Одним из важнейших элементов среди всех инженерных коммуникаций жилого дома является электроснабжение. В наше время просто невозможно представить себе загородный коттедж без электричества, с его помощью остаются доступными все привычные для городского человека блага цивилизации, комфорт и уют.
Всё обширнее становится перечень электрооборудования, используемого в загородных домах. Теперь, кроме привычных холодильников, обогревателей, пылесоса и светильников, обеспечить электроэнергией часто требуется скваженные насосы, тёплые полы, кондиционеры, электрические сауны, подогрев бассейнов, уличные ландшафтные светильники и многое другое.
Для бесперебойной и безопасной работы систем водоснабжения, отопления, бытовых приборов и освещения потребуется исключительно грамотный подход в вопросах организации электроснабжения жилища.
Составление подробной и технически выверенной проектной документации позволит правильно рассчитать необходимое количество материалов, учесть абсолютно все нюансы, избежать ряда ошибок, исправить которые без серьёзных финансовых затрат или срывов сроков строительства будет очень сложно. Это и не удивительно, ведь монтаж электропроводки начинается на стадии производства черновых работ, а заканчивается уже после отделки установкой светильников и фасадов розеток/выключателей.
Более того, при строительстве новых зданий для получения разрешения на пользование электроэнергией домовладелец должен кроме подачи заявки в энергоснабжающую организацию согласовать проект электроснабжения, в том числе с Энергосбытом и Госэнергонадзором.
В любом случае, приступать к электротехническим работам без планирования нельзя. Обязательно нужно предварительно учесть количество электрооборудования, которое будет использовано, его виды, спецификацию, мощность. На основании этих данных можно рассчитать требуемую нагрузку. Произвести расчёт общей потребляемой мощности достаточно просто. Необходимо сложить номинальную мощность всех приборов и оборудования, которые у вас имеются и которые планируется подключить в будущем, и умножить полученную цифру на 0.7 — «коэффициент одновременности». Конечно, лучше иметь некоторый запас мощности.
В большинстве случаев подключение к ЛЭП производится воздушным путём с использованием изолированного кабеля или провода в негорючей оболочке, часто проложенном на стальном тросе. Выбирают вводные провода и кабели в соответствии с ПЭУ. Для подключения дома по земле применяется бронированный кабель, по характеристикам согласованный в Энергонадзоре.
Воздушные вводные линии с помощью специальных крюков с изоляторами, кронштейнов или трубостоек крепятся на капитальных конструкциях дома в непосредственной близости от счётчика электроэнергии.
В стене дома делается сквозное отверстие для подвода электропитания. В это отверстие предварительно вставляется металлическая или пластиковая труба-гильза.
Чаще всего ввод для дачного или садового дома осуществляется по однофазной схеме. Однако если требуется запитать большое количество мощных бытовых приборов и потребление энергии существенно превышает 4 кВт в час, то целесообразно использовать линию трёхфазную с тремя линейными и одним нейтральным проводом.
Иногда можно столкнуться с ограничением мощности, выделенной для конкретных домов (дачные посёлки не более 3 кВт, в населённых пунктах до 6 кВт, новые коттеджные городки около 15-25 кВт). Если потребность превышает данный лимит, выходом из ситуации может быть применение специальной автоматики, которая по заданной программе обеспечивает бесперебойную работу основных потребителей за счёт второстепенных.
Превышение ограничений и лимитов ведёт к падению напряжения в общей сети и может вызвать аварийное отключение электроснабжения.
По всем нормам безопасности современный коттедж должен иметь заземляющий контур. В качестве «естественных» заземлителей рекомендуют использовать металлические трубы водоводов, лежащие в земле; обсадные трубы скважин; железобетонные и металлические конструкции сооружений и зданий, имеющие соприкосновение с землёй.
Также заземление выполняется из стального прута круглого или прямоугольного сечения толщиной от 6 мм, уголка с толщиной полок от 4 мм. Такие стержни не должны быть окрашенными, лучше, если они будут оцинкованными. Их закапывают ниже глубины промерзания почвы, после чего обваривают стальными полосами, на которые при помощи болтового соединения крепится медный проводник сечением не менее 2.5 мм 2 , идущий на главную шину заземления в электрощите. Сопротивление заземления не должно превышать 4 Ом.
В электрическом щите защитные проводники от каждого потребителя закрепляются на общей шине. Заземляющий проводник должен быть равным в сечении питающему проводу. Поэтому сейчас для разводки пользуются трёхжильными проводами — земля, линия, нейтраль.
От правильного выбора сечения используемых для электропроводки проводов зависит работоспособность и надёжность всей сети в целом. Главным критерием для расчёта сечения провода является суммарная мощность потребителей, питаемых данным проводником. Важным также является, при каких температурных условиях будет эксплуатироваться электросеть и наружной или скрытой будет проводка.
Основные целесообразные показатели сечения проводов, используемых в электроснабжении частного жилья, уже давно определены практикующими электриками.
Для организации подключения электроснабжения дома применяются медные провода или кабели сечением не менее 6 мм 2 , а также алюминиевые — не менее 16 мм 2 . Для подключения силовых розеток применяются трёхжильные медные провода в двойной изоляции сечением от 2.5 мм 2 . Для освещения достаточно сечения 1 — 1.5 мм 2 . Особо мощные потребители, такие как электрическая варочная поверхность, электрокотёл, проточный водонагреватель, духовка и т.д., запитываются проводом сечением в 4 и более мм 2 , который прокладывается напрямую к электрическому щиту, минуя распределительные коробки.
Если возникают сложности с точным определением тока нагрузки, а финансы позволяют — нужно брать провода или кабели с запасом сечения в большую сторону.
В домах, построенных из дерева или по каркасной технологии, необходимо использовать специальные проводники, не поддерживающие горение. Например, самозатухающий провод NYM или ВВГнг.
В помещениях с высокой температурой воздуха (сауна, баня) применяют термостойкий кабель, изоляция которого способна выдержать до 180 градусов.
Электрощит может быть встраиваемым и в навесном исполнении. Он располагается на капитальной стене, как можно ближе к месту силового ввода на высоте не более 1700 мм от пола.
В распределительном щите устанавливаются несколько групп автоматов, УЗО, пакетные выключатели, коммутационные шины (ноль и земля). Часто в электрощите располагают счётчик.
Размер электрического шкафа выбирают исходя из количества и типа элементов, которые в нём размещаются. Целесообразно иметь некоторый запас мест для дополнительных автоматов, в случае если потребуется подключить новые потребители.
Для упрощения разводки мощностей и разгрузки основного электрического шкафа рекомендуется устраивать упрощённые щитки для отдельных этажей многоэтажного здания, а также для отдельно стоящих построек. Малые распределительные щиты запитываются от основного проводами сечением от 4 мм 2 .
Автоматы защиты устанавливаются на DIN-рейку в щите и служат для защиты электропроводки от короткого замыкания или перегрузок. Их применяют для определённых групп потребителей, для конкретных бытовых приборов высокой мощности, или требующих отдельных приборов защиты и отключения (кондиционеры, тёплые полы, джакузи и т.д.).
Выбирают автоматы исходя из мощности бытовых приборов и потребителей, за которые они отвечают. Эти устройства разрывают цепь в случае превышения определённой для конкретного автомата силы тока. Токовые характеристики срабатывания автоматических выключателей должны быть меньше предельно допустимых токов для кабеля проводки. Для кабеля сечением 1.5 мм 2 автомат должен быть не долее чем на 16 А, 2.5 мм 2 — 25 А, 4 мм 2 — 32 А, 6 мм 2 — 40 А.
Если автоматы защиты отвечают за безопасность электроцепей и срабатывают в критических ситуациях, то устройства защитного отключения защищают человека от поражения током и срабатывают в считанные доли секунды. УЗО сравнивает показатели тока, идущего к потребителю с током, который от него возвращается и в случае обнаружения разницы сразу отключает проблемную цепь.
УЗО подбирают в зависимости от расчётного тока утечки и планируемой нагрузки. Для обеспечения защиты человека от ударов током применяют устройства с порогом отключения 10 — 30 мА, для пожарных целей — общие УЗО на 100 — 300 мА, которые ставятся на всю проводку. Вообще устройства защитного отключения устанавливаются на группы потребителей или отдельные приборы (тёплый пол, стиральная машина, водонагреватель, и т.п.).
Стоит обратить внимание на номинальный ток устройства. Если УЗО и автомат стоят в одной цепи последовательно, то автомат должен быть рассчитан на меньший ток, чем устройство защитного отключения. Это нужно, чтобы предотвратить выход УЗО из строя, так как автомат срабатывает с некоторой задержкой.
В продаже имеются дифференциальные автоматы — своего рода «два в одном», автомат и УЗО. Щит с применением электромеханических дифавтоматов становится заметно компактней, а конструкция надёжней.
Использование УЗО в помещениях со старой проводкой часто бывает не оправдано. Из-за обветшалых цепей происходят неконтролируемые утечки токов, что вызывает частые «холостые» срабатывания УЗО. Если имеется потребность в защите, но поменять проводку нет возможности, можно установить розетки со встроенным УЗО, хотя они, конечно, очень недёшевы.
Разводка проводов производится в соответствии с планом размещения розеток, выключателей, стационарных приборов и элементов освещения.
Розетки дома следует разделить на группы по несколько штук, все они будут подключаться кабелем сечением 2.5 мм 2 от распределительной коробки. За каждую такую группу будет отвечать свой автомат (16 — 25 А), их количество зависит только от площади дома и того, сколько всего запланировано розеток. Как правило, в одну группу попадают розетки определённой комнаты, но не всегда.
В трёхфазной сети группы и нагрузку распределяют на каждую линию равномерно, для сохранения симметрии фазного напряжения.
Освещение каждой комнаты также коммутируется в отдельных ответвительных коробках. Для адекватной защиты светильников от перегрузок автоматы применяют от 3 до 10 ампер.
Кабели, идущие от щита к распределительным коробкам и конкретным потребителям, размещаются в гофрированном пластиковом или металлическом рукаве.
В последнее время выполняется в основном только скрытая проводка в штробах минеральных оснований и в полостях каркасных конструкций. Основную массу проводов ведут по потолкам, прикрепляя их специальными пластиковыми клипсами, хомутами. Все электрические магистрали легко скрываются в межпотолочном пространстве натяжных или, к примеру, гипсокартонных потолков. Возможно устройство проводки в бетонных стяжках с соблюдением некоторых технологических норм.
Штробы, по которым проводники опускаются к розеткам и выключателям должны быть строго вертикальными, если необходимо они могут поворачивать только под прямым углом. Следует в обязательном порядке делать план прохождения проводов в стенах, особенно если имеется горизонтальная составляющая пути. Это гарантирует сохранность проводника от перебивания при монтаже каких-либо навесных конструкций.
Местоположение ответвительных коробок также рекомендуется обозначать на плане, ведь они будут зашпаклёваны и заклеены обоями. Коробки должны располагаться ниже подвесных потолков, доступ к ним нельзя перекрывать мебелью или другими массивными конструкциями. Как правило, их устанавливают в коридорах над межкомнатными дверьми.
Провода, приходящие в распределительные коробки, зачищаются от изоляции и коммутируются с помощью сварки, клемм, СИЗов.
Особого отношения требуют к себе кабели слаботочных потребителей (телевизионные, интернет-провода, охранные, звуковые, телефонные). Во избежание помех их нельзя прокладывать в непосредственной близости от силовых магистралей, тем более в одной гофре с розеточными проводами.
Перед началом монтажа электропроводки расположение розеток, выключателей и выводов должны быть точно определены и указаны в плане. Главное требование заключается в том, чтобы они были легкодоступны и функциональны.
На данный момент стандартом считается размещение выключателей на высоте 900 мм от пола, розеток — в районе 200 — 300 мм. На рабочей стене кухни розетки устанавливают не ниже 900 мм, так как столешница располагается на высоте 850 мм. Для некоторых стационарных потребителей розетки устраивают на нестандартной высоте (ЖК-телевизоры, водонагреватели, встраиваемая в мебель техника).
Установочные коробки для выключателей размещают на расстоянии более 100 мм от черновых дверных проёмов, со стороны ручек. Так их не будет перекрывать обналичка или открытое дверное полотно.
Очень внимательно следует подойти к расчету общего количества розеток, тогда в будущем не придётся нагромождать опасные многоэтажные конструкции из тройников и удлинителей.
Нельзя забывать об уличных розетках, ведь очень часто просто необходимо подключить на улице какой-либо прибор: насос для полива, минимойку для автомобиля, электроинструмент, магнитолу и т.д.
Естественно, розетки нужно применять с контактом заземления.
Для ванных комнат используют розеточные механизмы с защитным кожухом и пластиковыми шторками закрывающими проводники. Они имеют маркировку степени защиты IP44 или IP55. Специальные безопасные розетки есть для детских комнат и для улицы.
Некоторые бытовые приборы для подключения имеют клеммы вместо штепсельных вилок (кондиционеры, регуляторы тёплого пола, варочная поверхность, кухонная вытяжка…). Для них предусматривают не розетки, а выводы проводов из стены необходимой длины и сечения.
В частном доме в отличие от городской квартиры имеется возможность интегрировать в систему электроснабжения источники аварийного электропитания. Это могут быть дизельные, газовые, бензиновые генераторы. При недостатке мощностей или сбоях в общих сетях, они запускаются автоматически или вручную. Генераторы располагают на подготовленных площадках снаружи помещений в специальных кожухах или в подсобных строениях.
Всё большее распространение получают альтернативные источники электроэнергии, такие как ветрогенераторы, гелиосистемы.
Если основное электропитание не соответствует нормам (в загородных электросетях нередки отклонения частоты, провалы напряжения, высокочастотный «шум»), то система резервного электроснабжения может включать в себя стабилизаторы, инверторы — устройства, улучшающие качество электроэнергии.
Турищев Антон, рмнт.ру
Устройство независимой электросистемы позволит обеспечить энергией частные постройки, не подключенные к централизованным сетям. Результат поможет сократить энергетические расходы дач и домов. Но для того чтобы воспользоваться перечисленными плюсами, надо точно знать, как сделать автономное электроснабжение частного дома. Ведь правда?
Мы расскажем об устройстве независимых систем энергоснабжения. У нас вы найдете основополагающие принципы устройства и важные нюансы организации подачи электричества в частные жилые объекты. Представленная нами информация тщательно проверена, систематизирована, сведения соответствуют строительным нормативам.
В предложенной нами статье досконально разобраны варианты устройства частных энергетических систем, приведены и оценены все возможные источники получения энергии. Подробно изложены принципы сооружения и действия автономного электроснабжения, представленные данные подкреплены фото и видео.
Чтобы автономный комплекс корректно работал и производил объем энергии, полностью покрывающий потребности всех домашних устройств и предметов бытовой техники, перед монтажом оборудования проводят предварительный расчет общей мощности имеющихся в наличии электропотребителей.
К их числу относятся такие агрегаты, как:
Базовую мощность узнают из сопроводительных документов, выданных производителем и прилагающихся к каждому агрегату. Этот показатель у всех разный, но любые приборы и устройства одинаково требуют стабильной подачи энергии с определенной частотой электропотока и без перепадов напряжения.
В некоторых случаях учитывают еще и такой параметр, как синусоидальность формы переменного напряжения.
Галерея изображений
Если ваш загородный дом или дача находится в обжитом районе застройки, то скорее всего вам у вас не будет проблем с подключением к электросетям. Но что делать если вы выбрали место в новом районе или в зеленом, чистом месте, далеком от «благ цивилизации»? Как совместить комфорт проживания в городе и загородную жизнь на свежем воздухе? Это можно сделать только установив автономный источник электрической энергии, т.к. прокладка линии электропередач стоит очень дорого для обычного человека.
Установка автономного и независимого электропитания – единственная альтернатива тогда, когда подключаться к централизованной сети долго, невыгодно изначально, проблематично или вовсе невозможно. Это удобнейший вариант для деревень и отдельных зданий, построенных на некотором удалении от цивилизации. Это также комплексное решение, которое, при правильном подходе, оборачивается отсутствием перепадов напряжения, коротких замыканий и других аварийных ситуаций.
Требования к автономному электроснабжению загородного дома и дачи
Система энергообеспечения должна быть надежной и безопасной в течение всего периода эксплуатации и не требовать больших первоначальных и эксплуатационных затрат. Для этого необходимо, чтобы она отвечала целому ряду критериев, в числе которых:
* полное и постоянное соответствие оборудования всем актуальным нормам пожарной и электрической безопасности
* экономичность, достигаемая благодаря малому потреблению ресурсов
* соответствие мощности для питания ваших потребителей
* долговечность работы или высокий ресурс
* низкий уровень шума и/или качественное поглощение за счет изоляции
* отсутствие обслуживания или его простота
* возможность длительной самостоятельной работы (то есть без участия человека или сервисного инженера)
* надежность, сохраняющаяся в любое время года и при каких угодно климатических условиях (за исключением чрезвычайных ситуаций).
Бесперебойность и стабильность подачи питания является глобальным требованием к системе автономного электропитания , но она при этом не должна быть дорогой при первоначальных затратах или последующем обслуживания. Отдельно отметим, что монтаж батарей, генераторов и сопутствующей аппаратуры должен осуществляться строго по действующим нормам.
Какие бывают системы автономного энергообеспечения частно го дома
Автономный источник электропитания может получать электрическую энергию от следующих основных источников:
* генераторы на основе двигателей внутреннего сгорания (ДВС) – дизельный, бензиновый или газовый
* ветрогенераторы
* солнечные батареи
* комбинация всех вышеперечисленных источников
Сложность и конфигурация решения для именно вашего дома зависит от того, какие электрические приборы будут потреблять электричество и в каком количестве. Это может быть освещение, насосы отопления и водоснабжения, холодильник, мелкие бытовые потребители, а зачастую и кондиционеры. При этом для обеспечения надежности, номинальная мощность питания и объем энергии должны быть «с запасом» - 20-30% выше рассчитанной. Ради надежности необходимо продумать и вопрос подстраховки. Чтобы выбрать наиболее подходящий тип автономного источника, подробнее рассмотрим перечисленные ранее варианты и особенности их работы.
|
Сегодня в эту группу входят установки различной мощности, функционирующие благодаря сжиганию горючего - бензина, дизеля или газа. Они достаточно надежны, производят электроэнергию сравнительно быстро и не зависят от погодных условий и других внешних факторов. К тому же на рынке есть много моделей - что называется «на любой цвет и кошелек». С другой стороны, при монтаже любого из них необходимо предусмотреть свободное место (а еще лучше – отдельное помещение с хорошей приточно-вытяжной вентиляцией) для самого генератора и отдельное помещение для установки топливного хранилища – емкости объемом от 200л и более. Добавьте сюда повышенный уровень шума, необходимость отвода выхлопных газов с высокой температурой (вплоть до 350С!), регулярное техническое обслуживание с заменой масла, фильтров и пр. К тому же постоянный расход топлива на уровне 1-3 литра в час вне зависимости от уровня потребления энергии в данный момент - даже если генератор работает на «холостом» ходу. Результирующая стоимость электроэнергии может составить от 30-40 до 70-80 рублей за каждый киловатт*час. Решение на основе ДВС-электрогенератора недостаточно экономичное, чтобы стать основным источником питания, но в роли временного или аварийного будет уместно. |
 |
 |
По своей сути - это электрогенератор , который крутиться благодаря преобразованию силы ветра определенной скорости в механическую. Они экологичны, достаточно надежны и просты по конструкции, но все равно требуют регулярного технического обслуживания из-за наличия механических узлов вращения. Основной минус ветрогенератора в том, что для его работы требуется наличия в месте установки постоянного ламинарного потока ветра со скоростью не менее 7-9 метров/секунду и высокой мачты для его установки. Даже если в вашей местности бывают постоянно такие ветровые условия, но при этом любое препятствие в месте установки - большое дерево, здание, холм - делает поток ветра неламинарным, прерывистым. Это снижает поток ветра и приводит к недостаточной выработке электро-энергии. Самыми лучшими местами для установки ветрогенераторов являются сте-пи, побережье морей и океанов. К примеру, в России 97% нашей территории непригодно для использования ветрогенераторов. |
Солнечные батареи
Солнечные батареи состоят из полупроводниковых элементов, поглощающих световое излучение и преобразующих его в электрическую энергию. Для выбора в их пользу сегодня есть целый ряд предпосылок:
* Не требуют никаких расходов в течение всего срока эксплуатации - а это как минимум 25-40 лет.
* Легкая установка - достаточно ориентировать батареи на юг так, чтобы они как можно меньше затенялись окружающими предметами. При этом они не тяжелые - их можно установить на любой крыше или на недорогих конструкциях.
* Обслуживание такой системы сравнительно простое – время от времени очищать с поверхности грязь, пыль и всяческие посторонние предметы (например, листья или снег).
* Эффективность очень медленно снижается при эксплуатации и за 25 лет не будет ниже чем на 20% от первоначальной.
* Мощность массива солнечных батарей можно практически неограниченно наращивать - если у вас есть достаточно места под них.
По сравнению с электросетью, затраты на электроэнергию при автономном электроснабжении будут выше - это связано с непостоянством выработки энергии от генератора, ветра или солнца и необходимостью установки аккумуляторов электроэнергии. На данный момент стоимость АКБ составляет 50-70% от стоимости всей автономной системы. Но по сравнению со стоимостью прокладки линии электропередач и/или затрат на топливо для ДВС-генераторов, автономное электроснабжение на солнечных батареях и ветрогенераторах многократно окупается. Если вся система грамотно спроектирована и реализована, то ее можно будет надежно и выгодно эксплуатировать десятилетиями, эффективно и безопасно.
Изготовление системы автономного электроснабжения для частного дома
Да, при наличии базовых технических навыков ее можно спроектировать и реализовать самостоятельно. В общих чертах нужно:
1. Провести расчет необходимой мощности исходя из того, какие приборы будут функционировать в вашем доме. Добавить «запас» в 20-30% к полученной величине.
2. Подобрать основной источник питания. Для большей надежности подобрать резервный источник. Убедиться, что производительности источников достаточна.
3. Подобрать компоненты - для этого рекомендуем обратиться к специалистам, т.к. постоянно выходят все более новые и качественные товары для таких систем.
5. Соединить все компоненты согласно приложенным инструкциям и схемам. Это самый ответственный этап монтажа, т.к. от качества его выполнения зависит надежность системы в целом.
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
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:
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.
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.
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:
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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:
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.
Содержание:Довольно часто возникает ситуация, когда место для строительства частного дома во всех отношениях просто идеальное, но в то же время отсутствует возможность подключения к централизованным . Особенную остроту приобретает вопрос обеспечения электричеством, без которого невозможно нормальное функционирование современных объектов. Поэтому наилучшим выходом из такого положения будут автономные системы электроснабжения, обеспечивающие полную независимость от центральных электрических сетей, без какого-либо ущерба для экологии.
Использование автономных систем обойдется значительно дешевле, чем прокладка новой линии электропередачи, требующая значительных материальных затрат. Автономный источник питания находится в полной собственности хозяина дома. При регулярном техническом обслуживании он сможет эксплуатироваться в течение длительного времени.
Автономные инженерные сети широко используются в частных домах. Собственное водоснабжение, канализация и система отопления дают полную независимость от местных коммунальных служб. Гораздо сложнее решается вопрос обеспечения электричеством, однако при правильном подходе с использованием альтернативных источников питания, эта проблема сравнительно легко преодолевается. Существует несколько вариантов автономного электроснабжения, каждый из которых является наиболее подходящим для конкретных условий эксплуатации, в том числе и солнечные системы электроснабжения.
Все автономные системы имеют единый принцип работы, но отличаются первоначальными источниками электроэнергии. При их выборе учитываются различные факторы, в том числе и расходы на эксплуатацию. Например, бензиновые или дизельные генераторы постоянно требуют топливо. Другие же, условно относящиеся к так называемым вечным двигателям, не нуждаются в энергоносителях, а, наоборот, сами способны вырабатывать электричество за счет преобразования энергии солнца и ветра.
Все автономные источники электроснабжения по большому счету похожи друг на друга своим общим устройством и принципом действия. В состав каждой из них входят три основные узла:
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.
Генераторные установки и мини-электростанции широко используются и обеспечивают автономное электроснабжение дома, особенно там, где совсем нет централизованных электрических сетей. При условии правильного выбора агрегата, на выходе получается напряжение, способное полностью обеспечить объект электроэнергией. Основным фактором нормальной работы оборудования, является его соответствие электрическим параметрам подключаемых потребителей.
Как правило автономные электростанции выполняют две основные функции. Они служат источником резервного питания на период отключения электроэнергии или снабжают объект электричеством на постоянной основе. Во многих случаях эти устройства обеспечивают подачу напряжения более высокого качества, чем в центральной сети. Это очень важно при использовании высокочувствительной техники, например, газовых отопительных котлов, медицинского оборудования и другой аппаратуры.
Большое значение имеет мощность генераторов, их производительность и возможность продолжительной работы без отключения. Техника с малой мощностью относится к категории электрогенераторов, а более сложные и мощные конструкции считаются уже мини-электростанциями. К устройствам малой мощности относятся генераторы способные выдерживать нагрузку, не превышающую 10 кВт.
Существуют различные типы генераторов, в зависимости от применяемого топлива.
Каждый агрегат состоит из двигателя и самого генератора. Для более удобной работы все устройства оборудуются замком зажигания, стартером и аккумулятором, розетками для подключения потребителей, измерительными приборами, топливным баком, воздушным фильтром и другими элементами.
Одним из вариантов на период отключения электричества в загородном доме являются источники бесперебойного питания. Их применение позволяет решить множество проблем, особенно при кратковременных отключениях электроэнергии. Регулировка питания осуществляется с помощью инвертора и стабилизатора. Использование бесперебойников позволяет сохранить важную информацию на компьютере, которая может быть уничтожена при неожиданном отключении электроэнергии.
В состав входит схема управления и инвертор, являющийся по сути, зарядным устройством. От его мощности зависит время переключения и обеспечение бесперебойного поступления электроэнергии к потребителю. За счет этого обеспечивается автономное электроснабжение загородного дома.
Особая роль отводится стабилизатору, основная функция которого заключается в увеличении или снижении подачи тока, поступающего из основной сети. Поэтому при выборе источника бесперебойного питания следует обязательно учитывать технические характеристики инвертора и стабилизатора. Стандартные устройства оборудуются стабилизатором, способным лишь понижать напряжение.
К положительным качествам ИБП можно отнести их сравнительно невысокую стоимость. Они работают бесшумно и не подвержены нагреву за счет высокого КПД, составляющего 99%. Основным недостатком считается продолжительное переключение на собственное питание. Отсутствует возможность ручной настройки величины напряжения и частоты подачи энергии. Во время работы аккумулятора выход напряжения будет иметь несинусоидальную форму.
Источники бесперебойного питания хорошо зарекомендовали себя совместно с компьютерами и локальными сетями, эффективно поддерживая их работоспособность. Они оказались наиболее оптимальным вариантом для использования именно в этой области.
В частных и загородных домах все более широкое распространение получают солнечные батареи, используемые в качестве основных или резервных источников питания. Основной функцией этих устройств является преобразование солнечной энергии в электрическую.
Существуют различные способы применения постоянного тока, вырабатываемого солнечными батареями. Он может использоваться напрямую, сразу же после выработки или накапливаться в аккумуляторных батареях и расходоваться по мере необходимости в темное время суток. Кроме того, постоянный ток с помощью инвертора может быть преобразован в переменный ток, напряжением 110, 220 и 380 вольт и применяться для различных групп и типов потребителей.
Вся автономная система электроснабжения на солнечных батареях функционирует по определенной схеме. На протяжении светового дня они производят электроэнергию, которая затем подается к контроллеру заряда. Основной функцией контроллера является управление зарядом аккумуляторов. Если их емкость заполнена на 100%, то подача заряда от солнечных батарей прекращается. Инвертор преобразует постоянный ток в переменный с заданными параметрами. При включении потребителей, этот прибор забирает энергию из аккумуляторов, преобразует ее и направляет в сеть к потребителям.
Солнечная энергия, в зависимости от времен года, не бывает постоянной и не всегда рассматривается в качестве основного источника. Кроме того, объем электроэнергии, потребляемой ежесуточно, тоже изменяется в разные стороны. Поэтому при наступлении полного разряда аккумуляторов, происходит автоматическое переключение системы домашнего электроснабжения с солнечных батарей на другие резервные источники питания или на центральную электрическую сеть.
Солнечные батареи делают хозяев дома абсолютно независимыми от центрального электроснабжения. В этом случае не требуется подводка электрических сетей, исключаются дополнительные траты на оформление разрешительных документов и оплату электроэнергии. Данная система не зависит от перебоев централизованной подачи электричества, на нее не влияет рост тарифов, отсутствуют ограничения в подключении дополнительных мощностей.
Солнечные батареи могут эксплуатироваться в течение длительного периода времени, составляющего 20-50 лет. Серьезные финансовые вложения делаются только один раз, после чего система будет работать и постепенно окупать себя. Вся работа батарей осуществляется на полном автомате. Существенным плюсом является полная безопасность солнечной энергии для человека и окружающей среды. Для получения нужного экономического результата следует правильно выбирать оборудование, монтировать и вводить его в эксплуатацию.
Энергия ветра используется с давних пор. Наглядным примером являются парусные корабли и ветряные мельницы, оставшиеся далеко в прошлом. В настоящее время ветровая энергия стала вновь использоваться для совершения полезной работы.
Типичным представителем этих устройств считается ветрогенератор. Принцип работы агрегата основа на вращении воздушным потоком лопастей ротора, закрепленного на валу генератора. В результате вращения в обмотках генератора создается переменный ток. Он может расходоваться напрямую или накапливаться в аккумуляторах и использоваться в дальнейшем по мере необходимости. Таким образом, обеспечивается автономное электроснабжение объекта.
Кроме генератора, в рабочей цепи имеется контроллер, выполняющий функцию преобразования трехфазного переменного тока в постоянный. Преобразованный ток направляется на зарядку аккумуляторов. Бытовые приборы не могут работать от постоянного тока, поэтому для его дальнейшего преобразования используется инвертор. С его помощью происходит обратное превращение постоянного тока в переменный бытовой ток на 220 вольт. В результате всех преобразований расходуется примерно 15-20% от первоначально выработанной электроэнергии.
Совместно с ветровыми установками могут использоваться солнечные батареи, а также бензиновые или дизельные генераторы. В этих случаях в схему дополнительно включается автоматический ввод резерва (АВР), который производит активацию резервного источника тока, если основной отключается.
Для того чтобы получить максимальную мощность, расположение ветряного генератора должно быть вдоль по направлению ветрового потока. Наиболее простые системы оборудуются специальными флюгерами, закрепляемыми на противоположном конце генератора. Флюгер представляет собой вертикальную лопасть, которая разворачивает все устройство навстречу ветру. В более сложных и мощных установках эта функция выполняется поворотным электромотором, под управлением датчика направления.
