, чем электроэнергия, произведённая из угля или нефти, поэтому для жителей районов, имеющих стабильный энергетический ветер, такой вид источника автономного электропитания дома очень перспективный.

Технические характеристики ветрогенераторов для автономного электропитания дома

Каждая разновидность ветрогенераторов имеет свои характеристики, сравнить которые можно при помощи таблицы:

Марка/производитель Мощность кВт Напряжение, В Диаметр ветроколеса, м Скорость ветра, м/с
Т06/Китай 0,6 24 2,6 9
Т12/Китай 1,2 24/48 2,9 10
Т23/Китай 2,3 48 3,3 10
Т60/Китай 6 48/240 6,6 11
Т120/Китай 12 240 8 11
Passaat/Голландия 1.4 12/24/488 3,1 14
Montana/Голландия 5 48/240 5 14
Alize/Голландия 10 240 7 12
W800/Украина 0,8 48 3,1 8
W1600/Украина 1,6 48 4,4 8

Домашние электростанции — все «за» и «против»

При производстве электричества выделяется значительное количество тепловой энергии. На мощных тепловых электростанциях излишки тепла выбрасываются в атмосферу через градирни.

Имея собственную, домашнюю мини–электростанцию можно на 100% использовать тепловую энергию для отопления и горячего водоснабжения. С учетом сегодняшних тарифов это более чем значительная экономия денег.

В летний период такое количество тепла может не понадобиться. Домашние электростанции смогут превратить эту тепловую энергию в холод для кондиционирования помещений. Но это стоит очень дополнительных денег.

Газовые электростанции не загрязняют окружающую среду и практически бесшумны в работе. Современные домашние электростанции энергоэффективны, имеют высокий КПД. Эта техническая особенность мини–электростанций дает немаловажную экономию денег при эксплуатации.

Позитивный фактор — отсутствие  обслуживающего персонала — контроль над работой микротурбин осуществляет компьютер. Датчики газовых утечек, пожарная и охранная системы делают эксплуатацию домашних микротурбин — электростанций максимально безопасной. Следует отметить хороший промышленный дизайн микротурбинных установок и их компактные размеры.

Автономные электростанции для загородного дома: виды, схемы

Если коттедж, дом или дача, имеют один этаж, то домашняя электростанция устанавливается в подсобных помещениях.

Несколько правил для качественного строительства

Автономные электростанции для загородного дома: виды, схемы

Чтобы способствовать строительству дачного дома не принесло впоследствии неприятных сюрпризов, необходимо соблюдать некоторые требования и рекомендации относительно монтажа дома. Так, строим дачу своими руками с учетом следующих правил/рекомендаций:

  • В первую очередь проектируем постройку для дачи, строительство которой затеяли. Для сезонного домика, который будет эксплуатироваться не круглый год, оптимальными параметрами являются 6х4 м или 6х6 м. Больший коттедж уже будет являться капитальной постройкой, которая затребует большего вложения средств и сил.
  • В садовых товариществах монтировать дом своими руками можно, только отступив 3 метра от забора соседа или от границ соседского участка.
  • От фронтального забора вглубь участка построить дом нужно не менее чем на 5 метров.
  • Все деревянные постройки (и каркасные в том числе) должны располагаться друг от друга на расстоянии 15 метров. То есть, если у соседа на участке тоже деревянный дом, то нужно максимально удалять свою постройку в целях пожаробезопасности.
Популярные статьи  Как клеить бумажные обои правильно?

Важно: для дачного дома своими руками лучше выбрать самую высокую точку на участке. Таким образом талые и дождевые воды не будут доставлять неприятности новой дача строительство которой ведем

Но если участок совсем мал, а хороший дом построить хочется, то в этом случае отдают предпочтение двухэтажному домику с расположенными в верхней части спальнями. На первом этаже монтируют кухню и гостиную.

Чтобы максимально упростить процесс строительства, рекомендуем построить одноэтажный домик на даче с двухскатной крышей и небольшой верандой. И ниже прилагается пошаговая инструкция выполнения работ.

Преимущества стандартных кожухов

Автономная электростанция, установленная в корпусе, имеет сравнительно невысокий уровень шума, что позволяет использовать оборудование не только снаружи, но и внутри объекта. Также металлический корпус придает оборудованию более рентабельный внешний вид. Кроме того, защитный шумопоглощающий кожух для бензогенератора помогает уберечь рабочий механизм от повреждения и засорения. В настоящий момент рынок предлагает большой выбор кожухов, которые могут эффективно понизить уровень шума.

При изготовлении стандартных кожухов используют характеристики и особенности оборудования, что позволяет максимально эффективно снизить уровень звука от генератора. В зависимости от модели агрегата подбирается оптимальный защитный слой звукоизоляции. Чтобы кожух долгое время оставался эффективным и надежным поверхность кожуха красится специальной антикоррозийной краской. От типа, модели и размеров конструкции генератора подбирается соответствующий кожух.

Стоит отметить, что стандартные изделия изначально рассчитаны на определенный уровень шума, который они эффективно поглощают. Также агрегат прекрасно встает в каркас и фиксируется. Приобретая стандартный кожух можно не беспокоиться о его эффективности, ведь все интересующие параметры устройства указаны в инструкции, а также характеристиках. Такие изделия обязательно должны иметь сертификат качества, что поможет купить оригинальный товар от производителя.

Как сделать простую схему автопереключения для генератора

Клацать переключателем всегда при пуске резервного агрегата неудобно, поэтому собирают простой узел автоматического переключения. Это не система автозапуска, ее задача — механическая смена ввода между сетями — магистралью и мини-станцией. Старт/глушение мотора все равно надо делать вручную.

Что потребуется:

  • 2 пускателя (контакторы) — КМ1 и 2 с перекрестным подсоединением. Их исполнительными элементами являются контакты: силовые (КМк), нормально замыкаемые (КМнз);
  • для полной автоматизации необходимо смонтировать реле времени для возможности прогрева.

Автономные электростанции для загородного дома: виды, схемы

Пока магистраль работоспособна, КМ1 замыкает КМк1, одновременно КМ1нз1 и КМ1нз2 расцепленные. При отключении первые размыкаются, а последние замыкаются. При старте, после истечения задержки реле, на КМ2 появляется ток, замыкаются КМк2, начинает подаваться резервное питание.

Когда же появляется основное питание, то активируется КМ1, расцепляются КМ1нз1 и 2, происходит обесточивание КМ2. КМк2 размыкаются, КМк1 смыкаются. Происходит переключение на главную линию. Нужно лишь помнить о необходимости отключения самого резервного аппарата.

Энергия ветра для автономного электроснабжения

В том случае, когда метеорологические или какие-либо другие объективные причины не позволяют установить солнечные батареи или коллекторы, есть смысл обратить внимание на сборку и установку ветрогенератора. Он представляет собой турбину, размещенную на высоких (от 3 метров) башнях

Она улавливает кинетическую энергию вихревого потока, преобразует ее в механическую энергию вращением ротора и потом превращает в электроресурс посредством специальных инверторов.

Автономные электростанции для загородного дома: виды, схемы
Владелец частного дома, запланировавший установку ветряного генератора мощностью более 10 кВт, должен тщательно изучить информацию об изменениях направления и силы ветра в своей местности за последние 20 лет

Статистику могут предоставить метеослужба и различные интернет-сервисы, позволяющие наблюдать за погодой в онлайн-режиме. Если ветра в регионе считаются редким явлением и не имеют нужной силы, монтировать «ветряк» будет нецелесообразно.

Галерея изображений

Фото из

Ветрогенератор на загородном участке

Контроллер для ветряных установок

Аккумуляторы для запаса заряда

Инвертор для преобразования получаемого тока

Агрегат отличается надежностью, ветрогенератор не создает вредных выбросов в атмосферу и не оставляет отходов производства, но для полноценной работы остро нуждается в постоянном ветре, дующем со скоростью не менее 14 километров в час

Это очень важное условие, и если его не соблюсти, прибор просто не справится с поставленными задачами

Оцените статью
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Автономные электростанции для загородного дома: виды, схемы
Боковое подключение радиатора – удачное решение для монтажа системы отопления
Нижнее подключение радиаторов отопления — варианты, схемы, инструкции по монтажу