Автономне електропостачання заміського будинку
- Вимоги до автономного електропостачання
- Переваги та недоліки автономних систем
- Бензинові і дизельні генератори
- Плюси і мінуси сонячних батарей
- Використання вітрових генераторів
- Інвертори в приватних будинках
Без надійного електропостачання неможлива нормальна робота комунікацій і систем життєзабезпечення приватних будинків. Особливо це стосується насосних систем для подачі води та іншого обладнання. Однак далеко не скрізь можливе підключення центральної подачі електрики, тому багато господарів воліють використовувати автономне електропостачання приватного будинку, за допомогою якого вирішуються всі проблеми. Автономні системи відрізняються стабільною напругою, відсутністю коротких замикань, можливістю повного управління виробництвом і подачею електроенергії.
Вимоги до автономного електропостачання
Однією з умов нормального життєзабезпечення приватного будинку вважається стійка, безперебійна подача електроенергії до усіх встановлених побутових приладів і обладнання. Повністю цим вимогам відповідають джерела автономного електропостачання, стабільно виробляють електрику, незалежно від будь-яких зовнішніх факторів. При виборі того чи іншого варіанта, необхідно враховувати ступінь впливу автономних систем на навколишнє середовище.
Остаточний вибір автономного джерела електроенергії здійснюється відповідно до сумарною потужністю споживачів, які перебувають в будинку. Це системи тепло- і водопостачання з насосним обладнанням, кондиціонери, різні види великої і дрібної побутової техніки. Незалежно від потужності споживачів, до мережі електроживлення пред'являються загальні вимоги.
В обов'язковому порядку попередньо визначається сумарна потужність, яка порівнюється з можливостями обраній системи автономного електропостачання. Рекомендується збільшити цей показник приблизно на 15-25%, щоб в перспективі можна було збільшити споживання електроенергії.
Вимоги до системи та її технічні характеристики повністю залежать від подальшого використання і покладених завдань. Тобто, це може бути повністю автономне живлення або тільки резервне джерело електрики, що функціонує в період відключення центральної мережі. У другому випадку обов'язково встановлюється тривалість роботи дублюючої системи на час відсутності основного електрики.
Вибір тієї чи іншої автономної системи потрібно робити з урахуванням реальних фінансових можливостей господарів будинку. У бюджеті проекту визначається вартість придбаного устаткування, а також виконуються роботи. Багато хто намагається створити автономне електропостачання заміського будинку своїми руками, однак в цих випадках потрібні спеціальні знання теорії і практики, навички роботи з інструментом, наявність певного досвіду монтажу подібних систем. Неякісна збірка призведе до нестабільної роботи дорогого устаткування і його швидкого виходу з ладу.
Переваги та недоліки автономних систем
Перевагою більшості подібних систем вважається безкоштовна електроенергія, отримана альтернативним шляхом. За рахунок цього виходить істотна економія коштів і повна незалежність від централізованого постачання.
Завдяки попередніми підрахунками і проектування з урахуванням сумарної потужності споживачів, вдається домогтися високої якості виробленої електричної енергії. Повністю виключені перепади напруги і непланові відключення від мережі. Саме обладнання автономних систем відрізняється високою якістю і дуже рідко ламається і виходить з ладу.
Існує кілька спеціальних програм, відповідно до яких частина зайвої електроенергії може бути продана державі. Вирішення даного питання починається ще на стадії проектування автономного електропостачання, де можливі надлишки передбачаються заздалегідь. Крім того, буде потрібно дозвільна документація, що підтверджує вироблення електроенергії встановленого якості і в потрібній кількості.
Проте, у автономних систем є певні недоліки, в першу чергу пов'язані з високою вартістю обладнання та значними витратами на його експлуатації. Тому при виборі основного обладнання та додаткових матеріалів потрібно враховувати всі фактори, щоб система працювала встановлений термін і повністю окупила себе. З цією метою рекомендується проводити регулярний профілактичний огляд і технічне обслуговування із залученням кваліфікованих фахівців.
Кожна система автономного електропостачання має свої достоїнства і недоліками, які найбільш яскраво проявляються в конкретних умовах експлуатації.
Бензинові і дизельні генератори
Будь-які види генераторів можуть використовуватися в якості основні або резервні джерела живлення. У другому випадку вони застосовуються при відсутності електроенергії в центральній мережі. Дані агрегати набули широкого поширення на дачах і в заміських будинках, де нерідко трапляються перебої з електрикою. За допомогою генераторів можливо створити надійне автономне електропостачання приватного будинку, що дозволяє зберегти комфортні умови в будь-якій ситуації. Сучасний ринок представляє велику кількість бензинових і дизельних генераторів, кожний з яких має певні переваги і недоліки.
Основними плюсами бензинових агрегатів є їх порівняно невеликі розміри, що забезпечують компактність і мобільність. Вони відрізняються низьким рівнем шуму, економічною витратою палива, легким пуском двигуна в холодну пору. Велике значення має порівняно низька ціна. Деякі бензогенератори комплектуються паливними баками зі збільшеним об'ємом, захисними кожухами від шуму і негоди, стартерами і системою автоматичного введення резерву.
Як недолік можна відзначити слабку потужність бензинових генераторів, яка не перевищує 15 кВт. Всі прилади освітлення, побутова техніка та обладнання повинні мати сумарну потужність, що не перевищує параметри генератора. Бензинові агрегати можуть безперервно працювати від 4 до 11 годин при 100% навантаженні. Якщо навантаження зменшити до 75%, то тривалість роботи збільшується. При заздалегідь відомих високих навантаженнях, рекомендується використання дизельного генератора.
Дизельні установки мають більш високий моторесурс і потужність, вони можуть безперервно експлуатуватися протягом тривалого часу. Одним з основних переваг вважається економну витрату палива. Однак у порівнянні з бензиновими, дизельні генератори мають більші габарити і коштують значно дорожче. Для їх запуску в холодну пору потрібно обов'язковий попередній підігрів. Такі установки добре зарекомендували себе в умовах безперервної тривалої експлуатації, коли стає помітна істотна економія дизельного палива.
Тому при вирішенні питання, який генератор вибрати, бензиновий або дизельний, потрібно в першу чергу враховувати конкретні умови експлуатації. Якщо установка потрібно час від часу, можна цілком обійтися бензиновим агрегатом. Однак постійне електропостачання забезпечується тільки дизельним генератором.
Плюси і мінуси сонячних батарей
Застосування сонячних батарей можливо в будь-який час року. Проте, максимально ефективно вони можуть працювати лише при ясному безхмарному небі і прямому попаданні сонячних променів на робочу поверхню. У похмуру погоду електрична енергія продовжує вироблятися, але вже не в таких кількостях через різке зниження продуктивності сонячних батарей.
Після того як електрична енергія виявилася виробленої, її необхідно донести до споживача. У зв'язку з цим, крім самих батарей буде потрібно спеціальне додаткове обладнання:
- Інвертор. Даний прилад перетворює постійний струм 12-24 В, що виробляється сонячними панелями, в змінний струм з частотою 50 Гц, придатний для живлення побутових приладів і обладнання.
- Комплект акумуляторів. Вироблення сонячної енергії відбувається не рівномірно. У години пік її буває забагато, а у вечірній і нічний час електрику взагалі не виробляється. Певна кількість електроенергії накопичується в акумуляторах протягом світлого часу доби, після чого в нічний час вона віддається споживачам. Не рекомендується користуватися звичайними автомобільними акумуляторами, які виходять з ладу через 2-3 роки роботи.
- Контролер. Забезпечує повноту зарядки акумулятора, попереджає його перезарядку і закипання.
Всі складові разом утворюють своєрідну сонячну електростанцію. Вибір необхідного обладнання здійснюється в залежності від потреб та кількості працюючих електроприладів. Тому слід заздалегідь визначити їх повний перелік, з урахуванням доцільності використання кожного приладу і можливості альтернативної заміни. Наприклад, замість електричного чайника можна використовувати газову плиту.
Після визначення мінімального переліку навантажень виробляється вибір сонячних батарей з відповідною потужністю. Необхідно враховувати, що система автономного електропостачання будинки з їх допомогою не вирішує всіх проблем електропостачання. Сонячні батареї встановлюються не для економії енергоресурсів, а для забезпечення комфортного проживання при відсутності централізованих поставок електрики. У зв'язку з високою вартістю устаткування один кіловат виробленої енергії також коштує недешево і становить приблизно 25 рублів. Це в кілька разів перевищує номінальну вартість електроенергії, виробленої централізовано. Зниження собівартості можливо лише за умови низьких цін на обладнання, що в найближчій перспективі поки неможливо.
Використання вітрових генераторів
До недавніх пір вітрові генератори в приватних будинках були скоріше екзотикою, ніж постійним джерелом енергопостачання. Однак в даний час вітрогенератори все частіше зустрічаються на заміських ділянках.
Принцип дії цих пристроїв полягає в наступному: за рахунок вітрового потоку обертаються лопаті, встановлені на валу генератора. В результаті, відбувається вироблення змінного струму. Отримана електрика надходить в акумуляторні батареї, де акумулюється і зберігається, а потім по необхідності подається до побутової техніки в якості харчування. Дана схема роботи проста і дуже умовна, оскільки в реальних умовах необхідні прилади та обладнання, які виконують перетворення електричного струму.
В електричному ланцюзі після генератора встановлюється контролер, який бере участь в перетворенні змінного струму в постійний, необхідний для зарядки акумуляторів. Однак побутова техніка не може працювати на постійному струмі, тому після батареї встановлюється інвертор, що виконує зворотну операцію по перетворенню постійного струму в змінний, з напругою 220 вольт. Дані перетворення призводять до втрат виробленої електроенергії, в кількості 15-20%. Якщо ж вітровий генератор використовується в комплексі з іншими пристроями, електрична схема доповнюється автоматичним введенням резерву, переключающим їх між собою в міру необхідності.
Для отримання максимальної потужності лопаті генератора повинні розміщуватися вздовж вітрового потоку за принципом роботи флюгера. З цією метою вертикальна лопать закріплюється на протилежному від лопатей кінці. Під дією вітру вона забезпечує розворот генератора в потрібну сторону. На установках підвищеної потужності встановлюються поворотні електромотори.
Інвертори в приватних будинках
Інвертори можуть бути використані тільки в якості додаткового резервного джерела живлення при наявності централізованого електропостачання. У разі відключення напруги зовнішньої мережі всі прилади та обладнання, встановлені в будинку переходять на роботу від акумуляторів джерела безперебійного живлення. Після відновлення подачі електроенергії, всі споживачі знову підключаються до зовнішньої мережі.
Комплексним джерелом безперебійного живлення служить інвертор, що перетворює постійну напругу акумуляторів в змінну напругу 220В. Самі батареї видають напругу 12 або 24 вольта. У період централізованого електропостачання інвертор знову переходить в режим зарядки акумуляторів від зовнішньої мережі. Таким чином, він постійно дотримується черговий режим і відстежує падіння зовнішнього напруги. У разі відключення електрики, він практично миттєво підхоплює падіння навантаження і запобігає відключення приладів.
Для інверторів не потрібні спеціальні приміщення, обладнані вентиляцією, вони не створюють шуму, не вимагають постійного обслуговування. Вони більш стійкі до перевантажень під час перемикання потужних приладів. Всі ці переваги забезпечують стійку і бездоганну роботу всього обладнання, що підключається.