Автономные электростанции для загородного дома: виды, схемы и цена

Установка

Монтировать панели допускается практически как угодно – вертикально, горизонтально, под наклоном. Однако следует учитывать, что максимальную отдачу модули дают при падении солнечных лучей на рабочую поверхность перпендикулярно. При этом нужно обеспечить и максимальное время облучения.

Отсюда – некоторые рекомендации по установке:

• Ориентировать фотоприемники на юг.
• Располагать панели под углом, равным широте местности.
• Изменять (по возможности) угол наклона на 20% — увеличивать зимой и уменьшать летом.

Следует также позаботиться, чтобы в течение всего светового дня модули не подвергались затенению деревьями на участке или другими зданиями. В этом случае удастся обеспечить максимальную мощность генерации. Особенно критично это для монокристаллических батарей, отдача которых существенно снижается в рассеянном свете.

Какой источник автономного электроснабжения выбрать

Получить электроэнергию можно даже от печки. Однако, если учесть фактор затрат времени и сил, то всерьез можно рассматривать только те источники, которые могут работать сами по себе. По этой причине самыми популярными являются следующие способы обеспечения дома электричеством.

1. Генератор на жидком топливе

Например газовые генераторы доступны в самых разных вариантах, но использовать их в качестве постоянного источника электроэнергии в жилом доме не целесообразно. Причина заключается в:

1. дороговизне горючего;
2. шумности работы генератора;
3. наличие выхлопных газов;
4. необходимости выделения для генератора отдельного помещения или навеса.

Цены генераторов на жидком топливе начинаются от 30 тысяч рублей. Однако дешевизна полученной электроэнергии иллюзорная, поскольку должна быть умножена на стоимость топлива.

На фото газовый генератор HONDA HG 5500 (SE) мощностью 4.0кВт, цена 121 тысяч рублей

2. Солнечная электростанция

Солнечная электростанция не требует внимания и топлива. Единственное, что им нужно – это интенсивный свет, а поскольку это топливо природа поставляет не регулярно, то и мощные аккумуляторы. При наличии последних в условиях климата с большим количеством солнечных дней обеспечить дом электричеством вполне возможно.

Цены на комплект солнечной электростанции начинаются от 130 тысяч рублей. Окупаемость высокая, поскольку некоторые модели могут без проблем работать тридцать лет.

На фото «Солнечная дача» мощностью 1,6 кВт/400Ач/1000 Вт, цена 160 тысяч рублей за комплект

3. Ветрогенератор

Ветрогенераторы не менее популярны, чем солнечные батареи. Однако они еще более зависимы от капризов погоды, поэтому полагаться только на этот источник энергии можно не везде.

Самые простые ветрогенераторы стоят от 30 тысяч рублей. Их можно использовать для локальной выработки электроэнергии, но решить проблему полного энергоснабжения дома они не смогут. Более мощные ветряные генераторы для полноценного обеспечения жилища электричеством (от 3 кВт) обойдутся в 150 тысяч и выше.

Полноценный ветрогенератор мощностью 10 кВт стоит не менее 500 тысяч рублей. При среднем домашнем потреблении 250 кВт в месяц и цене 4 руб/кВт, такой ветряк будет окупаться более 40 лет

4. Мини гидроэлектростанция

Для мини ГЭС необходим водоток с небольшим перепадом высот для обеспечения эффекта падающей воды. В месте такого перепада устанавливается небольшая турбина, и электричество будет поступать в ваш дом постоянно, а главное – бесплатно. Под миниГЭС можно использовать естественный ручей или речку, а можно прорыть небольшой канал, проходящий через ваш участок. Однако такая ГЭС будет работать только в тёплое время года, потом придётся перейти на другие источники.

Если собирать гидроэлектрастанцию на 3-5 кВт из подручных материалов, то стоимость устройства не превысит 20 тысяч рублей

5. Альтернативные источники малой мощности

Сюда можно отнести электричество из земли и атмосферное электричество. Рассчитывать на полноценное элетроснабжение в обоих случаях не приходится, но для «дачных» нужд такие источник вполне пригодны.

Автономное электроснабжение домов с альтернативной системой питания

нетрадиционных технологий

Мировая промышленность смогла наладить выпуск разнообразных компактных, бытовых генераторов по ценам, доступным покупателям со средним доходом.

инженерной инфраструктурой

Система автономного электроснабжения дома (САЭ) — это гарантированная подача энергии необходимого качества и количества, вне зависимости от наличия и состояния внешних источников электроснабжения. В создании САЭ заинтересованы те, кто желает быть независимым от монополистов, не платить по их раздутым счетам и никогда не ущемлять себя в потреблении энергоресурсов.

Автономные системы электроснабжения частного дома

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

Собственное водоснабжение, канализация и система отопления дают полную независимость от местных коммунальных служб. Гораздо сложнее решается вопрос обеспечения электричеством, однако при правильном подходе с использованием альтернативных источников питания, эта проблема сравнительно легко преодолевается. Существует несколько вариантов автономного электроснабжения, каждый из которых является наиболее подходящим для конкретных условий эксплуатации, в том числе и солнечные системы электроснабжения. Все автономные системы имеют единый принцип работы, но отличаются первоначальными источниками электроэнергии. При их выборе учитываются различные факторы, в том числе и расходы на эксплуатацию. Например, бензиновые или дизельные генераторы постоянно требуют топливо. Другие же, условно относящиеся к так называемым вечным двигателям, не нуждаются в энергоносителях, а, наоборот, сами способны вырабатывать электричество за счет преобразования энергии солнца и ветра.

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

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

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

Виды электрогенераторов

В качестве бытовых источников электроэнергии наиболее распространены бензиновые генераторы. Их особенности следующие:

• большой выбор цен;
• небольшая мощность — 0,8-12 кВт;
• компактные мобильные и стационарные модели;
• бывает генератор 3-х фазный и однофазный;
• применяются преимущественно четырехтактные ДВС.

Выбирая вариант того, как подключить генератор к сети дома, схема охлаждения ДВС зависит от того, применяется агрегат постоянно или временно. Обычно устройства снабжаются воздушными радиаторами. Промышленные модели способны работать круглосуточно на жидкостном охлаждении. Они выпускаются преимущественно трехфазными. Габариты у них больше, но выше экономичность.

Подключение дизель-генератора к сети в доме применяется реже из-за большой цены. Но все же его применение целесообразно по причине большого ресурса.

Ветрогенераторы и зелёный тариф

Использование ветрогенераторовсвоё производство

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

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

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

К преимуществам ветрогенератора можно отнести следующие:

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

Но у ветрогенераторов есть и свои недостатки:

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

энергетический ветер

Технические характеристики ветрогенераторов для автономного электропитания дома

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

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

Разновидности источников электроэнергии

Автономное снабжение электричеством частного дома чаще всего обеспечивается:

• источниками бесперебойного питания (ИБП) в виде аккумуляторов;
• солнечными батареями;
• мини-электростанциями с ветряными, газовыми, дизельными и бензиновыми генераторами.

В нашей стране чаще всего используются генераторы, которые работают за счет тепловой энергии – газа, бензина и дизельного топлива.

Мини-электростанции или генераторы

Такие САЭ просты в использовании и относительно дешевы.

Преимущества генераторов:

1. Работать мини-электростанция может достаточно долго. Для этого требуется только наличие топлива.
2. Автозапуск генератора дает возможность использовать его в автономном режиме.
3. Мини-электростанция с мощностью от 5–6 кВт способна обеспечить электричеством все электроприборы дома.
4. Стоимость установки зависит от мощности генератора, качества исполнения и производителя.

К недостаткам такой установки относятся:

1. Необходимость в постоянном техническом обслуживании. Нужно будет регулярно проверять уровень масла и наличие топлива.
2. Генераторы являются достаточно шумными устройствами. Поэтому, если нет возможности установки их подальше от дома, то, даже при использовании глушителей, издаваемый ими шум делает применение установок не слишком комфортным.
3. Не все автономные мини-электростанции на выходе способны выдавать стабильное напряжение и чистую синусоиду.
4. Для генераторов требуется хорошая вентиляция и отдельно стоящее утепленное помещение.

Аккумуляторы или источники бесперебойного питания

Такие устройства заряжаются в то время, когда в сети есть электричество и во время перебоев с ним отдают электроэнергию.

• ИБП нет необходимости постоянно контролировать. Нужно будет только следить за состоянием батареи.
• Аккумуляторы не требуют отдельного помещения и много места.
• Источник бесперебойного питания – это полностью автономная система, которая моментально включается в случае отключения в доме электроэнергии.
• На выходе автономное устройство дает стабильное напряжение.
• Работает ИБП бесшумно.

К минусам аккумуляторов можно отнести ограниченное время работы и относительно высокую стоимость. Время автономной работы ИБП напрямую зависит от емкости его батарей.

Такая установка будет правильным решением для многоквартирного дома с автономным отоплением.

Солнечные электрогенераторы

Солнечные батареи – это специальные фотоэлектрические безопасные модули, имеющие с внешней стороны защиту, изготовленную из закаленного текстурированного стекла, которое в несколько раз увеличивает поглощение солнечных лучей.

• Такие электрогенераторы можно признать наиболее перспективным видом оборудования для достижения автономной электрификации дома.
• В состав комплекта устройства входит набор аккумуляторов, который сохраняет электрический ток и подает его в ночное время суток.
• К солнечным батареям прилагается специальный инвертор, способный преобразовывать ток из постоянного в переменный.
• Устройства, оборудованные кремниевыми монокристаллами, являются самыми долговечными модулями. Они способны проработать в течение тридцати лет без снижения количества производимой энергии и эффективности.
• Одна правильно подобранная солнечная батарея способна обеспечить весь дом необходимым количеством электроэнергии для работы всего бытового оборудования.

Энергия ветра или ветрогенераторные станции

Если местные погодные условия не позволяют использовать солнечные электрогенераторы, то можно воспользоваться ветровой энергией.

• Берется такая энергия через турбины, которые расположены на башнях от трех метров высотой.
• Энергия преобразовывается с помощью инверторов, установленных в автономных ветряках. Главное условие – это наличие ветра со скоростью не менее четырнадцати километров в час.
• В комплект генераторов также входит инверторная установка и аккумуляторы, накапливающие электричество.

Установка таких устройств невозможна в местах, где отсутствует природное движение воздуха. Это является существенным недостатком ветрогенераторных станций.

Портативные гидроэлектростанции для дома

Это устройство для автономной подачи электроэнергии приводятся в действие потоком воды. Применяться они могут только в домах, которые расположены недалеко от небольших речек и ручьев. Поэтому гидроэлектростанции являются наименее распространенными устройствами.

Сложности монтажа исключены

Еще одной проблемой годами оставался монтаж. Устаревшие технологии для стабильного энергообеспечения в небольшой дом требовали площади. Теперь появились новые фотоэлементы, позволившие устранить эту неприятность за счет небольшой батареи, монтируемой прямо на крыше дома.

Монтаж потребует небольшой площадки и свободного помещения для установки оборудования. После этого электроэнергия буквально хлынет в аккумуляторы, заряжая их для последующего обеспечения всего здания. Из-за этого говорить о недостатке свободного места или обязательном обращении к профессионалам не следует.

Установка контейнера для генератора и работа над ошибками

Пользователь привез контейнер и генератор на автомобильном прицепе.

Снял защитную пленку с алюминиевых панелей.

Установил генератор в контейнер и подключил систему резервного электроснабжения.

Внешне, самоделка, не отличается от заводской модели.

На всё про всё ушло 7 дней.

А теперь расскажем, как мастер решил проблему с недостаточной вентиляцией бокса.

Kostasino

Я сделал контейнер зимой. Воздухообмен не рассчитывал. Гонял станцию на максимальной нагрузке. Перегрева не было, т.к. на улице холодно. А вот летом протестировал бокс с термодатчиками. За час работы температура воздуха в коробке превысила 50 градусов Цельсия. Это опасно. Топливо в баке может закипеть. Бак разбухнет, а газы будут стравливаться через заливную горловину в ящик. Изучив интернет, нашел информацию, что, такому типу двигателя, как стоит на генераторе, нужен воздухообмен минимум 1800 куб. м в час. Чтобы исправить ситуацию, я заказал вентиляторы ВОК 3,15 по 2500 куб. м в час и поставил один на вход и один на выход. Теперь всё работает как надо.

Итоговый вариант контейнера для генератора.

Система резервного электроснабжения отлично вписалась в загородный участок.

Особенности работы генераторов

Генератор – это самый быстрый и простой способ обеспечить частный дом электричеством. Для работы агрегат использует бензин или дизельное топливо и в результате его сжигания выдает необходимое количество энергии.

Главным преимуществом является полная независимость устройства от сезонных изменений и погодных колебаний. К недостаткам относится обязательное наличие на участке специально оборудованного хранилища для топлива, рассчитанного на объем от 200 литров.

Дизельная генераторная установка удобна и проста в эксплуатации, но для полноценного функционирования ей необходимо получать не менее 250 мл горючего в час. Мощные станции, способные обеспечить энергией небольшой частный домик с фактическим потреблением ресурса в несколько киловатт за сутки, будут «есть» примерно литр солярки в течение 60 минут

Чаще всего бензиновые и дизельные генераторные установки используют в качестве резервных или временных источников получения электроэнергии. Это обусловлено тем, что для полноценной работы приборы требуют значительных объемов горючего, стоимость которого постоянно увеличивается.

Мощный бензиновый или дизельный генератор способен при наличии нужного объема топлива обеспечить бесперебойную подачу электричества. Однако устройство в процессе работы производит очень много шума. Чтобы не страдать из-за нежелательных звуков, стоит разместить агрегат в одном из прилегающих хозяйственных помещений, расположенных на некотором расстоянии от собственного жилья и соседских домов

Само оборудование тоже имеет высокую цену и нуждается в профилактическом обслуживании. К более выгодным вариантам генераторных установок относят газовые агрегаты. Они не нуждаются в бесперебойных поставках горючего и не требуют наличия хранилища для топливных материалов.

Однако полноценную работу этих приборов обеспечивает такой пункт, как обязательное подключение к центральной газовой сети, что далеко не всегда является возможным и доступным.

Установка в доме газового генератора осуществляется только на основании пакета разрешительных документов и при обязательном участии в монтаже бригады мастеров из местного газораспределительного предприятия. Подключать к газопроводу прибор самостоятельно не рекомендуется во избежание потенциально возможных в будущем утечек и различных неполадок

Именно из-за этих сложностей генераторы редко выбирают в качестве основного источника для поставки электричества в частный дом.

Зато генераторы – идеальное решение для временного использования, к примеру, на время строительства загородного дома и оформления документов для его подключения:

Галерея изображений

Фото из

Генератор на время проведения строительных работ

Четыре аккумулятора и инвертор

Освещение ночью и в вечерние часы

Освещение для проведения проводки и отделки

На протяжении первых этапов строительства генератор послужит основным источником энергии, а после оформления документов и получения разрешений на подключение к общей энергосети, он станет резервным оборудованием и безусловно не раз пригодится.

Микротурбинные установки Capstone — ценовые вопросы и технические возможности

Экологически чистые установки для производства электроэнергии на базе микротурбин Capstone можно построить быстро (обычно это вопрос 10–18 месяцев, а не нескольких лет).

При использовании автономных, экологически чистых микротурбинных электростанций Capstone отпадает необходимость в строительстве громоздких и высоких дымовых труб.

При использовании микротурбин Capstone значительно улучшается качество и надежность энергоснабжения, что особенно важно для многих производственных процессов. Независимое производство электроэнергии — автономное энергоснабжение на базе микротурбин Capstone — это один из идеальных способов производства, передачи и распределения электричества и тепловой энергии непосредственно конечным потребителям

При производстве электроэнергии на местах потребления устраняется и уменьшается потребность в дорогостоящей электросетевой инфраструктуре, снижаются многие виды потерь, исключаются посредники присущие «большой генерации». Естественно, что потребитель электроэнергии от автономной микротурбинной установки не производит «оплаты за подключение» к электросети

Независимое производство электроэнергии — автономное энергоснабжение на базе микротурбин Capstone — это один из идеальных способов производства, передачи и распределения электричества и тепловой энергии непосредственно конечным потребителям. При производстве электроэнергии на местах потребления устраняется и уменьшается потребность в дорогостоящей электросетевой инфраструктуре, снижаются многие виды потерь, исключаются посредники присущие «большой генерации». Естественно, что потребитель электроэнергии от автономной микротурбинной установки не производит «оплаты за подключение» к электросети.

В Москве официальная стоимость подключения к городским электрическим сетям в пределах Садового кольца в 2010 году достигала 106 000 рублей за 1 кВт установленной мощности. В 2012 году рост тарифов на электроэнергию составит ~ 10–20%. Однако в целом по России цены на подключение вполне гуманны и составляют 15-25 тыс. рублей за 1 кВт установленной мощности.

Рост тарифов в России будет сохраняться в последующие 8–10 лет. Затраты на получение одного киловатта электроэнергии с помощью микротурбин Capstone сегодня не совсем сопоставимы с классическими решениями — генерацией энергии на крупных теплоэлектростанциях, но завтра эти расходы будут снижаться. В ближайшие 15 лет автономное производство электроэнергии займет до 30% от всего объема выработки электричества. Автономное производство электроэнергии сегодня представляется не как альтернатива «большой генерации», а как ее своевременное дополнение.

Выгодно или нет?

Выгода автономных ресурсов энергоснабжения для личного пользования проявляется при установке только качественного оборудования.

Дешевые хлипкие комплекты могут сломаться быстрее, чем оправдают половину своей стоимости. Если же проектировка, расчеты, сборка и монтаж выполнены по правилам, система уже в первые годы продемонстрирует свои плюсы:

1. отсутствие каких-либо социальных норм потребления электричества;
2. безопасность для систем и приборов ввиду отсутствия скачков напряжения;
3. уверенность в качестве и количестве планируемой энергии;
4. длительный эксплуатационный срок;
5. независимость от роста тарифов;
6. наличие ресурсов даже при местных авариях на подстанциях.

Отталкивающим фактором при всей выгоде может стать необходимость регулярной чистки комплекса, иногда замена элементов.

Пример готового решения