Автономное электроснабжение: доступная миниэлектростанция для частного дома

Довольно часто возникает ситуация, когда место для строительства частного дома во всех отношениях просто идеальное, но в то же время отсутствует возможность подключения к централизованным инженерным сетям. Особенную остроту приобретает вопрос обеспечения электричеством, без которого невозможно нормальное функционирование современных объектов. Поэтому наилучшим выходом из такого положения будут автономные системы электроснабжения, обеспечивающие полную независимость от центральных электрических сетей, без какого-либо ущерба для экологии.

Использование автономных систем обойдется значительно дешевле, чем прокладка новой линии электропередачи, требующая значительных материальных затрат. Автономный источник питания находится в полной собственности хозяина дома. При регулярном техническом обслуживании он сможет эксплуатироваться в течение длительного времени.

Автономные системы электроснабжения частного дома

Автономные инженерные сети широко используются в частных домах. Собственное водоснабжение, канализация и система отопления дают полную независимость от местных коммунальных служб. Гораздо сложнее решается вопрос обеспечения электричеством, однако при правильном подходе с использованием альтернативных источников питания, эта проблема сравнительно легко преодолевается. Существует несколько вариантов автономного электроснабжения, каждый из которых является наиболее подходящим для конкретных условий эксплуатации, в том числе и солнечные системы электроснабжения.

Все автономные системы имеют единый принцип работы, но отличаются первоначальными источниками электроэнергии. При их выборе учитываются различные факторы, в том числе и расходы на эксплуатацию. Например, бензиновые или дизельные генераторы постоянно требуют топливо. Другие же, условно относящиеся к так называемым вечным двигателям, не нуждаются в энергоносителях, а, наоборот, сами способны вырабатывать электричество за счет преобразования энергии солнца и ветра.

Все автономные источники электроснабжения по большому счету похожи друг на друга своим общим устройством и принципом действия. В состав каждой из них входят три основные узла:

  • Преобразователь энергии. Представлен солнечными панелями или ветровым генератором, где энергия солнца и ветра преобразуется в электрический ток. Их эффективность во многом зависит от природных условий и погоды в данной местности – от солнечной активности, силы и направления ветра.
  • Аккумуляторы. Представляют собой электрические емкости, накапливающие электричество, активно вырабатываемое при оптимальной погоде. Чем больше имеется аккумуляторов, тем дольше сможет расходоваться запасенная энергия. Для расчетов используется среднесуточное потребление электричества.
  • Контроллер. Выполняет управляющую функцию по распределению потоков выработанной энергии. В основном эти устройства контролируют состояние аккумуляторных батарей. Когда они полностью заряжены, вся энергия уходит напрямую потребителям. Если же контроллер обнаруживает разрядку батареи, то энергия перераспределяется: она частично уходит потребителю, а другая часть затрачивается на зарядку батареи.
  • Инвертор. Устройство для преобразования постоянного тока 12 или 24 вольта в стандартное напряжение 220 В. Инверторы имеют различную мощность, для расчета которой берется суммарная мощность одновременно работающих потребителей. При расчетах необходимо давать определенный запас, поскольку работа оборудования на пределе возможностей приводит к его быстрому выходу из строя.

Существует различное автономное электроснабжение загородного дома, готовые решения которого дополняются различными элементами в виде соединительных кабелей, балластов для сброса лишнего электричества и прочими составными частями. Для правильного выбора агрегата следует более подробно ознакомиться с каждым типом альтернативных источников питания.

Генераторы и мини-электростанции

Генераторные установки и мини-электростанции широко используются и обеспечивают автономное электроснабжение дома, особенно там, где совсем нет централизованных электрических сетей. При условии правильного выбора агрегата, на выходе получается напряжение, способное полностью обеспечить объект электроэнергией. Основным фактором нормальной работы оборудования, является его соответствие электрическим параметрам подключаемых потребителей.

Как правило автономные электростанции выполняют две основные функции. Они служат источником резервного питания на период отключения электроэнергии или снабжают объект электричеством на постоянной основе. Во многих случаях эти устройства обеспечивают подачу напряжения более высокого качества, чем в центральной сети. Это очень важно при использовании высокочувствительной техники, например, газовых отопительных котлов, медицинского оборудования и другой аппаратуры.

Большое значение имеет мощность генераторов, их производительность и возможность продолжительной работы без отключения. Техника с малой мощностью относится к категории электрогенераторов, а более сложные и мощные конструкции считаются уже мини-электростанциями. К устройствам малой мощности относятся генераторы способные выдерживать нагрузку, не превышающую 10 кВт.

Существуют различные типы генераторов, в зависимости от применяемого топлива.

  1. Бензиновые. Чаще всего используются в качестве резервного источника питания в связи с высокой стоимостью топлива и сравнительно дорогим техническим обслуживанием. Стоимость бензиновых агрегатов значительно ниже других аналогов, что делает их экономически выгодными именно в качестве резервного источника на период отключения основной электроэнергии.
  2. Дизельные. Обладают значительным моторесурсом, гораздо выше, чем у бензиновых аналогов. Такое оборудование может работать дольше, даже при больших нагрузках. Несмотря на их высокую стоимость, дизельные генераторы пользуются повышенным спросом из-за дешевого топлива и недорогого технического обслуживания.
  3. Газовые. Надежность и эффективность этих агрегатов вполне может сравниться с бензиновыми и дизельными генераторами. Основным достоинством является их низкая цена и экологическая чистота в процессе эксплуатации.

Каждый агрегат состоит из двигателя и самого генератора. Для более удобной работы все устройства оборудуются замком зажигания, стартером и аккумулятором, розетками для подключения потребителей, измерительными приборами, топливным баком, воздушным фильтром и другими элементами.

Аккумуляторы и источники бесперебойного питания

Одним из вариантов на период отключения электричества в загородном доме являются источники бесперебойного питания. Их применение позволяет решить множество проблем, особенно при кратковременных отключениях электроэнергии. Регулировка питания осуществляется с помощью инвертора и стабилизатора. Использование бесперебойников позволяет сохранить важную информацию на компьютере, которая может быть уничтожена при неожиданном отключении электроэнергии.

В состав ИБП входит схема управления и инвертор, являющийся по сути, зарядным устройством. От его мощности зависит время переключения и обеспечение бесперебойного поступления электроэнергии к потребителю. За счет этого обеспечивается автономное электроснабжение загородного дома.

Особая роль отводится стабилизатору, основная функция которого заключается в увеличении или снижении подачи тока, поступающего из основной сети. Поэтому при выборе источника бесперебойного питания следует обязательно учитывать технические характеристики инвертора и стабилизатора. Стандартные устройства оборудуются стабилизатором, способным лишь понижать напряжение.

К положительным качествам ИБП можно отнести их сравнительно невысокую стоимость. Они работают бесшумно и не подвержены нагреву за счет высокого КПД, составляющего 99%. Основным недостатком считается продолжительное переключение на собственное питание. Отсутствует возможность ручной настройки величины напряжения и частоты подачи энергии. Во время работы аккумулятора выход напряжения будет иметь несинусоидальную форму.

Источники бесперебойного питания хорошо зарекомендовали себя совместно с компьютерами и локальными сетями, эффективно поддерживая их работоспособность. Они оказались наиболее оптимальным вариантом для использования именно в этой области.

Электроснабжение частного дома солнечными батареями

В частных и загородных домах все более широкое распространение получают солнечные батареи, используемые в качестве основных или резервных источников питания. Основной функцией этих устройств является преобразование солнечной энергии в электрическую.

Существуют различные способы применения постоянного тока, вырабатываемого солнечными батареями. Он может использоваться напрямую, сразу же после выработки или накапливаться в аккумуляторных батареях и расходоваться по мере необходимости в темное время суток. Кроме того, постоянный ток с помощью инвертора может быть преобразован в переменный ток, напряжением 110, 220 и 380 вольт и применяться для различных групп и типов потребителей.

Вся автономная система электроснабжения на солнечных батареях функционирует по определенной схеме. На протяжении светового дня они производят электроэнергию, которая затем подается к контроллеру заряда. Основной функцией контроллера является управление зарядом аккумуляторов. Если их емкость заполнена на 100%, то подача заряда от солнечных батарей прекращается. Инвертор преобразует постоянный ток в переменный с заданными параметрами. При включении потребителей, этот прибор забирает энергию из аккумуляторов, преобразует ее и направляет в сеть к потребителям.

Солнечная энергия, в зависимости от времен года, не бывает постоянной и не всегда рассматривается в качестве основного источника. Кроме того, объем электроэнергии, потребляемой ежесуточно, тоже изменяется в разные стороны. Поэтому при наступлении полного разряда аккумуляторов, происходит автоматическое переключение системы домашнего электроснабжения с солнечных батарей на другие резервные источники питания или на центральную электрическую сеть.

Солнечные батареи делают хозяев дома абсолютно независимыми от центрального электроснабжения. В этом случае не требуется подводка электрических сетей, исключаются дополнительные траты на оформление разрешительных документов и оплату электроэнергии. Данная система не зависит от перебоев централизованной подачи электричества, на нее не влияет рост тарифов, отсутствуют ограничения в подключении дополнительных мощностей.

Солнечные батареи могут эксплуатироваться в течение длительного периода времени, составляющего 20-50 лет. Серьезные финансовые вложения делаются только один раз, после чего система будет работать и постепенно окупать себя. Вся работа батарей осуществляется на полном автомате. Существенным плюсом является полная безопасность солнечной энергии для человека и окружающей среды. Для получения нужного экономического результата следует правильно выбирать оборудование, монтировать и вводить его в эксплуатацию.

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.

Электричество – самый важный энергоресурс из тех, что централизованно поступают на участок. Большинство домовладельцев даже не рассматривают предложения о покупке или строительстве домов в местах, где нет линий электропередач. Но можно наладить автономное электроснабжение дома. Как это сделать – расскажет СуперДом.

Автономное электричество без перебоев

Одна из главных проблем частных домохозяйств – перебои в работе поставщиков электроэнергии. Именно они заставляют многих задуматься об автономном электроснабжении дачного дома.

На стабильности поставок электроэнергии сказывается износ электрической инфраструктуры, а иногда и форс-мажорные ситуации. Последствия бурь и снегопадов за городом устраняют медленнее, чем в городах. Да и качество электроэнергии в частном секторе нередко оставляет желать лучшего.

Стабилизаторы напряжения, нормализующие параметры электрического тока, давно уже стали нормой в коттеджах, не подключенных к новым подстанциям.

В такой ситуации универсальным решением многим видится подключение автономной мини-электростанции для частного дома.

Автономное электричество на даче: в чем выгода?

Второй аргумент в пользу автономного электроснабжения – немалая стоимость электроэнергии. Хотя цена электричества в е меньше, чем в других странах Европы, этот энергоресурс все равно дорогой. И в частном доме, как и в квартире, затраты на электричество составляют постоянную статью расходов.

Здесь от электроэнергии зависят не только освещение и бытовые приборы, но и работа жизненно важного оборудования – циркуляционного отопительного и скважинного насосов, компрессора станции автономной канализации, водонагревателей горячего водоснабжения и многого другого.

Снизить расходы, а иногда и получить прибыль можно за счет установки сетевой мини-электростанции, которая в отличие от автономной системы сможет продавать лишнюю электроэнергию государству. Получить прибыль можно при подключении к программе «Зеленый тариф».

Два способа автономного электроснабжения дома

Установить мини-электростанцию для частного дома можно на любом этапе строительства и эксплуатации коттеджа.

Вариант 1. Жидкотопливный или газовый электрогенератор

Иногда дом начинают строить еще до подключения участка к электроснабжению. И в этом случае электрогенератор – универсальное решение для подачи автономного электричества.

Пригодится мини-электростанция и для резервного электроснабжения дома на случай отключения электроэнергии.

В частном секторе чаще всего используют такие устройства:

Портативные бензиновые генераторы

Мощностью до 5-8 кВт пользуются наибольшим спросом. Они способны обеспечить автономное электроснабжение дома на непродолжительное время и подходят на роль резервной мини-электростанции в случае форс-мажора.

Устройства обычно представляют собой металлическую раму с 4-тактным двигателем, питающим генератор переменного тока. Моторесурс популярных моделей бензиновых генераторов обычно ограничен значением в 1500-2000 часов.

Приспособления позволяют подключить 2-4 потребителя однофазного тока на 220 В. В продаже есть и 3-фазные генераторы на 380 В. Некоторые модели оснащены автоматическим запуском.

Дизельные и газовые мини-электростанции

Они заняли на рынке нишу более дорогих и мощных электростанций. Их покупают не для ситуативного, а для долговременного автономного электроснабжения дома. Мощность популярных моделей составляет от 5-6 до 30 кВт, а моторесурс в разы превышает возможности портативных бензиновых генераторов.

Многие газовые и дизельные мини-электростанции оснащены всепогодным металлическим кожухом, что позволяет стационарно устанавливать их на улице.

Причем стационарные газовые генераторы можно подключить не только к газовому баллону или подземному газгольдеру, но и к газопроводу, что позволяет не заботиться об их дозаправке.

Такие установки дороже дизельных моделей, но работают тише и с меньшим расходом масла и комплектующих.

Электростанция для дома: выбор мощности электрогенератора

Мощность генератора для автономного электроснабжения дома подбирают, ориентируясь на суммарную мощность оборудования, которое нужно зарезервировать.

При этом как минимум закладывают 20%-ный запас на случай пиковых нагрузок. В идеале суммируют не рабочую, а стартовую мощность устройств, которая у большинства оборудования превышает нормативное энергопотребление.

Условно для автономного электроснабжения дома можно рекомендовать 2 типа электрогенераторов.

Однофазные мини-электростанции мощностью 3-5 кВт способны обеспечить резервное электроснабжение всей критически важной техники.

Для серьезного электроинструмента и мощной техники (такой как электроплита) понадобится однофазный или трехфазный генератор мощностью 5-7 кВт и более. Стоимость подобных устройств начинается с 10-15 тысяч гривен.

Вариант 2. Автономная солнечная электростанция для дома или ветроэлектрическая установка

Другой способ получения автономного электричества – решения в сфере альтернативной энергетики. Они работают за счет энергии природных источников, таких ветер, солнце или вода.

Есть немало вариантов промышленного получения электричества из возобновляемых источников, включая гидроэлектростанции и даже установки для сжигания биогаза.

В частном секторе наибольшее распространение получили солнечные батареи и ветрогенераторы.

  • Солнечные батареи вырабатывают электроэнергию за счет фотоэлементов – солнечных панелей, которые устанавливают на крыше коттеджа или на возвышенностях.
  • Ветрогенераторы с вертикальной или горизонтальной осью преобразуют в электричество энергию ветра. В условиях климата ы они работают не столь эффективно, и их установка имеет смысл в местах, где есть постоянный ветер.

Кроме непосредственных приспособлений, преобразующих энергию природы в электричество, в состав автономной мини-электростанции входит также инвертор для превращения постоянного тока в переменный.

Также возможно подключение к системе аккумулятора, который будет накапливать электроэнергию в период пиковой активности источника энергии. В этом случае система становится полностью автономной и не предполагает продажу электричества государству.

Потенциал экономии солнечной электростанции

Солнечные батареи площадью 10 м2 способны выработать порядка 100-150 кВт-ч электроэнергии в месяц, а это значит, что для нужд семьи из 3-4 человек нужна автономная солнечная электростанция с площадью фотоэлементов от 20 м2.

При желании зарабатывать за счет «зеленого тарифа» такой семье понадобится сетевая солнечная электростанция с площадью панелей не менее 40 м2.

С учетом действующей программы «зеленого тарифа» сетевая мини-электростанция на 10 кВт (стоимость «под ключ» – около $10 тысяч, площадь – порядка 60 м²) окупится примерно за 8-10 лет. После этого оборудование как минимум 15-20 лет будет работать в прибыль.

Что такое «зеленый тариф» и как его подключить

Для того чтобы стать участником государственной программы «Зеленый тариф» нужно иметь установленную солнечную мини-электростанцию (или ветрогенератор).

Также необходимо подключить к электросети двухсторонний электросчетчик, который будет вести учет полученной и реализованной электроэнергии.

Оборудование нужно будет зарегистрировать в органах местного самоуправления, а счетчик – поверить и опломбировать в соответствии с требованиями поставщика электроэнергии.

Для того чтобы начать продавать электричество государству придется открыть расчетный счет в гривнах для зачисления средств и заключить договор с энергетической компанией.

Организации, занимающиеся установкой солнечных батарей, в большинстве случае оказывают помощь в регистрации и запуске в работу подобных систем. Весь цикл от покупки оборудования до начала продажи электричества государству обычно не превышает 1,5-2 месяца.

Стоимость электроэнергии, которую можно продавать государству до конца 2019 составляет 0,183 €/кВт-ч. Со временем тариф снизится: с 1 января 2019 он составит 0,164 €/кВт-ч, а с 1 января 2019 – 0,146 €/кВт-ч.

Современный человек не представляет свое существование без электроэнергии. Вся бытовая техника нуждаются в подключении к электросети. Живя в квартире, с этим нет проблем, но проживая в коттедже или частном доме, не всегда есть возможность подключения к общей системе электроэнергии. Поэтому хозяину необходимо иметь миниэлектростанцию для частного дома. Еще ее называют генератором. Радует многообразие моделей, представленных производителями. Все отличаются характеристиками и ценами.

Какие бывают миниэлектроснатции?

Для того чтобы правильно выбрать электростанцию для частного дома, нужно определиться, какой вид оптимально подходит для ваших задач. Существует четыре вида миниэлектростанций:

  • Портативные, работающие на бензине;
  • Портативные, работающие на дизеле;
  • Стационарные, работающие на дизеле;
  • Генераторы, работающие на газе.

Портативные миниэлектростанции, работающие на бензине, представлены небольшого размера агрегатом, который запускается в ручную.

Здесь нет системы охлаждения двигателя, работать он может от 500 до 2019 часов. Используют данную электростанцию чаще в быту и ее самое главное достоинство в дешевизне.

Автономное электроснабжение частного дома с помощью портативных дизельных генераторов имеет небольшие размеры, но используется в производстве. Данный вид устройства самостоятельно запускается в работу и имеет вес 200-300 кг. Стационарные генераторы, работающие с помощью дизеля, имеют отличие в большом размере и высокой мощности.

Данные аппараты прекрасно подойдут и для огромного особняка, и для целого производства. Самые главные достоинства это то, что их легко использовать, они долговечные и нешумные. Очень много моделей существует с различными встроенными функциями.

Электростанции для частного дома, которые функционируют на газе, являются очень качественными и мощными.

Они легко могут обеспечить абсолютно любой объект подачей бесперебойного напряжения. Весят такие генераторы не больше 80 кг, но работают они намного дольше и эффективнее.

А если использовать магистральный газ, можно существенно сэкономить.

Преимущества миниэлектростанций

Достоинства генераторов помогут вам определиться с покупкой быстрее. Преимущества миниэлектростанций для частных домов:

  • То, что двигатель запускается автоматически, позволяет пользоваться генератором автономно;
  • От того, какое количество топлива залито, зависит и время работы;
  • Разная стоимость. Цена формируется на основании стоимости генератора. Можно приобрести миниэлектростанцию от 2019 рублей.
  • Если в установке мощный генератор (5-6 кВт), можно подключить большой дом.

Владея этой информацией об электростанциях для частных домах, можно отправиться их покупать.

Покупка миниэлектростанции

Приобретая электростанцию для частного дома необходимо учесть следующие нюансы:

  • Мощность двигателя;
  • Сколько фаз;
  • Какое управление;
  • Настройки агрегата.

Для выбора правильной мощности миниэлектростанции для частного дома нужно просчитать необходимое количество электроэнергии для всех нужд.

Но еще нужно не забыть о резерве мощностей, как правило, он равен 10-20%. Электростанции могут быть трехфазными и однофазными.

Сейчас при производстве больше используют однофазную систему, а трехфазная – уже устарела.

Управление данными аппаратами осуществляется автоматически, вручную или электростартером. Лучше для автономного электроснабжения частных домов приобретать генераторы, которыми можно управлять без человеческого вмешательства. Настройки каждого аппарата являются индивидуальными и зависят от модели, производителя.

Расчет мощности и условия эксплуатации миниэлектростанций

Расчет мощности напрямую зависит от того, какую технику необходимо подключать к миниэлектростанции для частного дома. Приведем показатели для примерного расчета мощности:

  • Освещение дома, телевизор – 0,7 кВт;
  • Освещение помещения, телевизор, компьютер – 1,3 кВт;
  • Освещение здания, телевизор, компьютер, микроволновка, утюг – 2 кВт;
  • Освещение помещения, телевизор, компьютер, микроволновка, утюг, пылесос, электроинструмент – более 3 кВт.

Электростанцию для частного дома лучше всего разместить в отдельной комнате, где вы сможете обеспечить защиту от влаги.

Кое-какие модели сразу оснащены необходимой степенью защиты и могут работать во влажную погоду.

Помещение для автономного электроснабжения частного дома должно иметь в обязательном порядке вытяжку, вентиляцию, автоматический огнетушитель.