Источники автономного электроснабжения дома, или как рационально использовать дары природы. Система электроснабжения частного дома Автономное электроснабжение своими руками
Автономное электроснабжение — актуальная тема для России. В большинстве некрупных населенных пунктов имеющиеся сети достигли высокой степени изношенности и не могут обеспечить электроэнергией всех потребителей. Есть и более неутешительные данные — 60 % территории страны не могут быть подключены к сети в принципе. Самыми первыми нехватку энергии ощущают владельцы частных домов и дач. Но они не единственные, кто в ней нуждается. С этой проблемой сталкиваются метеостанции, фермерские хозяйства, базовые станции сотовой связи, научные станции и т. п.
Раньше автономное электроснабжение дома обеспечивалось бензиновыми генераторами. Но такое решение не является оптимальным, поскольку генераторы требуют постоянной дозаправки топливом, им необходимо проводить регулярное ТО, и ресурс их не такой длительный, как хотелось бы. Еще один ощутимый минус — плохое качество тока на выходе.
Инверторы как источник автономного электропитания для частного дома
Значительно повысить работоспособность системы способно подключение к генератору силовых инверторов с зарядными устройствами и емких аккумуляторных батарей, которые работают как источник автономного электроснабжения частного дома на высоком уровне.
В таком случае генератор функционирует не весь день, а только то время, которое необходимо для пополнения заряда батарей. Остальные часы все системы загородного дома работают от энергии аккумуляторов, которая преобразуется инвертором в переменный ток с чистым синусом.
Как только аккумуляторы разряжаются, инвертор вновь подключает к работе генератор, обеспечивая переменным током нагрузку и одновременно пополняя заряд батареи. Автономное электропитание, организованное по такому принципу, обеспечивает надежную работу техники, так как переключение между питанием нагрузки от аккумуляторов и генератора происходит автоматически.
Регулирует работу всех устройств инвертор, управление которым возможно при наличии специальных фирменных системных контроллеров. Можно запрограммировать систему, прописав несколько вариантов развития сценария:
- генератор включается при падении уровня напряжения или степени заряда аккумуляторов;
- подключение генератора также может быть связано с увеличением нагрузки;
- автономное энергоснабжение от генератора можно запрограммировать на определенные часы (например, разрешить его работу в дневное время и запретить в ночное).
Использование инверторов и аккумуляторов позволяет продлить срок службы генератора и уменьшить цену содержания объекта, существенно уменьшив расходы на покупку топлива и техническое обслуживание. При этом обслуживание компонентов инверторной системы не требуется.
Работа инверторов с альтернативными источниками резервного питания
Современные силовые инверторы вместе с аккумуляторами позволяют обеспечить автономную работу всех домашних бытовых приборов за счет использования альтернативных источников электроснабжения. В этом случае в гибридную систему включаются, помимо генератора, солнечные панели и ветрогенератор. Также система резервного электроснабжения может функционировать только с возобновляемыми источниками энергии.
Энергию солнца или ветра аккумуляторные батареи могут накапливать при помощи специальных контроллеров заряда в те моменты, когда она доступна. При достаточном уровне заряда АКБ инверторы преобразуют постоянный ток аккумуляторов в переменный с чистой синусоидой, который используется для поддержания работоспособности бытовых приборов и техники.
Еще один вариант применения инверторов — построение систем бесперебойного питания в ситуациях, когда подключение к сети есть, но не отличается стабильностью. Автономный источник питания на базе инверторов с аккумуляторными батареями и солнечными панелями в этой ситуации используется не только при исчезновении напряжения в стационарной сети, но и для приоритетного использования энергии солнца в целях экономии сетевой электроэнергии.
Для работы с альтернативными источниками энергии: солнечными панелями и ветрогенераторами хорошо подходят инверторы Victron серии Phoenix Inverter мощностью от 1,2 кВА до 5 кВА .
Инвертор Victron серии Phoenix представляет собой профессиональное техническое устройство для преобразования постоянного тока в переменный. Разработанный с применением гибридной технологии ВЧ, он рассчитан на соответствие самым высоким требованиям. Его функция заключается в обеспечении питанием любой автономной системы электроснабжения с необходимостью получения высокого качества тока на выходе со стабильным напряжением в виде чистой синусоиды. В быту напряжение с чистым синусом требуют такие приборы, как газовый котел, холодильник, микроволновка, телевизор, стиральная машина и прочее.
Полностью автономное электроснабжение частного дома с различными бытовыми электроприборами требует как высокого качества напряжения, так и возможности инвертора справляться с пусковыми токами трудных нагрузок (компрессор холодильника, электродвигатель насоса и т.п.). Удовлетворить эту потребность может функция SinusMax инвертора Phoenix. Она обеспечивает двукратную кратковременную перегрузочную способность системы. Более простым и ранним технологиям преобразования напряжения это не под силу.
Энергопотребление инвертора:
- на холостом ходу: от 8 до 25 Вт в зависимости от модели;
- в режиме поиска нагрузки: от 2 до 6 Вт, этот режим сопровождается регулярным включением системы каждые две секунды в течение короткого периода времени.
- при постоянной работе в энергосберегающем режиме (AES): от 5 до 20 Вт.
Автономные системы электроснабжения позволяют осуществлять собственное управление и мониторинг через подключение инвертора к компьютеру. Для своих инверторов компания Victron Energy разработало программное обеспечение VEConfigure. Подключение осуществляется через интерфейс MK2-USB.
Инверторы Phoenix Inverter и Phoenix Inverter Compact могут работать как в параллельных конфигурациях (до 6 инверторов на фазе), так и в 3-х фазных. Оптимальные в соотношении «цена/качество» они подходят не только для дома, но и для автономного электроснабжения транспорта, мобильных комплексов.
Система автономного электроснабжения частного дома
Система автономного электроснабжения дома может включать в себя не только инвертор и альтернативные источники энергии, но и генератор. Инверторная система включит генератор в случае необходимости подзарядки аккумуляторов. Для запуска генератора можно использовать или встроенное реле инвертора или реле аккумуляторного монитора BMV-700. По достижении необходимого уровня заряда, генератор отключается. Далее питание нагрузок опять начинают обеспечивать аккумуляторы. Такая схема позволит полноценно обеспечивать электричеством удаленный дом даже при временном отсутствии солнца или ветра.
Аккумуляторы для автономного энергоснабжения
Компания «Вега» предлагает свинцово-кислотные аккумуляторы для автономного энергоснабжения хорошо себя зарекомендовавших брендов:
Эти аккумуляторы выполнены по технологии GEL, устойчивы к глубоким разрядам, не требуют технического обслуживания и долива воды, имеют большее количество циклов, чем AGM-аккумуляторы.
При правильно подобранной системе и обеспечении разряда не более чем на 50%, ресурс аккумуляторов может достигать около 1000 циклов. Установив такую систему у себя дома или на подконтрольном объекте, вы убедитесь в ее безупречной многолетней службе.
- Варианты базовых инверторных систем резервного электроснабжения PracticVolt на базе инверторов Victron Energy
Цена: 39 793 руб.
Рекомендуются для бесперебойного питания газового котла и циркуляционных насосов загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 800 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.
Цена: от 106 474 руб.
Рекомендуются для бесперебойного питания газового котла, циркуляционных насосов и бытовой техники загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 1600 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.
Цена: от 168 710 руб.
Рекомендуются для бесперебойного питания электроприборов и бытовой техники загородного дома, коттеджа или других объектов с мощностью нагрузки до 5000 ВА. В состав системы PracticVolt входит инвертор Victron и необслуживаемые аккумуляторы большой емкости.
| Бренд: | Victron |
|---|
Цена: от 434 143 руб.
Нет возможности подключить частный дом или коттедж к электросети? На этот случай компания «Источник Света» предлагает разумную и выгодную альтернативу – автономное электроснабжение. Мы оказываем услуги в сфере его проектирования и монтажа. В нашей компании работают первоклассные специалисты. Кроме того, в нашем распоряжении имеется превосходное современное оборудование. Все это позволяет выполнить работы максимально качественно и точно в установленный срок.
Преимущества систем автономного электроснабжения
Многие владельцы частных домов, не имея возможности подключиться к централизованной сети, используют мобильные генераторы. Такие устройства работают на газовом, бензиновом и дизельном топливе. Однако они обладают массой недостатков, которыми не обладают автономные системы электроснабжения:
огромный расход топлива;
слишком большой стартовый ток;
быстрый износ двигателя.
Использовать подобные устройства крайне нерационально. Они выдают высокую мощность, которая совершенно не требуется для бытовых нужд даже в большом коттедже. Около 70% мощности попросту не расходуется. Автономное электроснабжение дома позволяет эффективно обеспечить дом электричеством и избежать лишних финансовых затрат.
Прокладка собственной электросети в новом поселке – это также не лучшее решение. Для этого необходимо установить трансформаторную подстанцию и проложить линии электропередач. Это требует огромных денег, оформления массы документов и много времени на согласование в контролирующих органах. В данном случае автономное электроснабжение загородного дома также является максимально простой и выгодной альтернативой.
Почему стоит обратиться к нам?
Компания «Источник Света» – это превосходные готовые решения. Есть масс причин выбрать именно нас. Вот некоторые из них:
индивидуальный подход . Мы максимально точно оцениваем, какое количество электроэнергии нужно в Вашем коттедже и на участке. Смонтированная нашими специалистами система автономного электроснабжения загородного дома будет работать максимально эффективно и экономно;
современные аккумуляторы. Они работают по принципу накопления и рационального расходования электроэнергии;
Возможность исключить перегрузки сети. Этого удается добиться благодаря автоматическим запуску и остановке генератора. Он работает на дизельном топливе или бензине;
стабильность электрического напряжения. Система автономного электроснабжения дома от компании «Источник Света» позволяет полностью исключить перепады мощности. Таким образом, Ваша сеть будет защищена от износа и аварий;
полностью автоматизированная система управления. Генератор включается и выключается автоматически, а сеть работает безостановочно. Такая система делает жизнь в коттедже комфортной.
Как мы работаем?
Чтобы заказать монтаж оборудования, просто позвоните нам. Наши специалисты приедут к Вам, посоветуют наиболее приемлемый вариант, рассчитают стоимость материалов и работ. Если она Вас устроит, то мы заключим с Вами договор.
Работы выполняются строго в установленные сроки и согласно заранее составленному детальному проекту.
Кроме стандартных систем, мы устанавливаем автономное электроснабжение дома на солнечных батареях . Такие системы сегодня становятся все более востребованными у владельцев дачных домов и коттеджей.
Мы выполняем работы по разумным ценам. Компания «Источник Света» стремится к тому, чтобы каждый клиент остался доволен сотрудничеством с нами. Поэтому Вы можете быть уверены в высоком качестве и надежности устанавливаемых нами систем.
Резервное электроснабжение Автономное электроснабжение Системы с солнечными батареями Библиотека См. также полную карту нашего сайта со списком всех статей. Купить готовые системы электроснабжения вы можете у нас, мы бесплатно подберем …
7 причин иметь систему автономного электроснабжения Обострившиеся в последнее время проблемы с подключением загородных домов и удаленных объектов к сетям централизованного электроснабжения вынуждают к поиску альтернативных способов электроснабжения. Большой интерес …
Автономные и резервные системы электроснабжения с соединением на стороне переменного тока Каргиев В.М. Компания «Ваш Солнечный Дом» Использование сетевых инверторов совместно с батарейными инверторами в автономных системах В последнее время …
Собственная солнечная электростанция — за и против Рассмотрим следующие варианты фотоэлектрических систем не соединенные с сетью работающие параллельно с сетью с аккумуляторными батареями работающие параллельно с сетью без аккумуляторных батарей …
Методы построения гибридных автономных и резервных систем электроснабжения Каргиев В.М., кандидат технических наук, Компания «Ваш Солнечный Дом» Доказано, что гибридные системы электроснабжения с использованием возобновляемых источников энергии являются экономически обоснованным …
Энергоэффективность — важный элемент автономной энергосистемы Дешевле (и лучше для окружающей среды) улучшить эффективность использования энергии в вашем доме, чем производить больше энергии для того, чтобы покрыть недостаток энергии. Перед …
Замечания по работе аккумуляторов в генераторно-аккумуляторной системе Автор: Каргиев В.М., «Ваш Солнечный Дом» При использовании информации ссылка на источник обязательна. См. Копирайт Аккумуляторы для работы в автономной системе электроснабжения на …
Гибридные системы с использованием оборудования Rich Electric На базе оборудования Rich Electric можно строить гибкие продвинутые и высокоэффективные системы автономного и резервного электроснабжения. При этом возможно применение как солнечных и …
Выбор сечения кабеля По кабелям, соединяющим инвертор и аккумуляторные батареи, протекает очень большой ток. Поэтому необходимо правильно выбрать сечение кабеля исходя из максимальных токов, которые может потреблять инвертор. Очень важно, …
От электричества зависит множество удобств в жилых и бытовых зданиях. Однако перебои энергии не редкое дело в городах и пригородах. Для удаленных от цивилизации населенных пунктов проблема тем более насущна — иногда провести электросеть там попросту невозможно . В таких случаях остро встает вопрос независимой выработки тока.
Автономное электроснабжение способно обеспечивать постройки энергией в нужном количестве. При этом не возникает коротких замыканий, соблюдается стабильность напряжения, аварийные ситуации практически не происходят. Подключение подобного оборудования не настолько сложное, как зависимое от общих сетей и, зачастую, окупается за более быстрые сроки.
Выбор личного источника электричества – ответственное занятие, требующее изучения нюансов . Особенно это касается случаев, когда система изготавливается своими руками.
Альтернативных ресурсов существует не так много, но каждый из них имеет свои плюсы и минусы под определенные ситуации.Какие бывают системы автономного электроснабжения?
Все источники независимого электричества делятся на генераторы, аккумуляторы и солнечные батареи.
- Топливные
Работают на сжигании дизеля, бензина, угля, газа или иного вещества.
- Бестопливные
Используют ветровую энергию для преобразования в электричество. Сюда же можно отнести гидроэнергию, основанную на заборе воды, и геотермальные источники.
Действуют за счет поглощения и накопления тепла солнечных лучей.
Аккумуляторы
Сами заряжаются от электричества и в его отсутствие отдают накопленный резерв.
Как выбрать для квартиры, дома, дачи?
Выбрать подходящее автономное электроснабжение дома не так сложно, если учитывать некоторые параметры.Первое на что нужно опираться — количество и характер систем, потребляющих энергию . Обычно к списку таких систем относятся кондиционирование, отопление, насосное водоснабжение из скважины. Также необходимо учитывать число часто пользуемых бытовых электроприборов и холодильное оборудование. Все перечисленное требует бесперебойного питания, что может предоставить любой независимый источник.
Вторым этапом выбора станет вычисление общей мощности. Показатели потребления каждого прибора складываются между собой. Итоговое автономное электроснабжение загородного дома, дачи или квартиры должно превышать полученную сумму на 20-30%.
Стремительный рост цен на электроэнергию вынуждает дачников искать альтернативу централизованным поставкам переменного тока.
Там же, где перспектива электрификации отодвинута на долгие годы или расходы на подключение к внешним сетям слишком велики, автономные установки выходят на первый план.
Слабо разбираясь в тонкостях энергоснабжения, далеко не каждый человек способен проанализировать, какое автономное энергоснабжение загородного дома экономически выгодно. Мы постараемся помочь в этом вопросе и рассмотрим три возможных варианта энергообеспечения: бензогенераторную установку, аккумуляторный преобразователь и солнечную батарею.
Главными критериями выбора для аккумуляторного преобразователя и солнечной батареи являются: стоимость оборудования, срок его эксплуатации до списания и как результирующий фактор – цена 1 кВт часа электроэнергии, выработанной за все это время.
Для бензинового генератора расчет будет другим. Здесь на первом плане находится расход и цена топлива. Используя эти параметры и учитывая стоимость самого генератора, мы получим цену 1 кВт часа «бензинового» электричества.
Инверторный бензогенератор
На сегодняшний день этот агрегат чаще всего используется для резервного энергоснабжения загородных домов. Причина такой популярности – доступная цена генератора и простота его использования. Никакого монтажа и настройки. Залил бензин, нажал кнопку и получил свет.
Однако, любой комфорт имеет свою цену, и она у бензогенератора весьма велика. Давайте подсчитаем, во сколько обходится 1 Киловатт час электричества, выдаваемого этим устройством.
Для расчета возьмем однофазный генератор HERZ IG2200E (Германия) мощностью 2 кВт.
- Затраты на покупку — 21000 руб.
- Ресурс генератора — 4000 часов.
Себестоимость киловатта рассчитывается следующим образом:
При нагрузке 2000 Вт расход бензина АИ-92 по паспорту генератора составляет 1,4 л/час (стоимость топлива принимаем равной 36 руб.) Получаем цену 1кВт*ч = 36х1,4/2=25,2 руб.
Стоимость генератора делим на его моторесурс и получаем: 21 000 руб./4 000 часов = 5,25 руб.
В итоге себестоимость 1кВт*ч = 25,2 + 5,25 = 30,45 руб.
Цена 1 кВт часа сетевой электроэнергии для Московской области в первом полугодии 2016 года составляет 5,03 руб. Мы видим, что у бензогенератора она получилась в 6 раз дороже.
Выводы:
- Применять бензогенератор для долговременного электропитания дома невыгодно.
- Применение генератора (за исключением установок с автозапуском) требует присутствия человека — завести, долить бензин и следить за работой.
Использование бензоненератора на даче экономически оправдано только в качестве аварийного либо резервного источника питания. При отсутствии внешних электросетей его лучше эксплуатировать непродолжительное время (4-5 часов в сутки).
Сегодня многие производители выпускают универсальные установки, работающие как от бензина, так и от баллонного газа. Поскольку стоимость сжиженного газа почти в 2 раза меньше, чем у бензина, то экономически выгоднее получать электроэнергию именно от этого вида топлива.
Аккумуляторный преобразователь
Принцип работы данной установки заключается в циклической зарядке мощных аккумуляторов и их последующей медленной разрядке в сеть электроснабжения дома. При этом в специальном устройстве – инверторе происходит преобразование аккумуляторного тока из постоянного с напряжением 12-24 Вольт в переменный 220 В.
Подобные автономные источники энергоснабжения нужно заряжать от квартирной сети в городе, а на даче пользоваться электричеством, которое запас аккумулятор.
Домашние умельцы должны знать о том, что стандартный стартерный аккумулятор от автомобиля для такого преобразователя не подойдет. Он создает мощный ток за короткий промежуток времени. Здесь же нужен небольшой ток, который питает сеть несколько часов. Поэтому инверторный преобразователь работает со специальными необслуживаемыми аккумуляторами, которые в 3-4 раза дороже автомобильных батарей такой же емкости.
Высокая стоимость в данном случае себя вполне оправдывает. Срок эксплуатации таких аккумуляторов составляет 8-9 лет, то время как автомобильные не служат больше трех.
Цена готового комплекта аккумуляторного преобразователя, состоящего из инвертора, и двух батарей по 200 Ач каждая, составляет около 110 000 рублей.
Потребная емкость аккумуляторов для его работы определяется по такой формуле:
Емкость аккумулятора (Ач) = Мощность потребления (Вт) х Время разрядки (час) х КПД (0,7) * 1.2 (коэффициент запаса) / Напряжение аккумулятора (В)
Получается, что для обеспечения током бытовых приборов общей мощностью 1500 Ватт в течение 5 часов нам потребуются аккумуляторные батареи емкостью 1500х5х0,7х1,2/12= 446 Ач. Это почти столько, сколько предлагается покупателю в комплекте за 110 000 рублей.
За 8 лет работы аккумулятора на его подзарядку потребуется 21 600 Киловатт часов электроэнергии по «городской» цене 5,03 руб.
Стоимость одного автономного киловатта в этом случае мы определим так:
- Стоимость электроэнергии для зарядки аккумуляторов (за 8 лет работы) составляет 21 600 х 5,03 руб. = 108 648 руб.
- Стоимость оборудования – 110 000 рублей.
Всего расходов у нас получилось 218 648 рублей. Цена одного киловатта – 218 648/21 600 = 10,12 руб. Как мы видим, аккумуляторный преобразователь дает электричество в 3 раза дешевле, чем бензогенератор (10,12 против 30,45 руб.) и в 1,7 раза дешевле, чем газовая генерирующая установка.
Солнечная батарея
Для рассмотренных технологий автономного электроснабжения загородного дома нужна подпитка извне (бензин и электричество). Солнечная батарея выгодна тем, что берет энергию прямо на месте. Ей не нужна дозаправка топливом и перезарядка аккумуляторов. Она не отравляет воздух выхлопными газами и не создает шума.
Гарантийный срок эксплуатации современных солнечных панелей составляет 25 лет. Этого вполне хватает для полной окупаемости расходов и снижения стоимости киловатт часа.
Рассмотрим подробнее, что может дать солнечное автономное электричество дачному дому и насколько выгодно его использование.
Стоимость солнечных батарей нельзя назвать низкой. Так за монокристаллическую гелиопанель, которая вырабатывает в час 150 Ватт электричества, придется заплатить от 11 000 рублей.
В практическом плане использования солнечной энергии нужно говорить не об одной батарее, а о комплектной фотоэлектрической станции. Она состоит из 4-х солнечных панелей, двух мощных аккумуляторов емкостью по 200 А*ч каждый, инвертора напряжения (преобразует постоянный ток 12 вольт в переменный 220 Вольт) и контроллера.
За один солнечный день такая система выдает 2,5 кВт/ч электричества. Этого вполне хватает для электроснабжения небольшого дачного дома. Принимая в расчет пасмурные дни, будем считать, что средняя выработка энергии составляет 1,5 кВт/ч в сутки.
При средней стоимости «солнечного» комплекта в 130 тысяч рублей он проработает не менее 25 лет. Аккумуляторы столько не живут, поэтому за это время нам придется поменять их 2 раза. Стоимость аккумуляторов составляет 30 000 рублей. Расходы на весь период эксплуатации гелиоустановки составят: 130 000 +(30 000х2 = 60 000) = 190 000 рублей.
За 25 лет станция сгенерирует нам 1,5 кВт/ч *365 дней*25 лет = 13688 кВт/ч. Разделив стоимость расходов на солнечную станцию на общее количество полученного электричества, мы получаем 13,9 рублей за один киловатт. Это в 2,75 раза дороже сетевого тарифа, но зато гарантирует пользователю полную энергонезависимость.
Если учесть тот факт, что солнечные технологии не стоят на месте, то в скором времени мы получим более емкие и дешевые аккумуляторы, а также батареи с повышенным КПД и сроком службы.
Подводя итог нашего мини-исследования, выставим оценки рассмотренным вариантам . Итак, наибольшая стоимость автономного электричества получается у бензинового генератора (в 6 раз дороже сетевого). На втором месте стоят сразу две установки: газовый генератор и солнечная станция.
Формально пальму первенства придется отдать аккумуляторному преобразователю, поскольку у него цена энергии самая низкая (10,12 руб). Однако, с ним может поспорить солнечная батарея. Она полностью автономна и не загрязняет воздух вредными выбросами.
