Организация электроснабжения загородного дома. Говорим про системы автономного электроснабжения дома Независимая электроэнергия для дома своими руками

Частые перебои с подачей электроэнергии или невозможность обеспечить дачу бесперебойным электроснабжением, заставляют задуматься над вопросом использования альтернативной электроэнергией. Существующие варианты имеют свои сильные и слабые стороны. Подробнее об этом можно прочитать в статье.

Способы организации автономного электричества для дачи

Очень многие собственники дач и частных домов не хотели бы зависеть от центрального электрического обеспечения по многим причинам. Это и высокая стоимость электричества, и перебои с подачей, частые поломки трансформаторов и зависимость устаревшего оборудования от погодных условий. По этим причинам все чаще владельцы дач задумываются об автономном электроснабжении. Перед установкой одной из автономных систем необходимо все проанализировать, рассчитать объемы потребления электричества в доме. Необходимо произвести замены осветительных приборов на более экономичные. После этого принимают решение о подборе вида автономного обеспечения.

Когда централизованное энергоснабжение не подходит по каким-либо причинам, есть смысл рассмотреть варианты автономного. Среди автономных источников снабжения электричеством можно выделить следующие:

• солнечные панели;
• ветроэлектрические установки;
• топливные генераторные установки;
• гидроэлектростанции.

Перед тем, как решить, на какой системе остановить свой выбор, следует внимательно ознакомиться с достоинствами и недостатками каждой.

Солнечные батареи для дачи

Для экономии средств можно использовать альтернативный вариант, который является дешевле - преобразование энергии Солнца в электричество. Солнечная батарея в таком случае - преобразователь.

Солнечные батареи - генератор постоянного тока, к ним подсоединены инверторы, преобразующие постоянный ток в переменный. Соединенные параллельно и последовательно они дают ток и напряжение. Это дает возможность солнечной батарее работать бесперебойно. Диоды не позволяют батарее разряжаться или перегреваться. Аккумуляторы сохраняют энергию, резистор контролирует заряд, предотвращая использование избыточной мощности.

Базовый комплект солнечной батареи представлен:

• специальная панель;
• контроллер заряда;
• аккумуляторные батареи;
• инвертор.

Основные преимущества использования солнечных батарей в следующем:

• практичность и долговечность службы;
• никаких дополнительный затрат в период эксплуатации;
• расходуется нескончаемый природный запас;
• минимум технического обслуживания;
• высокий показатель коэффициента полезного действия;
• работа в бесшумном режиме;
• безопасность для природы.

Есть детали, которые ставят приоритетность использования солнечных батарей под сомнение:

• зависимость от погоды, а именно солнечного света;
• немалая стоимость конструкции;
• инженерные навыки при установке.

Существуют разные виды солнечных батарей:

• из монокристалического кремния - очень надежны, с долгим сроком эксплуатации, но из-за особых свойств достаточно дороги, по сравнению с другими видами батарей;
• из мультикристалического кремния - достаточно долгий срок службы, около тридцати лет, с хорошими показателями коэффициента полезного действия;
• из поликристалического кремния - средний срок службы, коэффициент полезного действия ниже, чем у предыдущих видов;
• тонкопленочные батареи - недорогие, для местностей с пасмурной погодой и небольшим количеством солнечных дней, в основе батареи лежит специальная светопоглощающая пленка;
• из аморфного кремния - показатели коэффициента полезного действия невысокие, но в основе батарей лежат фотоэлектрические преобразователи, позволяющие добывать недорогую электроэнергию;
• из теллурида кадмия - благодаря пленочной технологии коэффициент полезного действия достаточно высокий, цена ниже, чем у батарей из кремния.

Батареи бывают:

• маломощные - обеспечивают работу основных бытовых приборов и освещение дома;
• универсальные - дополнительно к освещению отопление большей части дома;
• высокомощные - покрывают все расходы потребления электричества и тепла.

Солнечные батареи применяются в различных сферах и отраслях:

• подача света в жилых помещений и общественных организаций;
• обеспечение энергией различного оборудования;
• освещение улиц;
• космическая отрасль;
• автомобильная отрасль.

Позитивным явлением в использовании солнечных батарей при обеспечении жилища теплом следующее:

• не требуется сжигание дров, угля, брикетов и это дает возможность существенно сэкономить деньги и не загрязнять окружающую среду;
• такой способ отопления не станет причиной возгорания;
• батареи способны функционировать и при незначительном поступлении солнечного света;
• конструкция независима от энергосистемы;
• система автоматизирована.

Оправдана ли установка солнечных батарей для частного дома или дачи? Как показывают наблюдения и отзывы пользователей, да. Особенно если они установлены в местности с преобладанием солнечной погоды. В период насыщенного солнца расходы на отопление и освещение можно покрыть полностью, в зимний период около восьмидесяти процентов энергии покрывается за счет энергии солнца. Экономия электричества на даче позволяет экономить бюджет.

Ветряк для дачи своими руками

Существует несколько вариантов ветряков:

• горизонтальный;
• вертикальный;
• турбина.

Они имеют различия и сходства, положительные и отрицательные стороны, но принцип работы одинаковый для всех - преобразование энергии ветра в электричество, накопление в аккумуляторах и использование для потребностей.

Правильно расположенный ветряк дает возможность получать энергию ветра независимо от направления, важна только его скорость.

Принцип работы ветряка для дачи не сложный. Ветер дует на лопасти, к ротару прикреплен генератор, в его обмотке генерируется электрический ток. Он накапливается в аккумуляторах и позволяет питать электроприборы. Иногда устанавливается комплект и з ветрогенератора и солнечной панели.

В состав ветряка входит:

• ротор;
• редуктор;
• защитный чехол;
• хвостовая лопасть;
• аккумулятор накопления энергии;
• преобразователь напряжения;
• инвертор.

Положительные стороны в использовании ветрогенератора для дома:

• материальные затраты только на профилактику оборудования;
• отлаженная работа ветровой станции не требует контроля и вмешательства;
• почти по всей территории страны возможна продуктивная работа ветряка;
• невысокий износ деталей.

Отрицательные стороны в использовании ветряка:

• высокий уровень шума работающего прибора;
• требует установки громоотвода;
• необходимо заземление;
• обязательная установка сигнальной лампочки;
• вероятность повреждения частей ветряка при сильных ураганных ветрах.

Самый распространенный вид ветряных установок-горизонтальный. Его несложно изготовить в домашних условиях и коэффициент полезного действия этого ветряка достаточно высок. Минусом конструкции есть необходимость скорости ветра выше пяти метров за секунду для его работы.

Как показывает опыт и отзывы пользователей альтернативного энергообеспечения, ветрогенераторы перспективны и позволяют частично или полностью покрыть затраты в использовании энергии.

Топливные генераторы для дачи

Топливные генераторы могут помочь решить ряд вопросов, связанных со следующими обстоятельствами:

• подача электричества для освещения жилища в ночное время;
• для функционирования бытовой техники;
• закачка воды из скважины или полив участка.

Это очень актуально для домов, отрезанных от системы электропитания после ураганов, в результате поломок и обесточивания при различных чрезвычайных ситуациях. Можно долгое время просидеть в ожидании восстановительных работ, а можно включить генератор и продолжить заниматься своими делами. Генератор обеспечивает бесперебойную подачу электроэнергии. Генераторы отличаются своими основными характеристиками, но имеют одинаковую конструкцию.

Преимущества использования генераторов в следующем:

• гарантия результата - электричество;
• компактные размеры и легкость переноски;
• простота эксплуатации;
• экономичность - энергия вырабатываемая аппаратом дешевле покупаемой у государства.

Основные виды генераторов:

• бензиновый;
• дизельный.

По типу работы выделяют:

• синхронный генератор;
• асинхронный генератор.

Проживание на территории дачного участка без электричества в настоящее время невозможно. Чтобы не остаться в самый неподходящий момент без электричества, можно использовать генератор.

Зеленая система для дачи

Если вас категорически не устраивают счета за отопление, электроэнергию или вы живете вдали от цивилизации, а протянуть электричество очень затратно- пришло время задуматься об автономном электрообеспечении. В Украине известная компания «Зеленая система» предлагает начинать использовать природные источники. Специалисты компании помогут спроектировать, рассчитать и подобрать оптимальную систему именно для вас.

Зеленый тариф - тариф на электроэнергию от частных лиц и за этот излишек государство платит частнику. На деле получается, что аккумулированная энергия солнца формируется в избытке, излишек поступает в общую сеть, в итоге частное лицо получает прибыль. Оформить все нужно правильно, для этого необходимо:

• купить, установить солнечную батарею;
• предоставить письма- уведомления и схему присоединения;
• согласовать схему в Облэнерго;
• оформить счет на оплату услуг;
• запустить панель в течение пяти дней после прохождения оплаты;
• оформить акт - договор купли - продажи электричества.

Самодельная электростанция для дачи

При удаленности от источников электропитания приходится самостоятельно придумывать варианты сооружения домашней электростанции. В основу этих конструкций чаще всего ложатся источники поступления альтернативной энергии: ветер, солнце, вода. Купить фабричный экземпляр электростанции иногда очень дорого и не всегда предлагаемые варианты удовлетворяют покупателя. В таком случае следует принять во внимание вариант самостоятельного изготовления станций по выработке электроэнергии.

Для создания ветряной электростанции своими руками следует создать ветродвигательную систему, подсоединить генератор и активизировать систему накопления энергии. Для домашней станции по выработке энергии целесообразнее использовать варианты с горизонтальным или вертикальным роторным вращением. Систему с вертикальным вращением проще сконструировать: вал, к которому крепятся параллельные лопасти. Для лопасти подходят материалы из листового железа. Их следует изогнуть в форме дуги, прикрепить к валу. Иногда используется дополнительный механизм по изменению угла лопастей в процессе работы, благодаря чему регулируется воздушное сопротивление. Это помогает избежать разрушения ветряка при наличии очень сильного ветра. Схема автономного энергосбережения поможет построить конструкцию правильно.

Самодельная солнечная электростанция представляет соединение солнечной батареи непосредственно с системой аккумулирования и расходования электричества. Самым дорогостоящим в данной конструкции являются солнечные панели. Необходимо правильно соединить части станции, защитить солнечные элементы, поместив конструкцию в специальный отсек. Станцию следует установить в самом подходящем месте, где энергия солнечного света будет максимальной.

Основное достоинство водяной электростанции - независимость выработки энергии от погодных условий, как с солнечной и ветровой электростанцией. Получение энергии воды - стабильно. Но все равно следует установить систему накопления выработанной энергии. Для построения конструкции необходимо приобрести такие части:

• лопастная установка;
• электрический генератор;
• соединитель.

В качестве генератора можно использовать вал автомобиля. В конце статьи можно посмотреть видео о том, как самостоятельно обеспечить электроснабжение дачи.

Неэффективная подача электроэнергии, перебои напряжения, частые поломки трансформаторов или отключение электричества больше не будет проблемой при наличии домашней электростанции альтернативного электроснабжения. Изучив плюсы и минусы каждого виды конструкций, можно принять решение о целесообразности установки какого-либо прибора для аккумулирования энергии из природных источников.

Поговорим о самом главном в автономном и резервном электроснабжении

Современный человек привык жить с комфортом и удобствами. Действительно, почему бы не пользоваться всеми благами цивилизации, которые даёт нам наука? Что можно «извлечь из природы» для блага своей семьи, если дом на природе стоит, что называется, в «чистом поле»? Насколько реально закрывает все потребности автономное электроснабжение от возобновляемых источников энергии?
Можно ли рассчитывать на настоящее подспорье в электроснабжении и тем кто имеет сетевое 220 В, но хочет иметь резервное электропитание на случай вполне вероятных катаклизмов (как местного масштаба, так и глобальных)? И при этом, пока нет «катаклизмов», такой предусмотрительный хозяин (а удача любит подготовленных!) просто желает использовать приоритетно солнечную энергию (а может и энергию ветра), обеспечивая зелёную экологию и почти забывая о счетах за электричество.

И самое главное, - какие конкретно решения применять наиболее эффективно?

В этой статье мы попробуем кратко ответить на эти вопросы, благо, наша компания (МикроАРТ) занимается разработкой, производством и продажей электронных устройств, необходимых для систем автономного электроснабжения, и имеет самый большой в России опыт по данной тематике (когда мы начинали, то долгие годы были здесь практически первыми и единственными).
Мы расскажем даже о том, о чём не знают, или не хотят знать (т.к. это требует дополнительных усилий при установке) профессиональные «установщики солнечных электростанций» из расплодившихся благодаря растущему спросу, как грибы, сотен новоиспечённых компаний.

Начнём с выдержки из письма реального человека:

Есть у меня дача. Когда 2 года назад мы ее покупали нам, как водится, обещали что буквально через месяц начнутся работы по установке столбов электричества и оно самое будет уже вот-вот... Но вот прошло уже 2 и обещания так и продолжаются. За прошлый сезон я построил на участке дом и почти доделал забор. Для всего этого приобрел генератор 2КW, который прекрасно справлялся с любым инструментом. Кроме сварки конечно. Жене очень понравилось, как я всё там сделал и этим летом она хотела бы там пожить с ребенком. Но вот самое плохое что холодильник от генератора очень расточительно питать. Расход около литра в час, это как-то слишком.
Многие рекомендовали мне заказать солнечных батарей. Это не очень дорого и летом от них есть толк. Куплю автомобильные аккумуляторы 2х100Aч. По расчетам на выходные должно хватать на освещение + холодильник с большим запасом.
А теперь, собственно вопрос - расскажите об опыте эксплуатации холодильника и др. электроприборов на солнечных батареях!

Действительно, шумный, с вредными выхлопными газами генератор, который постоянно «кушает» - это совсем не вершина научной мысли. Отдых по соседству с ним, может доставить неудовольствие не только хозяевам, но и соседям.
Хорошие решения на возобновляемых источниках энергии есть уже сегодня. Многое, конечно, зависит от бюджета, который выделяется, и совсем уж ужимать его – чревато. Как известно - «скупой платит дважды»! Можно конечно купить одну-две солнечных панельки, маленький и простенький солнечный контроллер к ним, маленький автомобильный аккумулятор (или вообще снять старый с авто), поставить дешёвенький маломощный автомобильный инвертор – и радоваться свету от светодиодных лампочек. Только это не обеспечит полноценного комфортного проживания, да и срок службы этих компонентов будет невысок. Мы будем рассматривать полноценные современные (причём лучшие!) решения, обеспечивающие комфорт не хуже, чем в городской квартире.
Опишем основные шаги по решению проблемы за счёт Солнца (тема по ветрогенераторам раскрыта в статьях на www.vetrogenerator.ru) и приведём примерные текущие цены (при курсе 1 долл = 36 руб).

1. Необходимо грамотно выбрать и купить солнечные панели (СП) с солнечным контроллером, а так же, грамотно, и особым образом, их установить

А) Первое, что мы утверждаем, - для хоть какого-нибудь комфорта в загородном доме, самая минимальная суммарная мощность СП должна быть не менее 600 Вт. Например, 3 солнечные панели по 24 В 200 Вт (если панели высококачественные цена вопроса приблизительно 35000 руб). А правильней, для сезонного проживания, ставить - от 1000 до 2000 Вт СП. Если проживание будет и в осенне-зимний период – тогда от 2000 Вт, но лучше, если конечно позволяют финансовые возможности, - от 4000 Вт.

Б) Второе – необходимо обеспечить условия, чтобы солнечные панели работали и в пасмурную погоду. Для этого нужно соединить их так, чтобы их общее напряжение было высоким , если рассматривать номинальное напряжение АКБ и сборки солнечных панелей, то последняя должна иметь напряжение в 1,5 – 2 раза выше чем напряжение АКБ. Тогда и при затенении облаками всё равно напряжение от них будет достаточно высокое для заряда аккумуляторов (АКБ). Но отсюда вытекает требование и к солнечному контроллеру – он должен быть сделан по технологии МРРТ. И не просто МРРТ, а высококлассным, способным работать с высоким напряжением на входе (минимум 100 В, но ещё лучше 200 или 250 В). Естественно, высококлассный контроллер умеет работать с любыми АКБ на выходе, соединёнными на любые напряжения (12 В, 24 В, 48 В – самым оптимальным для наших целей является 48 В, тем более, что и эффективные ветрогенераторы обычно выполнены на это напряжение). И ещё потому, что стоимость солнечного контроллера зависит от силы тока, которую он способен обеспечить. Получается, что если контроллер до 50 А подключить к АКБ с напряжением 24 В, то он может выдать мощность до 50 А* 24 В = 1,2 кВт. А если этот же контроллер 50 А использовать в системе на 48 В, то уже 2,4 кВт.
Дальнейшее наращивание напряжения массива солнечных панелей (300 В и более) обычно нецелесообразно, т.к. ведёт к существенному уменьшению КПД. И так же монтаж СП становится всё более опасным. Даже 150 В постоянного напряжения опасно для жизни и требует тщательного соблюдения техники безопасности при монтаже панелей и подключению к контроллеру.
Такие солнечные контроллеры (например, мощный 100 А солнечный контроллер имеет возможность подключения массива солнечных панелей до 200 В или 250 В) обычно допускают подключение до нескольких киловатт солнечных панелей и стоят они дороже обычных (цена 25000 – 30000 руб). Сравнительный тест разных МРРТ контроллеров премиум-класса можно посмотреть .

Итак, зима, опыт.
1. Вертикальное расположение СП себя оправдало. Липкий снег намерз на крышу кучей даже на южной стороне. Если б СП висели не на стене, то, минимум, неделю б они просто были закрыты от солнца! Чистить их от льда как не знаю - не пробовал. А с вертикальной плоскости все стекло до мороза, только внизу у перехода в рамку немного налипло - и СП работали.
2. Два направления (у меня, пока, - восток и юг), тоже хорошо себя показали. Солнце бывает утром, а днем - тучи, и наоборот. То есть солнце ловлю почти всегда, если оно есть.

Другой человек, из Питера, пишет:

Мои (панели) в мае 2011 года были переустановлены на юго-восток и юго-запад. Разницы в суммарной суточной выработке не заметил, а вот время генерации увеличилось и значительно. Был вынужден установить именно так из-за строительства забора. Работы начинались в районе 8-ми утра и к моменту начала приличной генерации при однонаправленной установке аккумуляторы успевали высосать до 48 В. После изменения азимута установки положение в корне изменилось.

Действительно, в средней полосе России и севернее, если речь идёт о круглогодичном проживании , солнечные панели разумней крепить вертикально и желательно с небольшой ориентацией по сторонам света (например, половину панелей отвернуть от южного направления на 30 градусов на юго-восток, а другую половину - на 30 градусов на юго-запад). Можно и по сторонам дома раскидать, если такие условия есть (не обязательно гнаться за точным соответствием углов).
Вертикальная установка СП хороша для снежных зим (и вообще это благотворно влияет на срок службы панелей, который становится почти вечным, а так же на их чистоту, а значит - и большую отдачу). Главное же - ориентация панелей по сторонам света позволяет растянуть длительность поступления энергии в светлое время суток (это даёт возможность больше использовать электричества без расхода аккумуляторов, да и сами аккумуляторы, в этом случае, лучше заряжаются, т.к. они требуют длительных зарядов малыми токами).
И не надо слепо копировать Европу или Америку – они у себя правильно делают, ставя СП на пологие крыши и все направлением на юг. Широта у них другая и/или снега почти нет. И главное - для них важна максимальная мощность вырабатываемая СП. Причём там не важно, что она максимальна в полдень, когда потребителей электропитания очень мало. Потому что у них разрешена закачка энергии в сеть, что в корне меняет дело, ведь эта энергия не пропадёт (впрочем, об этом мы ещё поговорим в конце этой статьи).
Общее поступление энергии при вертикальном расположении панелей, а так же при их ориентации по сторонам света, будет немного меньше, чем при южной ориентации и под оптимальным углом для конкретного времени года на конкретной широте. Однако, этот переизбыток энергии приходился бы на 2 – 3 дневных часа, т.е. тогда, когда энергии и так полно, и когда её девать некуда, и толку от этого нет.
При выполнении условий Б) и В), получаем, что панелей всё же должно быть минимум две цепочки. Если для АКБ на 48 В, то по 3 шт (каждая на 24 В, а если панели по 12 В – то по 6 шт) соединённых последовательно. Т.е. мы получаем две разнонаправленные последовательные цепочки. Например, из панелей 24 В 200 Вт получается нужно минимум 600+600=1200 Вт. Если нужна ещё большая мощность, то цепочки внутри каждой группы надо подключать параллельно. Каждую группу солнечных панелей, если её мощность большая, можно подключить через свой солнечный контроллер на одну группу АКБ (т.е. получается два контроллера).
Два солнечных контроллера, в случае разнонаправленных групп панелей, могут быть так же полезны, т.к.:
- общий КПД будет немного выше, чем у одного;
- это позволят задействовать любое количество СП, которое может диктоваться конструкцией дома (крышей или стенами, на которые планируется повесить СП), например, установить 7 шт. (3 шт. на один канал, 4 шт. – на другой);
- повысится общая надёжность системы (выход из строя одного контроллера, или одного канала в контроллере, не будет так фатален).
Если солнечный контроллер будет всё же один, а СП направлены на разные стороны света, то их надо «развязать» друг от друга диодами.

Г) Панели лучше покупать крупные (мощностью от 200 Вт) и вешать их высоко . Это особенно важно, если речь идёт об участках, на которых возможно воровство (крупные панели украсть очень затруднительно). Кроме того, чем крупнее солнечная панель, тем чуть выше её КПД, но и тем труднее её перевозить, и, особенно, - монтировать на высоте.
Самые лучшие по КПД и по долговечности солнечные панели - это монокристаллические солнечные панели . Но и стоят они немного дороже поликристаллических. Ещё дороже чёрные моно панели (внутреннее заполнение имеет чёрный цвет, алюминиевая рама тоже анодирована в чёрный цвет). Казалось бы, эта красота приводит к лишнему нагреву СП, а значит к некоторому падению её эффективности (доли процента от общей эффективности). Тем не менее, при ярком солнце, энергии обычно всё равно переизбыток, а вот в осенне-зимний период, чёрные панели намного лучше самоочищаются от снега и обледенений.
Для обеспечения естественной вентиляции между панелями и основанием оставляют воздушный зазор 5 – 10 см (панели, например, можно крепить на алюминиевых уголках, которые прикручиваются к основанию через стойки с надетыми алюминиевыми трубками 5 – 10 см длиной).

Д) В случае, если на доме и на участке места мало , и если воровство маловероятно, свою максимально возможную выработку энергии солнечные панели могут выдать, если они установлены на трекер (он автоматически поворачивает СП вслед за Солнцем). Посмотреть подробнее и купить можно .

Другой возможный вариант установки солнечных панелей – прямо в заборе.

Причём и при таком варианте установки СП можно обеспечить разнонаправленность по сторонам света – надо просто сложить «гармошкой» все панели. Появляется дополнительная эффективность за счёт отражения света от одних панелей на другие.
Достаточно просто устанавливаются солнечные панели и на металлическом каркасе, который тоже, если позволяют условия, можно сделать немного разнонаправленным или установить на нём солнечные панели «гармошкой».

2. Необходимо обеспечить автоматическую работу большинства электроприборов исключительно днём

Мы уже позаботились о том чтобы «растянуть» световой день (расставив СП разнонаправлено по сторонам света), мы обеспечили поступление энергии и в пасмурную погоду (соединяя солнечные панели последовательно в высоковольтные цепочки и применяя высококлассный МРРТ солнечный контроллер). А теперь надо подумать, как сделать так, чтобы основная масса затратных потребителей включалась днём. Тогда оставшееся на вечер и ночь небольшое количество электроприборов (светодиодные лампочки, телевизор, компьютер и т.п.) не сумеют сильно разрядить аккумулятор и последний, именно благодаря этому, будет служить десятилетиями (тут конечно многое зависит от конструкции АКБ).
Понятно, что начинать стирку мы будем с 12, и делать уборку пылесосом примерно в тоже время. Но некоторые вещи можно и автоматизировать, что крайне важно.
Так, например, надо бы чтобы такое энергозатратное устройство как бойлер (водонагреватель для душа и т.п.) подключался к автономному электроснабжению 220 В лишь днём, когда светит солнце (или когда напряжение на АКБ ещё высоко, т.е. они не сильно разряжены). Ведь его бак изнутри изолирован от среды толстым слоем пенопласта и способен очень долго удерживать тепло (до глубокой ночи, как минимум). Так же удобно, чтобы кондиционер включался именно днём. А кому-то и обогреватель в дневные часы не помешает (например весной/осенью, если панелей много).
Ещё более важно автоматическое подключение и отключение от автономномного электричества холодильника. На первый взгляд может показаться, что холодильник потребляет мало энергии - всего 150 Вт (правда при пуске - до 1,5 кВт, но это секунды и они не в счёт). Однако холодильник работает сутки напролёт и в итоге является одним из самых энергозатратных бытовых устройств. Кроме того, работая ночью, он весьма заметно разряжает аккумуляторы, что во многом является причиной быстрой потери ими ёмкости. Какие же меры можно предпринять, чтобы всего этого избежать, но при этом не лишаться благ цивилизации?

А) Опять же – необходимо применение высококлассного солнечного контроллера с технологией МРРТ (или двух таких контроллеров), но уже по другой причине. Только в подобные премиум-контроллеры встроены мощные программируемые реле (220В 3,5 кВт). Через такое реле и надо подключить холодильник и запрограммировать солнечный контроллер так, чтобы реле включалось только когда есть энергия солнца (или когда напряжение на АКБ не будет ниже, допустим, 12,3 В на 1 АКБ, что соответствует его разряду на 20 – 30%).
Бойлер (для нагрева воды) лучше подключить через другое мощное реле (если их конечно в контроллере несколько), т.к. одно реле не справится по мощности одновременно и с пуском холодильника и с бойлером, да и приоритет у холодильника можно выставить выше. Когда будет пасмурно и на всех энергии не будет хватать, то контроллер оставит подключённым только холодильник.
О наличии в контроллере подобных программируемых реле можно узнать, например, из сравнительного теста разных МРРТ контроллеров премиум-класса, или посмотрев их паспорта с характеристиками. Разработанные нашими специалистами солнечные контроллеры КЭС DOMINATOR MPPT и КЭС PRO MPPT имеют 3 таких встроенных реле, причём все они рассчитаны на напряжение до 220 В и мощность подключаемых к каждому из них устройств до 3,5 кВт.
При необходимости, какое-то из этих реле можно запрограммировать на автоматическое включение генератора, или на включение сигнализации.
Возможные алгоритмы программирования реле (кое-что из списка ниже в процессе доработки прошивки, которая, периодически обновляется на нашем сайте):
- эти реле должны включаться по определённому приоритету (есть критически важная нагрузка, а есть второстепенная);
- по напряжению АКБ;
- по мощности, которую могут в данный момент выдать солнечные панели;
- по времени;
- по тому, есть ли заряд АКБ от других источников (от генератора через МАП, или от ветрогенератора - для него у контроллера есть измерительное кольцо), или есть ли 220 В на входе МАП (т.е. если МАП транслирует к примеру 220 В от генератора, то почему бы холодильнику не работать?). Чтобы наш солнечный контроллер узнал, что на входе МАП появилось 220 В - мы соединяем его с нашим МАП дополнительным шнуром и они "общаются".

Б) Так как холодильники используют все и так как это один из самых много потребляющих электроприборов, поговорим о принципах их выбора для питания от солнечных панелей более детально.
Для условий автономии и малого потребления энергии, холодильник должен быть класса энергосбережения А+ + + (в крайнем случае - А+ +) и стоять в прохладном месте (и радиатор сзади холодильника должен свободно проветриваться).
Подходящий объем и способность поддержания необходимой минусовой температуры – это главные критерии для морозильной камеры. При разной температуре продукты могут храниться довольно долгий промежуток времени чтобы сохранить продукты в течении недели нужна температуры -6° С. Если морозильная камера поддерживает температуру -12° С, то это гарантируемое сохранение продуктов питания сроком до одного месяца. Если температурный режим -18° С - продукты могут храниться в холодильнике около трех месяцев.
Ну, а если может поддерживаться температура -24° С , то возможно хранение продуктов 6-12 месяцев. Нам лучше всего подходит последний вариант холодильника.
За счёт качественной термоизоляции многие холодильники способны сохранять достаточно низкую температуру внутри даже при отключении электроэнергии. Время сохранения холода – важнейший параметр холодильников . Это время, в течении которого, в случае отключения питания, в холодильнике будет сохраняться температура, достаточно низкая для того, чтобы скоропортящиеся продукты нормально сохранились. Чем больше это время – тем лучше термоизоляция холодильника и тем больше он подходит для условий, в которых возможны перебои с электроснабжением.
Конечно, в холодильнике надо установить самые низкие температуры и в морозилке и в общей камере , какие только возможны. Это позволит продержаться холоду внутри может и не одну ночь.
Если вы будете соблюдать несколько простых правил эксплуатации холодильника, он будет потреблять меньше электроэнергии. Не ставьте в него продукты, которые выше комнатной температуры. Старайтесь не оставлять открытыми двери. И выберите место для своего холодильника как можно дальше от батареи и кухонной плиты. Желательно что бы прямые солнечные лучи на него не попадали.

Для примера, рассмотрим три почти идеальных для автономии (и не только) холодильника:

Liebherr CTPsl 2541 Морозилка: сверху; Кол-во камер: 2; Объем холодильника (л): 191; Объем морозилки (л): 44; Общий объем (л): 235; Управление: поворотные переключатели; Кол-во компрессоров: 1; Контуров охлаждения: 1; Температура морозилки: до -24°C; Время сохранения холода (ч): 22 ; Мощность замораживания (кг/сутки): 4; Функции: Авторазморозка; Перевешивание дверей; Быстрая заморозка; Быстрое охлаждение; Антибактериальная защита; Скрытые дверные ручки; Класс энергопотребления: A++ ; Уровень шума (дБ): 40; Цвет: нержавеющая сталь; Габариты (см): 140х55х63; Цена от 20000 руб.

Electrolux EN 3613 AOX Морозилка: снизу; Кол-во камер: 2; Объем холодильника (л): 245; Объем морозилки (л): 90; Общий объем (л): 335; Управление: сенсорное; Температура морозилки: до -24°C; Время сохранения холода (ч): 20 ; Функции: Авторазморозка; Индикатор закрытия дверцы; Перевешивание дверей; Зона свежести; Быстрая заморозка; Быстрое охлаждение; Антибактериальная защита; Дисплей; ; Цвет: нержавеющая сталь; Габариты (см): 185х60х67; Цена от 33000 руб.

Bosch KGE 49AI40 Морозилка: снизу; Кол-во камер: 2; Объем холодильника (л): 296; Объем морозилки (л): 112; Общий объем (л): 408; Управление: кнопочные переключатели; Кол-во компрессоров: 1; Контуров охлаждения: 2; Температура морозилки: до -24°C; Время сохранения холода (ч): 44 ; Мощность замораживания (кг/сутки): 15; Функции: Авторазморозка; Индикатор закрытия дверцы; Перевешивание дверей; Зона свежести; Быстрая заморозка; Быстрое охлаждение; Режим отпуска; Антибактериальная защита; No Frost: морозильная камера; Класс энергопотребления: A+++ ; Уровень шума (дБ): 38; Цвет: нержавеющая сталь; Габариты (см): 201х70х65; Вес (кг): 98; Цена от 25000 руб.

В) А если солнца не будет несколько дней или недель, и энергии станет катастрофически не хватать, что тогда делать? Тогда для нашего чудо-холодильника есть запасной вариант, ему надо открыть, так сказать «второе дыхание».
Первое что приходит на ум – хранить в морозилке несколько килограмм свинца. Масса у него большая, холода при -24° С должен набрать много… И отдавать его, медленно нагреваясь в хорошо изолированной морозилке он тоже будет долго.
Но вот беда - свинец вредно хранить рядом с продуктами, как-то это негигиенично, если не сказать - токсично.
Золото – вот гораздо лучший вариант! Оно тяжелее свинца и совершенно безопасно в санитарном плане. Так что если вы раздумываете, куда бы пристроить пару другую слитков золота (чем больше, тем лучше) – в морозилке им самое место. И воры никогда не догадаются!
Однако, к сожалению, не у всех имеются свободные слитки золота, поэтому придётся довольствоваться тем, что уже предлагается для сумок холодильников.
Нет, сухой лёд нам не нужен. Да и устарел он уже морально.
Различают несколько видов современных аккумуляторов холода (они продаются в пластиковых ёмкостях или в герметичных пакетах, срок их эксплуатации не ограничен):

гелевый – поддерживает температуру от -70° С до +80° С, представляет собой гелевый раствор, запаянный в герметичный прочный полимерный пакет (до -20° С), или твёрдую ёмкость (до -70° С);

водно-солевой – наиболее распространенный, стандартный вариант – пластиковые брикеты с солевым раствором, перед использованием помещающиеся в морозильную камеру и способны поддерживать температуру от -20° С до +8° С;

силиконовый – поддерживает температуру от 0° С до -2° С, зато в течение 7 дней. Основное преимущество силиконовых аккумуляторов перед водно-солевыми и гелевыми – способность поддерживать постоянную температуру около нуля в течение длительного периода (до 7 дней).

Стоят эти аккумуляторы холода недорого – от 100 до 1000 руб. Гелевые хладоэлементы, по сравнению с солевыми, обладают значительно большей теплоемкостью и способны работать при очень низких отриательных температурах. Зато солевой элемент можно приготовить и самостоятельно. При этом, чем концентрированней будет соляной раствор, тем ниже будет его минусовая точка таяния. Максимальная концентрация соответствует – 20° С (ниже - соль выпадает в осадок). Именно точка таяния, т.е фазового перехода из твёрдого состояния в жидкое, является точкой «упора», т.к. для фазового перехода необходимо много энергии. Эта температура и является точкой «удержания» хладагента.
Силиконовый хладагент – самый эффективный и долгоиграющий. Но его температура удержания (от 0° С до -2° С) скорее имеет смысл в общей камере, чем в морозилке.
Итак, в условиях автономии, помимо всего вышеперечисленного, в хорошем холодильнике, в морозилке необходимо всегда держать несколько брикетов гелевого хладагента (модель до -70° С) и несколько – силиконового . В случае длительной нехватки энергии силиконовые брикеты надо переложить в общую камеру, а гелевые оставить в морозилке.
После подачи энергии (появлении Солнца или включении генератора или др.), силиконовые брикеты следует опять переложить в морозилку.
Напоследок отметим, что существуют и холодильники, работающие от постоянного напряжения 12 В и/или 24 В, а так же холодильники, работающие от газовых баллонов с пропан-бутановой смесью. Однако оба эти решения не экономичны, имеют весьма низкий КПД (т.к. работают от низких напряжений и/или основаны на адсорбционном методе охлаждения), обладают слабыми параметрами самих холодильников и высокой стоимостью (особенно работающие от газа – 45000 руб за небольшой холодильник с общим объёмом 285 л).
Когда-то очень давно, адсорбционные холодильники выпускались и просто для семьи, для дома. Однако были вытеснены компрессорными, т.к. проигрывали по всем параметрам, кроме бесшумности. Да и бегать, пусть и раз в 3 недели, с газовыми 50 л баллонами, комфортным времяпровождением не назовешь. Впрочем, когда другого выхода нет, допустим в походных условиях, тогда и такой холодильник подойдёт.

Подведём итог двух предыдущих параграфов более наглядно. Ведь лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.

Итак, для начала сравним на графиках работу обычной солнечной системы и «правильной» солнечной системы с установленной мощностью СП 1500 – 2000 Вт в жаркий июньский солнечный день.

А). В обычной солнечной системе (график А) все СП установлены под углом 45 градусов к горизонту направлением на юг и соединены в соответствии с напряжением АКБ (т. е. серьёзного превышения напряжения СП над напряжением АКБ - нет). Никаких управляющих нагрузками реле в солнечном контроллере тоже нет.
На графике мы видим, что пиковая мощность СП достигается к 13 часам дня, и мы видим что, по меньшей мере, 40% солнечной энергии не используется (а в реальности, обычно не используется ещё больше).
Так же очевидно, что те 60% солнечной энергии, что используются, в основном идут на заряд большой ёмкости АКБ. Емкость должна быть именно большой (особенно, если мы хотим разряжать её только на 30%, что значительно увеличивает срок их службы), потому что именно от неё всё электрооборудование питается вечером, ночью и утром.

Б). При использовании высоковольтной солнечной системы с вертикально установленными СП и ориентированными на юго-восток и на юго-запад мы видим, что максимальная мощность СП упала примерно на 30 – 40%, и при этом эффективное время получения солнечной энергии увеличилось. Кроме того, видно, что за счёт того, что холодильник, бойлер и другое электрооборудование принудительно включается только днём, оно и потребляет в основном только солнечную энергию, а не энергию прошедшую преобразование в АКБ (кстати, у кислотных АКБ КПД около 80%). Значит, ёмкость АКБ может быть намного меньше, а ведь это - дорогой расходный элемент. Видно, что при грамотном построении системы и программировании включения реле, использование солнечной энергии может достигнуть 90% и более.

Теперь сравним на графиках работу обычной солнечной системы и «правильной» солнечной системы с установленной мощностью СП 1500 – 2000 Вт в пасмурный июньский день.

В). В обычной солнечной системе (график В) из-за облаков напряжение от СП в среднем опустилось ниже, чем у АКБ и заряд или прямое потребление энергии невозможны. Хотя иногда небо может немного проясняться и в такие моменты (судя по графику, солнце появилось после 17 часов) появится немного энергии. В целом же, обычная система в такие дни функционирует или вычерпывая по максимуму ранее накопленную энергию из АКБ (что сокращает их ресурс), или во время работы генератора, который заодно и подзаряжает АКБ.

Г). При использовании высоковольтной солнечной системы с вертикально установленными СП и ориентированными на юго-восток и на юго-запад, мы видим, что максимальная мощность СП упала примерно в 3 – 4 раза от установленной мощности СП, и при этом эффективное время получения солнечной энергии по-прежнему немного увеличено.
Т.к. СП соединены последовательно на высокое напряжение, напряжения на входе высокоэффективного солнечного контроллера хватает для преобразования энергии, которая направляется им на заряд АКБ и на работу самого необходимого электрооборудования.
Видно, что за счёт того, что холодильник и бойлер принудительно включается только днём, а остальное необязательное оборудование, из-за низкого приоритета вообще не включается, даже этой уменьшенной энергии хватает. А значит, АКБ по прежнему почти не используются, даже если Солнце вообще не появляется. Использование слабой солнечной энергии в этом случае приближается к 100 %.
Зимой ситуация ещё ухудшится, т.к. световой день сократится практически в 2 раза и пасмурность может стать более глубокой (ноябрь-декабрь). Отсюда вытекает, - что если нужно круглогодичное автономное электроснабжение и нет желания хотя бы пару месяцев раз в 3 дня включать генератор, то мощность СП надо ещё удвоить (до 4000 Вт). Тогда график Г, будет соответствовать осенне – зимнему периоду.
Для осеннее-зимнего периода ориентация СП не так важна, т.к. угол прохода Солнца сужается, да и при пасмурности (а в этот период она преобладает) направление СП почти не важно. Поэтому, для круглогодичной эксплуатации, можно ограничиться установкой всех СП вертикально направлением на юг.

Вывод: получать энергию при облачности и, тем более, при пасмурности (и особенно это важно зимой) - очень и очень надо. Слишком много в России таких дней. Мы не Испания и, тем более, не Африка, например, в Москве в году всего 75 солнечных дней, - поэтому это очень важно! Тут вопрос стоит «ребром» - или результат есть (хотя при облачности отдача СП падает до 3 раз меньше номинала, при глухой пасмурности - до 6 раз), или результата в такое время нет вообще – если применять дешёвые солнечные контроллеры (в том числе МРРТ), использовать мало СП, соединять их на низкое напряжение, устанавливать под углом там, где снег зимой - норма.
Благодаря предложенным мерам, можно наращивать мощность солнечных панелей, при этом энергия будет эффективно утилизироваться, а так же иметь солнечное электричество в любое время года почти в любом уголке России. Использовать эту мощность можно как напрямую для отопления, нагрева воды и "теплого пола", так и посредством теплового насоса, и при этом не подвергать аккумулятор жесткой эксплуатации.

3. Необходимо приобрести качественный инвертор

Что касается инвертора, то он должен быть с синусом на выходе 220 В, с высоким КПД (96%), с малым током потребления на холостом ходу (ХХ = 0,3 - 0,4 А), с большой перегрузочной способностью, а так же с расширенными функциональными возможностями. Желательно, чтобы инвертор умел и быстро заряжать АКБ от сети или генератора.
Для холодильника хватило бы мощности инвертора 0,5 - 1 кВт, но т. к. есть и другое электрооборудование, обычно оптимальным является диапазон мощностей от 3 до 12 кВт. Напряжение инвертора и АКБ надо выбирать минимум на 24 В, но лучше на 48 В.

Нашей компанией был разработан инвертор МАП (модификации PRO, HYBRID, DOMINATOR) – по качеству и возможностям он находится на уровне лучших мировых брендов, при многократно меньшей цене. Разработку первого инвертора мы начали в далёком 1999 году, но только к 2012 году прибор достиг совершенства и надёжности мирового уровня. Естественно, у него высокий КПД 96%, высокая перегрузочная способность и малый ток ХХ до 0,4 А. У него вообще очень малые электромагнитные излучения, т.к. применён трансформатор в виде дорогого тора.
Вы, вероятно, спросите – что такого в этих «мировых брендах» кроме имени (перечислим их – Xtender, SMA, Xantrex, Victron, OutBack ), да и то, известному лишь в кругах профессионалов? А китайские инвертора стоят немного дешевле МАП!
Отличия, кроме именитости, есть, и они серьёзные. Только у «мировых брендов» (а теперь и у МАП) есть очень богатые возможности по функционалу и режимам; обеспечена высокая надёжность (за счёт применения качественных дорогих, а не дешёвых комплектующих, и за счёт тщательного тестирования каждого прибора). Только они, как и МАП, основаны на похожей схемотехнике и на дорогих тороидальных трансформаторах и дросселях. Всё вышеперечисленное имеет заметно большую себестоимость, а следовательно и более высокую розничную цену. И поэтому, вышеперечисленного нет не только у китайских, но и у менее именитых европейских и американских инверторов.

Мы не будем расписывать все возможности МАП (желающие, могут с ними ознакомиться здесь ). Расскажем лишь о некоторых важных для автономной жизни особенностях.
- Возможность проводного и беспроводного соединения с компьютером (разработано несколько вариантов ПО, умеющих и оповещать (в том числе по СМС), и строящих графики для слежения за параметрами всей энергосистемы). Поэтому, например, ваши АКБ не останутся надолго разряженными без вашего ведома, и, как следствие, не «прикажут долго жить». И дом не заморозится, если что…
- Работа с обычными недорогими генераторами высокой и относительно малой мощности (т.е. низкого качества, с выбросами напряжения) - эта возможность большая редкость среди лучших мировых брендов. А значит - и инвертор не сгорит, и заряд будет хороший и быстрый, и генератор не обязательно должен стоить 250000 руб.
- Режим поддержки сети (или генератора): автоматическое "добавление" мощности инвертора к сетевой (или к мощности генератора) и/или автоматическое временное уменьшение заряда при пиковых нагрузках (модификация МАП HYBRID и МАП DOMINATOR) - эта возможность есть только у лучших мировых брендов. Значит там, где требовался бы, допустим, генератор 6 кВт, вероятно, справится и генератор 3 кВт – в нужные моменты инвертор ему поможет. А ведь это не только экономия на цене генератора. Это и постоянная экономия на топливе!

4. Немного об аккумуляторных батареях

Общеизвестно, что срок службы АКБ сильно уменьшается в зависимости от потребляемого от неё тока. Для уменьшения токов и глубины разрядов можно наращивать ёмкость АКБ, при этом уменьшая допускаемый разряд.
С другой стороны, с целью снижения совокупной стоимости владения собственной электростанцией, необходимо использование аккумуляторов как можно меньшей емкости (всё же ресурс их ограничен).
За счёт реализации в солнечных контроллерах КЭС DOMINATOR и КЭС PRO системы управления нагрузками, свободная энергия от СП в основном идет непосредственно на внешних потребителей, что и позволят снизить ёмкость АКБ.
Для загородного дома 200-300 м² в средней полосе России достаточно общей ёмкости аккумуляторов 200 Ач * 48 В, или, что одно и тоже 400 Ач* 24 В. При этом мощность солнечных панелей должна быть 2000 – 4000 Вт (минимум для сезонной эксплуатации - 1200 Вт).
При такой мощности СП аккумуляторы всегда будут заряжены, а свободная мощность от солнечных панелей будет автоматически распределяться между внешними потребителями.
Практика показала, что для автономного электроснабжения не рекомендуются герметизированные свинцовые АКБ, т.е. типа AGM, гелевые, OPzV. Слишком «нежные» они для тяжёлых условий автономии. Вода из них всё же постепенно теряется, а долить её невозможно. Герметизированные АКБ служат в таких условиях обычно до 2 – 3-х лет.
Имейте ввиду - срок службы при автономном электроснабжении у любых аккумуляторов в разы меньше, чем в условиях резерва (т.е. когда сетевое 220 В есть, но иногда пропадает), просто у герметизированных АКБ при автономии, он вообще очень мал.
Поэтому, в зависимости от бюджета, у автономщика небольшой выбор:

1. Автомобильные стартерные , открытого типа.
Цена общей ёмкости 190 Ач*48 В (составленной из 4 шт. 190 Ач*12 В соединённых последовательно) около 28000 руб. Срок службы в автономии около 2 - 4 лет, или до 200 циклов заряд/разряда на 80%.
Для меньшей степени их разряда, а значит для увеличения срока службы до 5 - 7 лет, их ёмкость можно удвоить (тогда можно настроить в инверторе допустимый разряд АКБ не более 30 %, а время автономии сильно не уменьшится).
Рекомендуем, например, производства Тюменского аккумуляторного завода. В отличии от некоторых других, они соблюдают технологию, а не экономят на свинце. Вы можете примерно понять качество АКБ, если сравните их вес при одинаковой ёмкости. Естественно, лучше те, которые тяжелее.
Только АКБ с кальциевыми сплавами не стоит покупать для целей автономного электроснабжения. Гораздо устойчивее к глубоким разрядам АКБ с традиционными сурьмянистыми сплавами.
Проверять уровень электролита и доливать дистиллированную воду в каждую банку, надо не реже 1 раза в год. Об этом нельзя забывать, уровень электролита не должен опуститься ниже указанной границы – иначе произойдёт ускоренная деградация пластин АКБ.

2. Тяговые панцирные глубокого разряда (АКБ Микроарт). Цена общей ёмкости 210 Ач*48 В (составленной из 24 шт. 210 Ач*2 В соединённых последовательно) около 72000 руб. Срок службы в автономии около 10 лет, или до 1500 циклов заряд/разряд на 80%.

Можно выбрать ёмкость и на меньшее напряжение – 400 Ач*24 В. Её цена (составленной из 12 шт. 400 Ач*2 В соединённых последовательно) около 65000 руб.
При необходимости радикального снижения требований к вентиляции помещения и проверке уровня электролита - на эти АКБ можно установить специальные пробки-катализаторы для рекуперации водорода (проверять уровень электролита и, при необходимости, доливать дистиллированную воду, можно не раз год, а раз в 6 лет). С такими пробками, эти АКБ практически приближаются по необслуживаемости к герметизированным АКБ, и, при этом, обладают всеми преимуществами обслуживаемых.

3. Литий-железо фосфатные (LiFePO4) аккумуляторы относятся к герметизированным и, тем не менее, были бы идеальны для автономного электроснабжения, если бы не их цена.
Цена общей ёмкости 160 Ач*48 В, включая BMS нашей разработки (необходимый корректор заряда для таких АКБ), составленной из 15 шт. 160 Ач*3,2 В соединённых последовательно, будет около 220000 руб. Срок службы в автономии около 25 лет, или до 3000 циклов заряд/разряд на 80%.
Это не свинцовые АКБ, поэтому они относительно лёгкие и малогабаритные. За счёт их устойчивости к глубоким разрядам, общую ёмкость можно установить меньше раза в 2 по сравнению со свинцовыми АКБ (и соответственно, настроить инвертор так, чтобы он их разряжал примерно на 80%). Т.е. при построении вышеописанной системы, можно использовать ёмкость литий-железо фосфатных АКБ 100 Ач* 48 В, или 160 – 260 Ач* 24 В, что гораздо доступней.

Особенностью литий-железо фосфатных АКБ, кроме самого высокого КПД (97%), является возможность очень быстрого набора заряда (в норме - около 2 часов, что в 6 раз быстрее полного заряда других типов АКБ), и самое главное, нечувствительность к недозарядам, к глубоким разрядам и оставлению на длительное время в состоянии разряда, что рано или поздно бывает при полностью автономном проживании. Особенно, если система не умеет оповещать хозяина с помощью СМС сообщений.
Поэтому, в случае использования литий-железо фосфатных АКБ, ставить солнечные панели разнонаправлено не обязательно.
Более подробно об особенностях конструкции разных АКБ и особенностях эксплуатации их в разных условиях написано . И конечно стоит напомнить, что для полной автономии необходим генератор (лучше инверторный, можно с автоматикой САП), а так же желателен, если позволяют условия, ветрогенератор .

5. Поговорим о жизни при наличии промышленной электросети и, при этом, «под сенью солнечных панелей»… Что же выбрать, или почему – то, что «немцу» хорошо, - «русскому» смерть?

По традиции, начнём с сообщения на одном из форумов:

Я лично, совсем недавно, пришел к выводу, что лучше (перспективнее) взять сетевой инвертор (СИ), вместо MPPT контроллеров. По паспорту СИ КПД преобразования =97% и сразу энергия = 220 в дом, на потребление. А в случае с МPPT идет преобразование в контроллере, затем в батареи идет, затем в гибридном (батарейном инверторе теряется на преобразование) - потери больше. Еще один фактор - мысли на будущее: вдруг когда нибудь в России разрешат отдавать (продавать) в сеть электричество, не надо будет ничего докупать.
Кстати говоря, сетевой инвертор SolarLake 8500TL-PM может перераспределять энергию от СБ между фазами?
Также в системе будут 3 единицы Кстендера XTM 4048, по каждому на фазу. И очень важный для меня вопрос и задача, чтобы ни один киловат не уходил в сеть, не проскакивал через счетчик в обратную сторону.
…Предлагается еще один резервный вариант, дополнительно поставить MPPT контроллер с небольшим массовом СП, на случай, если АБ разрядятся. выработка СИ прекратится, а тут MPPT контроллер будет независимо заряжать АБ. Тоже хорошая мысль.

Не всем, вероятно, понятно, о чём речь в сообщении, поэтому чуть позже дадим пояснения. Но сначала отметим - человек во многом сильно заблуждается, и заблуждения сии стоят больших дополнительных денег. Причём разница в данном случае может составить около полумиллиона рублей – такова цена ошибки, переубеждать в которой богатого клиента продавцы импортной техники отнюдь не торопятся. Для более скромных покупателей изменится только порядок потерянной суммы, но суть от этого не поменяется.
Итак, сетевой инвертор (СИ) - это электронное устройство, которое представляет собой одновременно и инвертор и солнечный контроллер с технологией МРРТ. Но у сетевого инвертора совсем другая идеология, которая имеет свои истоки от других условий стран Евро-зоны, США и др. Вспомните поговорку – «То, что русскому хорошо, - немцу смерть!», ну и наоборот. И мы сейчас это докажем.
Идеология сетевого инвертора – энергию, полученную от солнечных панелей (соединённых на ВЫСОКОЕ напряжение, обычно диапазон 300 – 800 В), сразу преобразовать в переменное ВЫСОКОЕ напряжение 220 В и сразу подавать её в промышленную сеть, синхронизируясь с ней. Так как, напряжение на входе и на выходе высокое, можно обойтись без трансформаторов, что должно удешевлять сетевые инвертора (хотя они почему-то продаются не дёшево).
Если нагрузка в доме большая и солнечной энергии поступает немного, то она вся уходит на домашнее потребление. А если нагрузки почти нет, и Солнце жарит во всю – тогда эта энергия закачивается в промышленную энергосеть. Т.е. счётчик «крутится в обратную сторону, сматывая показания». И аккумуляторы как бы не нужны, – вместо них огромная электросеть. В неё можно качать и качать электроэнергию, выкручивая счётчик в большой минус, а потом, гораздо позже, в зимний период, возвращать себе обратно то, что так щедро отдавали летними деньками! Да и с тёмными летними ночами проблем нет – промышленная электросеть это гигантский аккумулятор, вечный и не имеющий потерь.
Но, к великому нашему сожалению, пока в России есть два фактора, которые сводят на нет всю эту идиллию :

1. У нас не разрешено частным лицам что-либо закачивать в сеть. На запреты можно было бы не обращать внимания – «пусть сначала поймают»! Только вот счётчиков таких (которые позволяют вычитать обратную энергию) больше практически нет. А есть те счётчики, которые вашу солнечную энергию с удовольствием примут, только вот показания не вычтут, а приплюсуют! Т.е. потребитель заплатит дважды – сначала за полученную энергию, а потом ещё и за отданную, за подаренную государству энергию, он заплатит как за потреблённую!

2. Если в Европе электричество практически не отключают, и там зачастую можно не иметь резервную систему на аккумуляторах, то в наших краях такие отключения и аварии не редкость. Поэтому АКБ жизненно необходимы не только для автономии, но и для резерва.
Может вы наивно полагаете, что сетевой инвертор (а он не работает с АКБ), в случае отключения промышленного 220 В будет выдавать свои 220, хотя бы пока светит Солнце? Нет! Ничего он не будет выдавать.
Его конструкция сделана так, что промышленное 220 В для него является опорным и ведущим. И, кроме того, по требованиям безопасности – когда ничего не подозревающий электрик отключит подачу сетевого 220 и, допустим, приступит к ремонту сети голыми руками, - чтобы его не убило, сетевой инвертор не должен при этом продолжать генерировать 220 В.
Таким образом, если электричество отключат, а будет установлен только сетевой инвертор с солнечными панелями, то вы останетесь без электричества! Огромные деньги затрачены, а автономного электроснабжения нет!
Надеемся теперь мы доказали справедливость, переиначенной поговорки – то, что «немцу» хорошо, - «русскому» смерть!?
И так будет, пока законы не изменят, пока электричество не перестанут отключать…
Что же предлагается вкупе с рекламирующимися в России сетевыми инверторами?
Ну, во-первых, лучшие мировые бренды выпустили так называемые гибридные инверторы, которые могут работать с аккумуляторами как обычно, а так же научились заряжать свои АКБ, если к выходу такого инвертора подключён сетевой инвертор (это умеет и МАП HYBRID и МАП DOMINATOR).

Т.е. получается странная конструкция, где вместо солнечного контроллера МРРТ, который заряжает АКБ, ставится сетевой инвертор со встроенным контроллером MPPT. Но ставится он не на АКБ, а на выход 220 В гибридного инвертора. Сетевой инвертор тогда сможет работать и при отключении в сети 220 В, ведь 220 В продолжит генерировать вместо сети гибридный инвертор от АКБ, а сетевой инвертор будет по прежнему думать, что это сетевое 220 В.
У солнечного контроллера MPPT и сетевого инвертора, КПД одинаков – 98%, но сетевой инвертор сразу подаёт энергию в сеть, в случае же солнечного контроллера с АКБ, есть ещё звено преобразования – гибридный инвертор, у которого КПД 96%.
Т.е. в последнем случае, общий КПД получается 0,98*0,96 = 0,94%
Обращаем внимание - систему можно настроить так, чтобы АКБ в процессе закачки солнечной энергии от солнечного контроллера не участвовали, т.е. энергия пойдёт транзитом, поэтому КПД аккумуляторов тут не причём. Например, наш солнечный контроллер ЭКО Энергия МРРТ 100 А 200 В, при подключении к системе на 48 В даёт до 5 кВт (и у него есть датчики токов, он может мгновенно выдать столько, сколько потребует инвертор, даже если АКБ заряжены, т. е. он не позволит им просесть ни на йоту).
Но является ли немного более низкое КПД (на 4%) аргументом за сетевой инвертор вместо солнечного контроллера? Нет, не является. Потому что цена сетевого инвертора в разы больше аналогичного по мощности солнечного контроллера. А эту потерю на КПД при желании можно легко перекрыть установкой лишней солнечной панели, что будет намного дешевле. Тут ещё необходимо пояснить, чем отличается гибридный аккумуляторный инвертор (а таковые сегодня выпускают только несколько именитых зарубежных компаний и мы, МикроАРТ) от обычного аккумуляторного инвертора.
Гибридный инвертор умеет синхронизироваться с промышленной сетью и подкачивать туда энергию от АКБ, причём как с солнечным контроллером, так и без оного (от энергии аккумуляторов). Т.е. он умеет делать то же, что и сетевой инвертор и даже больше – например, «умощнять» сеть при перегрузках. Т.е. он может приплюсовать к выделенной мощности сети мощность от АКБ и/или от солнечного контроллера.
Гибрид накладывает свой синус на синус сети с чуть большей амплитудой и может перехватывать на себя всю нагрузку или часть нагрузки. Если в меню установлена разрешение подкачки пока напряжение на 1 АКБ будет выше 12,7 В (что соответствует 100% заряда), то при отсутствии внешнего поступления энергии (например от Солнца), подкачка прекратится, и будет тогда далее всё питаться на 100% от сети. Появится Солнце - снова продолжится подкачка, настолько, насколько позволит эта энергия Солнца, или насколько израсходуют потребители. Но можно и разрешить некоторый разряд АКБ – это позволит подкачивать накопленное и вечером, правда ресурс АКБ тогда будет сокращаться.
Отдача во внешнюю сеть у гибридных инверторов по умолчанию запрещена, но её можно и включить.
Очень важно, что в настройках гибридных инверторов есть выбор - ограничиться ли подкачкой только в домашнюю сеть, или же разрешить ещё и подкачку во внешнюю сеть, как в сетевом инверторе. Таким образом, проблемы с отечественными сетями и счётчиками, у гибридных инверторов снимаются.
А как же быть с сетевыми инверторами? Пару лет назад была разработана приставка к сетевому инвертору, которая отслеживает направление тока и тоже не позволяет сетевому инвертору качать энергию во внешнюю сеть (по аналогии с гибридным инвертором), ограничиваясь лишь домашней сетью. Однако стоит такая приставка 20000 руб.
Так на что же «покупают» ушлые продавцы отечественных солнцелюбов, предлагая сетевые инвертора? Во-первых, на простоту - якобы купил солнечных панелей, купил сетевой инвертор, всё подключил и работает! Потом раздувают тему более высокого КПД, и недолговечных и дорогих АКБ, которые не надо покупать и ставить… Рассказывают про высокое напряжение и меньшие потери в проводах (тоже – не аргумент, - выше, мы писали, что у хороших солнечных МРРТ контроллеров, тоже должны быть высоковольтные входы).
Стали появляться и сетевые инверторы умеющие заряжать АКБ (разработано специально для России и отнюдь не именитыми фирмами). Они серьёзно проигрывают связке – гибридный инвертор + солнечный контроллер MPPT (здесь уже нет возможности расписывать и это).
Однако при внимательном рассмотрении «вооружённым взглядом»… Нет, мы пока ещё не «немцы», к сожалению… или к счастью!
Ну а теперь коротко разберём сообщение потенциального пользователя приведённое выше.
1. Он ошибся при сравнении КПД (т.к. КПД АКБ учитывать не надо). И он не понял, что эту небольшую разницу в КПД проще и дешевле компенсировать лишней солнечной панелью.
2. Если в России когда-нибудь разрешат отдавать энергию в промышленную сеть, то её сможет так же отдать туда и гибридный инвертор.
3. В трёхфазной системе трёхфазный сетевой инвертор SolarLake 8500TL-PM (мощность до 3 кВт на каждую фазу, цена под 125000 руб) не сможет перераспределять энергию по фазам – так он сделан. А три гибридных инвертора – смогут (кстати, цена МАП HYBRID 48 В 6 кВт 3 ф (его номинальная мощность 4 кВт) около 66000 руб за каждый).
Гибридными функциями обладает и наша новая модель инвертора, который можно соединять в трехфазные сети и в параллель для наращивания мощности – МАП DOMINATOR.
4. Без дополнительной приставки к сетевому инвертору, исключить подачу им энергию в промышленную сеть не получится, даже если СИ подключён к выходу гибридного инвертора.
5. Ставить ещё и дополнительный комплект системы с солнечным MPPT контроллером – верх неэкономичности.
Теперь посчитаем цену комплекта, о котором пишет богатый покупатель (пока без солнечных панелей и без АКБ, которые в его системе ставить всё равно необходимо).
Трёхфазный сетевой инвертор SolarLake 8500TL-PM - 125000 руб; приставка к сетевым инверторам – 20000 руб; три гибридных инвертора Кстендер XTM 4048 (кстати, номинальной мощностью всего по 4 кВт) – 540000 руб; один солнечный контроллер МРРТ – 30000 руб.
Итого, получаем общую стоимость 3-х фазной системы (с мощностью при пике солнца до 3 кВт на фазу, и мощностью всего 4 кВт на фазу при отключении промышленного электричества) - 715000 руб (и это без учёта СП и АКБ!).
Теперь сравним это с правильной системой на основе трёх гибридных инверторов и трёх солнечных контроллеров - МАП HYBRID 48 В 6 кВт 3 ф 198000 руб; три солнечных контроллера КЭС DOMINATOR (мощность до 5 кВт) – 90000 руб; дополнительная солнечная панель 200 Вт (для компенсации меньшего КПД) – 10000 руб.
Всего 300000 руб против 715000 руб. И при этом имеем распределение солнечной энергии по фазам в зависимости от потребности. А если выбрать МАП HYBRID 48 В 9 кВт 3Ф (с номиналом 6 кВт), то общая стоимость системы увеличилась бы совсем немного, до 325000 руб. Но номинальная отдача от солнца и при автономии увеличилась бы до 5 – 6 кВт на каждую фазу соответственно. Как говорится – почувствуйте разницу! «Богатые тоже плачут…»
Ну и напоследок остановимся на вопросе – а имеет ли вообще смысл завозить сетевые инверторы в Россию пока у нас такие несовершенные законы и такие ненадёжные электросети?

Сетевые инверторы в России правильно использовать если:

1. Можно будет, как за рубежом, отдавать энергию в сеть (т.е. тогда, когда это официально разрешат и появятся соответствующие счётчики, или если человек сам готов мудрить со старыми счётчиками «с колёсиками» - они вообще-то уже запрещены для установки…). Впрочем, в этом случае, можно поставить и гибридный инвертор.

2. Если речь идёт о мощной (мегаватты) солнечной электростанции, которая опять же отдаёт электроэнергию в сеть. Это разрешено только организациям, с соблюдением требований, и для больших мощностей солнечных панелей. Правда, покупать солнечное электричество наши энергосети будут по оптовой цене.
3. Если речь идёт о предприятии, которое потребляет энергию днём (тогда не обязательно и во внешнюю сеть её отдавать). Причем, мощность установленных сетевых инверторов с солнечными панелями должна быть заведомо ниже мощности потребления предприятия.
На наш взгляд для России пока это всё…
Во всех остальных случаях ставьте или обычный или гибридный инвертор с аккумуляторами. И это правильное решение.

Но в будущем… В будущем всё изменится. Как после первых монстроидальных компьютеров появились и персональные, так и в будущем, помимо крупных солнечных, гидро- и др. электростанций, у большинства людей будут и персональные «зелёные» солнечные электростанции. На каждом строении будут красоваться солнечные панели. И выработки их энергии будет хватать и для электроприборов, и для отопления, и даже для автомобилей (последние могут быть не обязательно электрическими, а, к примеру, водородными, только водород тот будет получаться электролизом воды). И тогда наша планета не задохнётся от углекислых газов, и не зачахнет от истощения природных ресурсов, и не отравится от загрязнения окружающей среды… Это будет светлое будущее!

Постоянный рост тарифов на услуги поставщиков электроэнергии ведет к неоправданному увеличению расходов на содержание частного жилья. Автономное электроснабжение дома, организованное одним из многочисленных, существующих на данный момент способов, поможет эффективно решить эту проблему и обрести независимость от централизованных энергосетей

Требования к автономным системам электроснабжения

Чтобы автономное электроснабжение частного коттеджа оправдало вложенные в его организацию средства, надежно функционировало в течение длительного периода времени с обеспечением должного уровня безопасности, необходимо, чтобы оно соответствовало целому ряду требований:

1. Неукоснительное соответствие эксплуатируемого оборудования нормам пожарной и электробезопасности
2. Невысокий уровень шумов или наличие соответствующей звукоизоляции
3. Возможность работы энергосистемы без вмешательства человека в течение длительного периода времени
4. Экономичность за счет низкого потребления энергоносителей
5. Ремонтопригодность и несложное эксплуатационное обслуживание
6. Надежная работа независимо от времен года и погодных условий
7. Экологическая безопасность устанавливаемого оборудования

Но главным требованием является бесперебойность и устойчивость электропитания всех энергопотребителей и электрооборудования, составляющего систему жизнеобеспечения вашего жилища.

Монтажу независимой системы должен предшествовать этап создания проекта электрики с предварительными расчетами всех необходимых параметров.

Более подробно о требуемых характеристиках можно прочесть в ПУЭ, а так же других действующих нормативах, регламентирующих данную область деятельности.

Плюсы и минусы автономного электроснабжения

Современные достижения науки и техники позволяют применять в автономных схемах электроснабжения самые разнообразные энергоресурсы и способы преобразования энергии. Все они имеют, как свои преимущества, так и недостатки.

Плюсы независимых энергосистем

• Возможность организации полноценного энергоснабжения коттеджа в удаленных и малонаселенных пунктах с отсутствием доступа к централизованной подаче электроэнергии
• Отсутствие необходимости платить за услуги поставки электричества и соблюдать социальные нормы потребления энергии
• Независимость качества и бесперебойности электрики от внешних факторов и энергопоставляющих компаний
• Отсутствие риска выхода из строя бытового электрооборудования из-за внезапных скачков напряжения (при правильных предварительных расчетах и соблюдении эксплуатационных норм для используемых систем)
• Возможность получения дополнительного дохода от продажи излишков электроэнергии государственным структурам в рамках одной из действующих экспериментальных программ

Минусы:

• Оборудование независимых систем электропитания является дорогостоящим
• Независимое энергоснабжение имеет длительный срок самоокупаемости
• Все расходы на ремонт и обслуживание ложатся на плечи домовладельца
• Необходимость самостоятельного регулярного ухода и обслуживания установленного оборудования

Виды и выбор источников энергии

Проблема выбора того или иного вида независимого электроснабжения для загородного коттеджа сводится к поиску доступного и недорогого источника энергии. К таковым относятся топливные электрогенераторы, работающие на бензине, солярке, других нефтепроизводных и природном газе.

Наиболее дешевым топливом считается природный газ. Но, чтобы такая энергосистема работала бесперебойно, необходимо наличие газификации.

Генераторы, использующие дизельное топливо, бензин и пр., потребуют наличия специальной емкости для хранения горючих жидкостей с необходимостью регулярного пополнения их запасов.

Среди автономных систем, преобразующих общедоступные природные виды бесплатной энергии, наибольшее распространение сегодня получили:

• Полупроводниковые панели, преобразующие солнечную энергию в электрическую - солнечные батареи
• Ветровые генераторы, вращаемые энергией ветра
• Небольшие гидроэлектростанции

Выбирая тот или иной вид электроснабжения для своего коттеджа, необходимо учесть все его технические характеристики, плюсы и минусы, имеющиеся потребности в электроэнергии, а также экономическую составляющую вопроса.

Готовые решения - какие бывают?

В настоящее время промышленность предлагает множество вариантов по организации независимого электроснабжения частных домов. В зависимости от поставленных целей, а так же имеющегося бюджета, Вы можете выбрать для себя одно из них. А предоставленная ниже информация поможет сориентироваться в достоинствах и недостатках каждого из вариантов и определиться с выбором.

Генераторы, работающие на жидком горючем

Это наиболее распространенные виды электрогенерирующих установок. Они позволяют быстро организовать независимое снабжение электричества Вашего коттеджа и участка, обладают для этого достаточной мощностью и надежностью.

Главным преимуществом жидкотопливных генераторов является их независимость от внешних погодных и других условий. Однако, из-за дороговизны дизельного топлива, бензина и других нефтепроизводных, данные системы получили распространение только в качестве резервных, используемых при отключении централизованной подачи электроэнергии. Мало кто может себе позволить сжигать от 0,25 до 1 литра топлива в час круглосуточно и ежедневно. Да и требующееся регулярное техническое обслуживание подобных агрегатов обходится недешево.

Еще один недостаток жидкотопливных энергетических установок - это высокий уровень шумов и повышенные требования безопасности. По этим причинам под дизельный или бензиновый генератор приходится оборудовать отдельное помещение, включая установку отдельной емкости для хранения запасов топлива.

Газовые электрогенераторы

Еще один вариант, с помощью которого можно реализовать автономное электроснабжение загородного дома - готовые решения с использованием оборудования, работающего на природном газе. Данные установки считаются экономически более выгодными в сравнении с жидкотопливными генераторами.

Однако их монтаж требует большого количества разрешительной документации, а так же профессиональных монтажных работ, выполняемых специалистами газовой компании. Также, при выборе данного варианта необходимо заказать проекта установки и последующего его согласование со всеми заинтересованными инстанциями.

Солнечные батареи состоят из множества полупроводниковых элементов, в которых происходит преобразование световой энергии солнца в электричество.

Солнечная домашняя электростанция не требует никакого дополнительного топлива. А расходной частью при ее обустройстве является лишь стоимость закупаемого оборудования (солнечные панели, аккумуляторные батареи, инверторы, контроллеры, прочая аппаратура и материалы).

Эксплуатационное обслуживание солнечных батарей заключается в их правильной ориентации относительно солнца, а так же в регулярном протирании панелей от пыли, грязи, посторонних предметов, включая уборку снега в зимний период. Впрочем, установка панелей под определенным углом (около 70° относительно поверхности), препятствует скоплению на них снежных масс.

Возможность круглосуточного использования солнечной энергии обеспечивают накапливающие ее в течение дня аккумуляторы. При этом солнечная электростанция абсолютно бесшумна и экологически безвредна.

Заявленная производителем мощность солнечных батарей сохраняется в течение первых 20-25 лет эксплуатации. Затем уровень вырабатываемой электроэнергии снижается примерно на 20% и сохраняется в течение следующих 20 лет.

Облачность и другие погодные условия незначительно снижают производительность такого энергогенерирующего комплекса. Серьезно повлиять на эффективность солнечных панелей может только искусственная затененность и неправильное расположение их относительно солнца. Как правило, батареи должны «смотреть» на юг своей лицевой частью, где и расположены полупроводниковые элементы.

При размещении солнечных батарей на крыше коттеджа стоит позаботиться о дополнительном креплении кровли. Панели имеют немалый вес, что может пагубно сказаться на прочности не усиленных несущих конструкций.

Мощность солнечной электростанции можно наращивать в широких пределах, добавляя дополнительные панели и аккумуляторные банки, в зависимости от имеющихся энергетических потребностей.

Ветровые генераторы

Еще один источник альтернативной энергии - ветрогенератор. Он позволяет организовать экологически чистое автономное электроснабжение частного коттеджа за счет бесплатной энергии ветра.

Технически устройство представляет собой турбину, вращаемую атмосферными воздушными потоками. Ветряки располагают обычно на крышах зданий, а так же на стойках, мачтах и башнях высотой более 3 м.

В подобных генераторах происходит преобразование кинетической энергии вихревых воздушных потоков в механическую энергию вращающегося ротора, который и вырабатывает электричество для бытовых целей.

Чтобы определить целесообразность монтажа ветровой установки и ее будущую эффективность, необходимо тщательно изучить статистические данные метеослужб о силе и направлении ветров в районе проживания. Это надо сделать хотя бы за последние пару десятков лет. Подобную информацию можно почерпнуть в интернете, на сайтах погодной тематики.

Оптимальным условием для полноценной работы ветрового электрогенератора считается наличие постоянных ветров со скоростью 14 км/ч и более. Иначе, дорогостоящий агрегат просто не будет справляться со своими функциями, и вырабатывать достаточно электроэнергии для нужд вашего жилища.

К дополнительным достоинствам ветровых электрогенераторов можно отнести высокую надежность, отсутствие вредных выбросов и отходов, загрязняющих атмосферу и окружающую среду.

Бытовые гидроэлектростанции

Использование бесплатной энергии воды в целях вырабатывания электрической энергии требует наличия вблизи коттеджа естественного водоема. Системы переработки гидроэнергии в электрическую обладают высоким КПД, отличными показателями безопасности и экологичности.

Современные гидравлические турбогенераторы имеют высокую степень автоматизации и обеспечивают надлежащее качество вырабатываемой электроэнергии - стабильные показатели по частоте и напряжению.

Установка подобного агрегата в личных целях требует наличия проекта, согласованного с ведомством, управляющим водными ресурсами данной местности, а также иной разрешительной документации.

Как сделать автономную электростанцию своими руками

Полноценную систему независимого электроснабжения коттеджа можно сегодня собрать самостоятельно. Для этого необходимо обладать определенным опытом, техническими навыками, а так же знаниями о составе и принципе действия независимых энергетических комплексов.

В состав любой альтернативной схемы снабжения коттеджа электроэнергией входят следующие компоненты:

1. Исходный источник электрической энергии - топливный генератор или один из альтернативных источников, описанных выше (солнечные батареи, ветровая или гидравлическая турбина)
2. Блок заряда аккумуляторов, преобразующий параметры электроэнергии от первичного источника для передачи и накопления ее в аккумуляторных батареях
3. Накапливающие электроэнергию аккумуляторные батареи
4. Инверторное устройство, преобразующее напряжение аккумуляторов до необходимых параметров бытовой электросети (220 В, 50 Гц)
5. Кабели и провода электропроводки, выключатели, автоматы, розетки, распределительные щитки и т.д.

Подобрать и приобрести необходимые составляющие не составит труда. Все упирается лишь в финансовые возможности и существующие потребности в электроэнергии.

Эффективность будущей энергосистемы будет зависеть от правильности первоначальных расчетов, качества подобранного электрооборудования и ваших умелых действия как монтажника.

Поскольку стоимость большей части необходимых устройств довольно велика, если Вы не уверены в своих навыках и умениях, лучше обратиться за советом и помощью в монтаже к профессионалам. Только так Вы получите гарантию эффективности и окупаемости своей независимой системы энергоснабжения.

Играет очень большую роль. От него напрямую зависит работа практически всех коммуникаций. Особенно это важно, если в доме имеется насосная система подачи воды или нет . Всё основывается на электричестве, и большинство людей для загородных домов выбирают центральную подачу электричества, но некоторые делают ставки на автономное электроснабжение дома.

Для обеспечения электричеством загородного дома может служить несколько источников:

• центральная электрическая сеть;
• топливные электростанции;
• возобновляемые источники.

Центральное обеспечение электричеством довольно дорогое удовольствие и не всегда применяется в загородных домах.

Совет. Перед тем, как заключать договор с центральной станцией электрообеспечения, предварительно стоит оценить свои затраты электроэнергии. Возможно, выгоднее осуществлять автономное обеспечение электрической энергией.

Топливные электростанции

Топливные электростанции считаются автономным обеспечением электричества, так как работают на основе топлива. Они имеют один большой недостаток, который основывается на том, что топливные генераторы не могут обеспечивать круглосуточное бесперебойное обеспечение электричеством всего дома. Также генератор во время своей работы издаёт довольно неприятные звуки. Покупка такого источника электричества обойдётся в копеечку – станет постоянной необходимость приобретать топливо. Но если всё-таки есть возможность приобрести его, то лучше всего остановить свой выбор на более известных фирмах производителей.

Совет. Топливный генератор можно использовать в доме, предназначенном для временного проживания, и подача электричества производится выборочным путём.

Схема работы топливной электростанции для частного дома

Генераторы могут подавать электрический ток, независимо от погодных условий и состояния центральных электрических сетей. Такой метод обеспечения электричеством дачного домика считается экономически выгодным, так как на генератор работает не постоянно. Но есть такой тип генераторов, которые способны вырабатывать электроэнергию постоянно, они требуют значительных финансовых затрат.

Возобновляемые источники подачи электричества

Такими источниками вырабатывания электрического тока могут быть ветер или солнце. Природные источники энергии считаются экологически чистыми и с каждым годом набирают всё большую популярность. Практически каждый фермер стремится отказаться от центрального электроснабжения и обезопасить себя от ненужных расходов на оплату электричества, и сделать это можно с помощью .

Возобновляемые источники электрической энергии не требуют топлива и лишних затрат, так как их стоимость зависит от ценовой политики такой системы электрообеспечения, экологически чистые источники энергии считаются экономически выгодными.

Солнечные батареи, расположенные на крыше дома

Выбор электрообеспечения

При постройке дома собственнику приходится решать большое количество вопросов, связанных с коммуникациями. Первым делом встаёт вопрос об обеспечении дома или дачи электричеством.

Очень часто с помощью электричества работает и даже . Именно по этой причине загородный дом требует постоянной подачи электричества. Чему именно отдать предпочтение решать может каждый самостоятельно. Но в большинстве случаев предпочтение отдают автономному электроснабжению.

Система автономного электроснабжения дома

Такие системы представляют собой совокупность источников преобразования электроэнергии, которые могут существовать отдельно от центрального электрообеспечения. Они в состояние обеспечивать электричеством не слишком большой объект. Для них как раз подойдёт .

Читайте также

Варианты комбинированного отопления для частного дома

Совет. Если площадь дачного или загородного дома довольно большая, то будет уместно использовать не один, а несколько таких систем для обеспечения электричеством дома.

Система автономного электрического тока включает в себя:

• непосредственный источник электрической энергии;
• систему преобразования энергии;
• автоматический пуск;
• аккумуляторные батареи;
• блок коммутации;
• стабилизатор напряжения;
• подвод внешней электрической энергии.

Схема подключения такого электроснабжения небольшого дачного дома

Как правило, на сегодняшний день отключение электрической энергии происходит только в аварийных ситуациях. К сожалению, на дачных участках бесперебойной подачи электричества нет, и очень часто энергия поступает до определённого времени. Решением такой проблемы стали системы автономного электрического обеспечения. Современные системы продуманы до мелочей. Они могут обеспечивать электричеством огромные здания и даже стадионы, и дают возможность бесперебойно работать любому жилому помещению.

Топливные генераторы

топливные генераторы имеют два вида обеспечения: бензин и дизель.

Для маленького дачного домика, который будет обеспечиваться электричеством непостоянно, будет рационально использовать электрический генератор, который работает на бензине. Его мощность относительно небольшая. Он имеет свои преимущества:

• низкий уровень шума при работе;
• доступная цена;
• компактность;
• практичность.

Как правило, такие модели генераторов оснащены автозапуском и электростартером. Они могут автоматически запускаться при отключении основного питания и помогают предотвратить некоторые нежелательные последствия, которые связаны с потерей электричества.

Если перебои в подаче электрической энергии очень частые, то в таком случае будет лучше использовать генератор, который работает на дизеле. Он поможет обеспечить электричеством жилой дом на довольно длительный промежуток времени. Зачастую он способен достигать и нескольких дней. Такой генератор остаётся выбором большинства людей.

Схема устройства топливного генератора

Дизельные генераторы стоят в разы дороже генераторов, которые работают на бензине. Но, не смотря на это, такой вид автономного электроснабжения считается экономичным. Всё это происходит по причине низкой стоимости самого топлива и экономичном расходе его при работе генератора.

Совет. Если площадь дома велика, то лучше всего использовать дизельные генераторы, которые вырабатывают электрическую энергию в несколько раз дольше и больше, чем бензиновые.

Не стоит забывать и о безопасности дизельных генераторов. Дизель в обычных условиях не имеет тенденцию к возгоранию и горению. Но здесь необходимо учесть качество самого топлива, которое должно соответствовать всем ГОСТам и европейским стандартам. Перед применением топлива нужно провести ряд работ. Надо очистить дизель при помощи специальных фильтров - влагоотделителей.

Выбор генератора

Осуществлять выбор такого автономного электрического обеспечения, нужно исходя из требуемой мощности. Для этого необходимо определится с приборами, которые будут использоваться в доме и определить их характеристики. Большое значение имеет применение в доме насосов, разнообразных моек, сварочных аппаратов и много другого. Расчёт необходимой мощности немного усложняется.

Совет. Если в доме будет использоваться большое количество электрических приборов, то лучше остановить свой выбор на мощном генераторе, который обеспечит бесперебойную работу всех приборов.

Для того чтобы обеспечить правильное обеспечение электрической энергией загородного дома, изначально стоит сделать правильную разводку электропроводов и рационально распределить напряжение в сети.

Дизель-генератор высокой мощности

Такие генераторы способны удовлетворять потребности довольно большого жилого дома. Иногда их используют для обеспечения электрической энергии целого посёлка или промышленного предприятия. Такой вид генератора считается очень серьёзным аппаратом, который в полной степени может заменить центральное электроснабжение. Самым главным в любом генераторе будет его двигатель, который может быть бензиновый или дизельный.

Нет электричества – нет тепла в доме и многих других удобств. Вопросы, как, а главное, с помощью чего сделать автономное электроснабжение дома, являются насущными для многих людей, проживающих вдали от больших городов. В таких местах перебои с подачей электроэнергии – дело привычное, хотя и неприятное. Да и в черте города они еще пока не являются из рук вон выходящим событием. В этой статье вместе с сайтом сайт мы подробно рассмотрим вопрос автономного или резервного электроснабжения. Мы разберем два наиболее приемлемых варианта, а вы уже делайте выводы, какой из них больше подойдет для ваших условий проживания.

Какие существуют источники электроснабжения

Автономное электроснабжение дома: выбор альтернативного источника

Вся проблема автономного электроснабжения дома упирается в источники альтернативного электроснабжения, которых на сегодняшний день не так уж и много. Их можно сосчитать на пальцах – это дизельный, бензиновый или ветряной , солнечные батареи и аккумуляторы. Все эти источники обладают как преимуществами, так и недостатками, с которыми необходимо разобраться в первую очередь.

1. Генераторы. Это самый простой и, можно сказать, дешевый способ обеспечить свой дом электроэнергией. Работа устройства основана на принципе сжигания топлива, поэтому если речь идет о такой системе бесперебойной подачи электроэнергии, то она подразумевает создание немалой базы для хранения топлива. Как минимум, в запасе должно находиться литров 200 ДТ, бензина или других горючих материалов. В этом отношении выгодно отличаются газовые электрогенераторы – если к строению подведен газопровод, то проблема с источником топлива решается автоматически. Также отличным решением для обеспечения дома бесперебойной подачей энергии является ветрогенератор, но у него имеется один большой недостаток – как правило, подобные установки имеют немалые размеры, и к тому же для их работы необходим целый комплекс дополнительного оборудования. Но об этом чуть позже, а пока рассмотрим другие источники резервного электроснабжения для дома.

   

   Как обеспечить дом электроэнергией: генераторы

2. Солнечные элементы. В принципе, если подойти к вопросу, как сделать автономное электроснабжение дома, глобально, то с помощью так называемых можно не только обеспечить энергией весь дом со всеми его коммуникациями, но еще и продавать электричество на сторону. Кстати, в западных странах такой подход является довольно распространенным явлением – излишки энергии продаются энергетическим компаниям, а их контроль осуществляется посредством специальных счетчиков. Нам до этого еще далеко. Если говорить о недостатках систем солнечного электроснабжения, то здесь можно выделить габариты (чтобы обеспечить дом электричеством, понадобится накрыть батареями всю крышу дома) и, как в случае с ветряным генератором, массу дополнительного оборудования, которое отвечает за накопление и преобразование небольших токов в необходимое для наших нужд напряжение. Как правило, для этого оборудования отводится специальное помещение площадью около 6кв.м.

   

   Автономное электроснабжение дома: солнечные батареи

3. Аккумуляторные батареи. Только с их помощью полноценное электроснабжение дома не организуешь. Их можно использовать либо в качестве аварийного электроснабжения (временный вариант, призванный обеспечивать энергией дом в течение короткого времени), либо в качестве дополнения к альтернативным источникам электроэнергии (солнечным батареям, ветрогенераторам). Здесь идея простая – пока в сети присутствует электричество, батареи заряжаются, как только оно пропадает, аккумуляторы начинают отдавать энергию в дом через так называемый инвертер, в задачи которого входит повышение напряжения, например, с 12V до пригодных нам 220V.

   

   Бесперебойное электроснабжение: аккумуляторные батареи

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

Топливные генераторы: как работают системы с их участием

Основная задача дизельного, бензинового или газового в работе системы бесперебойного электроснабжения – вовремя включаться в работу и обеспечивать оборудование дома электроэнергией. Также не менее важной задачей этого источника электроэнергии является своевременное его отключение. Как, по-вашему, что произойдет, если столкнутся два встречных потока заряженных электронов? Как минимум выход из строя некоторых приборов, а как максимум пожар со всеми вытекающими последствиями.

Исходя из этого разработана схема и алгоритм включения топливных генераторов в работу. Когда в электрической сети присутствует напряжение, они спят тихим и спокойным сном, но как только оно пропадает, специальное реле замыкает цепь между аккумулятором и генератором, в результате чего он просыпается и начинает вырабатывать электроэнергию. Практически то же самое, только с точностью до наоборот, происходит и при подаче электричества из центральной сети – контактор размыкает цепь генератора, в результате чего он глохнет и снова засыпает.

Автономное электроснабжение: топливный генератор

По такому принципу работает резервное электроснабжение с участием топливных генераторов. Если же речь идет о постоянном электроснабжении, то здесь все еще проще – вместо одного генератора используется два. Второй является резервным и включается в работу только в том случае, когда первый ломается. Также существуют схемы поочередного включения генераторов – такой подход к делу позволяет не перегружать один агрегат. В результате увеличивается его срок службы.

Бестопливные генераторы: принцип работы системы

Автономная система электроснабжения с участием бестопливных генераторов энергии на сегодняшний день является самой сложной. На это оказывает влияние не только технологичность устройств, способных из «ничего» вырабатывать электричество, но и огромный комплекс вспомогательного оборудования, назначение которого заключается в накоплении и переработке электрической энергии в пригодный для наших бытовых приборов ток.

Схема подобных систем работает по достаточно простому принципу, несмотря на сложность используемого оборудования. Ее условно можно разделить на три основные части:

• сам источник электроэнергии, в качестве которого могут выступать и солнечные батареи, и ветрогенератор, и прочие другие маломощные источники тока;
• накопительная часть, состоящая из блока аккумуляторов;
• преобразующая система, в ее основу положен принцип работы инвертора, который и является той частью системы, которая преобразует низкое напряжение в высокое.

Все эти части являются неотъемлемыми составляющими системы автономного энергоснабжения и существовать друг без друга не могут.

Каким должно быть резервное электроснабжение

В заключение несколько слов о том, как сделать источник бесперебойного электропитания своими руками. Здесь все просто. Понадобятся три составляющие: несколько штук аккумуляторов, которые для увеличения емкости соединяются по параллельной схеме, зарядное устройство к ним и инвертор. Пока имеется в сети напряжение, аккумуляторы заряжаются от зарядного устройства, включенного в сеть, а как только энергия исчезает, они начинают выдавать электроэнергию в посредством инвертора.

О последних устройствах скажу больше – в магазинах их много, и рассчитаны они на потребителей с определенной мощностью. Можно купить инвертер с выходной мощностью на 300Вт, а можно и на 4кВт. От этой мощности зависит количество электроприборов, которые смогут питаться от такого источника. Следует понимать, что чем больше приборов вы хотите питать таким бесперебойником, то тем больше понадобится суммарная емкость аккумуляторов. Неправильно подобранная емкость приведет к быстрой разрядке батарей.

Источник бесперебойного электропитания фото

Вот, в принципе, и все способы, с помощью которых можно сделать автономное электроснабжение дома. Как видите, выбор невелик, но, тем не менее, он есть. Что же касается стоимости таких систем, то некоторым людям она может показаться запредельной, особенно если учитывать расходы на топливо. В этом отношении намного привлекательнее выглядят такие неиссякаемые и абсолютно бесплатные источники электрической энергии, как солнце или ветер – стоят такие системы намного дороже, но они с лихвой окупаются отсутствием затрат на топливо для генератора.