Автономное электроснабжение частного дома своими руками

Введение

Как правило, больше всего сложностей возникает именно на данном этапе обустройства загородного дома.

Пожалуй, главная проблема — стоимость подключения к электросетям и согласование проектной документации и разрешительных документов. Будьте готовы решать множество бумажных вопросов.

В первую очередь нужно получить технические условия (ТУ) на электроснабжение. ТУ содержат сведения о выделяемой электрической мощности, порядок выполнения работ по электроснабжению дома. В них перечислены и требования:

• строго выполнять проект и согласовывать его возможные изменения с территориальным органом Госэнергонадзора;
• выполнять монтажные работы с привлечением организаций, имеющих соответствующие лицензии;
• проводить испытания системы энергоснабжения.

При выполнении всех условий, прописанных в ТУ, после окончания монтажа электроснабжения составляется акт допуска в эксплуатацию, который визирует инспектор Госэнергонадзора. Срок действия ТУ ограничен, как правило, одним годом. Если этот срок истек, а электрооборудование не подключено, придется получать новый комплект документов.

Следующий шаг — поиск подрядной организации, которая разработает проект электроснабжения дома. Идеальный вариант, когда проект электроснабжения и монтажные работы выполняет одна организация.

Итог работ — получение акта о допуске систем энергоснабжения в эксплуатацию. Дополнительно могут потребоваться согласования с Госэнергосбытом — организацией, которая занимается учетом потребления энергии и расчетами с потребителями.

В результате застройщик должен собрать комплект следующих документов:

1. договор на оказание услуг и выполнение работ между застройщиком и подрядной организацией;
2. проект электроснабжения, согласованный с Госэнергонадзором;
3. протоколы испытаний электрооборудования и электропроводки сертифицированной лабораторией;
4. акт выполнения электромонтажных работ организацией, имеющей соответствующую лицензию;
5. договор на электроснабжение между потребителем электроэнергии и Госэнергосбытом;
6. акт допуска в эксплуатацию электроустановки, завизированный инспектором Госэнергонад зора.

Еще до получения ТУ владелец загородного дома должен рассчитать, какой объем электроэнергии ему необходим, исходя из количества и мощности электроприборов. Усредненные значения потребляемой мощности некоторых электроприборов приведены в таблице ниже.

Усредненные значения полной потребляемой мощности некоторых электроприборов

Не забудьте учесть потребляемую мощность светильников. Обычно в таких приборах используются лампы накаливания мощностью 60–100 Вт, но их можно заменить более современными энергоэффективными лампами (25–35 Вт). Освещенность при этом останется прежней.

Бензо- газо- или дизель-генератор

Один из наиболее бюджетных вариантов системы резервного электроснабжения — это приобретение автономной электростанции – генератора.

Генераторы бывают дизельные, газовые и бензиновые.

Бензогенератор — автономное устройство, которое предназначено для обеспечения током электрических приборов и оборудования. Генератор оборудован двигателем внутреннего сгорания.

Один из главных плюсов покупки такого устройства — это низкая цена, варьируется от 4-х до 10-ти тысяч рублей, конечно, есть и гораздо более дорогие модели.

Такой генератор может обеспечить резервное электроснабжение загородного дома, квартиры. Его можно также брать при выездах на природу.

Бензогенератор не сможет обеспечить бесперебойное постоянное питание, его рекомендовано применять в аварийных случаях, время работы не должно превышать 5–7 часов, иначе двигатель может перегреться, что неминуемо приведет к поломке.

Работает генератор на 92 бензине, что также при постоянном использовании обойдется в «копеечку».

Видео:

При работе генератора необходимо оборудовать помещение вентиляцией, т. к. в процессе сгорания топлива в двигателе образуются выхлопные газы.

Так, для резервного электропитания в случаях аварийных отключений электричества, бензогенератор станет отличным решением.

Дизельный генератор может обеспечить бесперебойное питание от нескольких дней до нескольких недель.

Срок службы у него дольше, чем у бензинового генератора.

Из минусов дизельного генератора можно отметить: высокая цена такой автономной электростанции – от 20-ти тысяч рублей и до сотен тысяч.

При поломке такого агрегата ремонт и запасные части обойдутся также недешево

Также одно немаловажное обстоятельство то, что у дизельного генератора высокая шумность при работе

Для работы мощного дизельного генератора необходимо звукоизоляционное помещение с системой вентиляции. В отличие от бензинового генератора, при сгорании солярки пары выхлопа гораздо токсичнее.

Фото:

Наиболее оптимальное решение — это установка генератора за пределами дома. Но и тут есть свои подводные камни, так дизельный генератор не будет работать при температуре ниже -5 градусов.

Для использования в зимнее время лучше всего обзавестись специальным защитным чехлом.

Приобретение такого генератора будет обоснованным для использования помещения с большим количеством электроприборов.

Он экономичный и топливо для него обходится дешевле, чем бензин или солярка, но вместе с тем, цена на такую установку очень высока.

Для газового генератора необходимо подключение к системе газоснабжения, что не всегда удобно.

Инверторный генератор – пожалуй, самый прогрессивный вид генератора, обеспечивающий резервное электроснабжение.

Он обладает рядом преимуществ:

• небольшой вес (в несколько раз меньше, чем у обычного генератора);
• удобство;
• экономичность.

Инверторные генераторы работают на бензине или солярке, но расход топлива у них меньше на 30–40%.

Применение инверторного генератора рекомендовано для резервного питания бытовой и электронной техники.

Экономия топлива в таких генераторах происходит за счет автоматической регулировки оборотов. При уменьшении нагрузки генератор сам включает экономичный режим.

Заземление и молниезащита

Заземление — соединение части электрической сети или оборудования с заземляющим устройством (заземлителем).

Схема одной из систем заземления

Заземлитель представляет собой проводящую часть, находящуюся в контакте с землей, он может быть выполнен в виде металлического стержня или комплекса металлических элементов сложной формы.

Качество заземления определяется значением сопротивления заземляющего устройства, которое можно снизить, увеличивая площадь заземлителей или проводимость среды. Электрическое сопротивление заземляющего устройства определяют в проекте согласно требованиям Правил устройства электроустановок (ПУЭ).

Контур заземления приведен на рисунке ниже. Он устанавливается в свободной от застройки зоне участка.

Контур заземления

Заземлению подлежат:

• бытовые электрические приборы единичной мощностью свыше 1,3 кВт;
• металлические корпуса ванн и душевых поддонов (они должны быть соединены металлическими проводниками с трубами водопровода);
• металлические корпуса светильников, встраиваемых или устанавливаемых в подвесные потолки, которые выполнены с применением металла;
• металлические корпуса бытовых кондиционеров воздуха.

Заземлению также подлежит электрооборудование, которое обладает характеристиками, указанными ниже.

Электрооборудование, подлежащее заземлению

Для заземления бытовых приборов целесообразно использовать естественные заземлители.

Естественные заземлители

Заземлители следует устанавливать до начала электромонтажных работ. Работы по соединению арматуры фундаментов с арматурой стен должна выполнять строительная организация. Присоединение заземлителей к трубопроводам должно осуществляться либо сваркой, либо с помощью хомута. При невозможности использования естественных заземлителей применяются искусственные, например заземляющий контур, служащий как для заземления электроприборов в доме, так и для молниезащиты (рис. а,б).

Соединение заземлителя с главной заземляющей шиной (ГЗШ):

• а — посредством заземляющего контура;
• б — с помощью сборного штыря.

Молниезащита — это система устройств, обеспечивающая безопасность здания при электрических разрядах в атмосфере. Ее основная задача — изменять траекторию разрядов молнии и погашать ее энергию.

Молниезащита включает:

• молниеприемник — устройство, принимающее разряд молнии;
• токоотвод — элементы распределения электрического разряда;
• заземлитель — устройство погашения электрического разряда.

Существует несколько схем молниезащиты на основе различных видов молниеприемников:

• стержневого молниеотвода — металлического стержня, соединенного кабелями с заземлителем (рис. а);
• пространственной сетки, устанавливаемой на крыше дома, которая распределяет и гасит разряд в случае прямого попадания молнии (рис. б);
• натяжной системы, которая аналогична схеме работы стержневого молниеотвода, при это проводники натянуты по периметру защищаемой зоны (рис. в).

Схемы молниеотводов:

• а — стержневого;
• б — типа пространственной клетки;
• в — на основе натяжной системы.

Все вышеуказанные конструкции выполняют из стальных стержней, канатов или стальных сеток диаметром не менее 6 мм. Элементы в узлах соединяют сваркой.

Наиболее распространена конструкция стержневых молниеотводов. Они наиболее надежны и просты в изготовлении.

Молниеотводы на основе натяжной системы используют при устройстве кровли сложной формы. Применение молниеотвода типа пространственной клетки затратнее, поскольку требует большего количества материала плюс он сложнее в установке на крышу. Такая конструкция целесообразна, если крыша дома выше остальных объектов вокруг в радиусе 50 м.

Свое электричество

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.

Автономный источник электроснабжения: что лучше, солнце или ветер

Вопрос, какую автономную электростанцию выбрать, весьма важный, и многие люди серьезно задумываются над ним – каждая из систем имеет свои преимущества и недостатки

Обращают внимание на стоимость, эффективность работы и прочие показатели экономичности, которые, по сути, являются несущественными. А все потому, что присутствует один фактор, который сводит все эти моменты на «нет», и делает их второстепенными – это периодичность погоды

Сегодня ветрено, а завтра солнечно, а послезавтра может не оказаться ни того, ни другого. Даже река, если говорить о гидроэлектростанции, зимой замерзает, хотя это и поправимое дело.

Система автономного электроснабжения дома фото

В принципе, ответ на вопрос, какую автономную систему электроснабжения сделать, ясен – комбинированную. Именно она в состоянии бесперебойно обеспечивать дом электричеством, невзирая на погодные условия. Как правило, грамотно разработанное автономное электроснабжение частного дома предусматривает использование и энергии солнца, и энергии ветра. Перестраховщикам ко всему этому можно добавить небольшой дизель-электрогенератор или водяную мельницу, если рядом протекает река.

Освещение с помощью солнечных батарей

Сегодня многие люди у себя в частных домах и даже в квартирах устанавливают солнечные батареи. С их помощью можно не только экономить на электроэнергии, но и осветить гараж, в котором нет электричества.

Освещение гаража солнечными батареями

Несмотря на популярность такого способа подсветки, для гаража он вряд ли подойдет по следующим причинам:

• стоимость одной солнечной батареи и ее подключение обойдется в значительную сумму;
• установить такую систему своими руками без помощи специалистов вряд ли удастся;
• сложность системы подключения осветительных приборов и батарей к накопительной аппаратуре (аккумуляторам).

Но один раз потратившись на закупку и установку солнечных батарей, вы получите не только качественную автономную подсветку любого помещения, в том числе и гаража, но и сможете продавать государству избыток электроэнергии, который накопился.
Питать от такой системы можно светильник в 12 вольт. При этом их количество может достигать нескольких штук, что как раз подходит для данного помещения. Если есть потребность в напряжении в 220 вольт, тогда в данную систему нужен преобразователь на 12 вольт или инвертер.

Комплексные решения по электрике

В нашей работе мы часто сталкиваемся с проблемами в электрике и электроснабжении частных коттеджей, которые требуют комплексного подхода. К таким проблемам можно отнести: периодические отключения электричества, нестабильное напряжение, некорректно сделанная электрика.

Периодические отключения электричества

Обладая большим опытом реализации проектов по бесперебойному питанию как для частных домов, так и для различных отраслей промышленности и медицины, мы предложим самое оптимальное решения для вас под заданный бюджет. Отключения электричества больше не будут доставлять дискомфорт.

Нестабильное напряжение

Электрика

Электрика в доме, которая сделана с серьезными нарушениями, может привести к пожарам, поражениям током, выходу бытовых приборов и электроники из строя. Часто в электрощите стоят просто морально и физически устаревшие автоматы, УЗО и дифы. В соответствии с нормативами и стандартами (ПУЭ 7, ГОСТ, СНиП и проч.) мы осуществляем сборку и переборку щитов. При вашем желании, мы можем уставить различную автоматику, мониторинг напряжения и нагрузки, сделать подготовку под монтаж генератора и т.д.

Купите ИБП для дома на длительное время автономной работы по лучшей цене с профессиональным монтажем по Москве, Московской области и всей России.

Способ 3 — Потенциал между крышей и землёй

3. Достаточно большую разность потенциалов можно создать между крышей дома и землёй. Если на крыше поверхность металлическая, а в земле – ферритовая, то можно добиться разницы потенциалов в 3 В. Увеличить этот показатель можно за счёт изменения размеров пластин, а также расстояния между ними.

Электрические счетчики будут учитывать эту энергию?

Все зависит от типа электросчетчика. Бывают счётчики с одним шунтом (с одним измерительным элементом) – самые распространённые и двух шунтовые (с двумя измерительными элементами). Одно шунтовые как раз не учитываю ноль – так как измерительный шунт у них расположен на фазе.

Сколько электричества можно получить?

Все зависит от количества абонентов в сети и мощности всей проводки. Обычно это где-то 3-10 вольт. Если подключить повышающий трансформатор, то можно зажечь светодиодную лампу. Напряжение после повышающего трансформатора порядка 100-220 В.

Другие автономные системы электроснабжения дома

Электроэнергия для автономного электроснабжения дома должна вырабатываться беспрерывно, быть экологически чистым источником энергии. Основные источники энергии, используемые для получения электроэнергии — это ветер, вода, биомасса, источники геотермальной и солнечной энергии.

Создание автономного электроснабжения частного дома на солнечных панелях достаточно выгодно. Уже через несколько лет вы будете иметь совершенно бесплатную электроэнергию в течение срока службы солнечных панелей (40 и более лет). Окупаемость во многом будет зависеть от источника приобретения солнечных панелей и другого оборудования.

Варианты автономного электроснабжения на солнечных батареях и ветрогенераторе

Приобрести в Китае это оборудование будет значительно выгоднее, чем в странах запада, а по качеству и сроку службы они мало, чем отличаются. Основным недостатком энергии от солнечных панелей является большая площадь покрытия панелями крыши и уход за ними, который заключается в очистке панелей от снега.

В качестве дополнительного оборудования для работы солнечных панелей, используют инверторы, необходимые для преобразования постоянного тока в переменный и батареи аккумуляторов, число которых зависит от мощности вашей солнечной электроустановки.

Устанавливаются такие автономные источники солнечной энергии без всяких разрешительных документов. Энергию ветра используют в местностях, где есть ветер. Для работы ветровых электроустановок потребуется инвертор. Высота ветровых электроустановок зависит от силы ветра, к примеру, в городских районах высоту башни делают более 10 метров.

Варианты автономного электроснабжения на солнечных батареях, ветряке и генераторе

Власти могут потребовать разрешительные документы, объясняя это тем, что ветряки являются препятствием перелета птиц. Ветровые турбины создают немало шума. Ветровые установки также быстро окупаются и являются хорошим источником автономного электроснабжения дома. Использование энергии воды подходит в местностях, где имеются речки, озера. В небольших масштабах, где отсутствует экологические последствия, использовать водяные турбины достаточно выгодно.

В этом случае нужно будет оформить разрешительные документы на установку водяной турбины. Чтобы определить выгодна эта или другая система автономного электроснабжения частного дома, нужно сделать расчет всех затрат на приобретение, установку, вычислить срок окупаемости автономных энергосистем и сделать соответствующий вывод. Однако использовать автономное электроснабжение будет намного выгоднее, чем пользоваться источником промышленных электросетей.

Помогла вам статья?

ДаНет

Типы систем резервного электроснабжения длительного действия для загородного дома или коттеджа

Организация резерва электрической энергии для коттеджа оправдана в том случае, когда она регулярно поступает с длительными перебоями или же напряжение в сети не соответствует нормам. С серьезными нарушениями потенциала стабилизаторы не справятся, поэтому дополнительный источник тока должен покрывать основные потребности в освещении и работе вспомогательного оборудования.

Обычно резервное электроснабжение и бесперебойное питание сетей дома осуществляется при помощи «бесперебойника» UPS на аккумуляторах или газового генератора. Почему газового? Дело в том, что этот выбор обусловлен незначительными расходами на топливо и простыми правилами эксплуатации.

Оборудование дополнительного энергоснабжения должно проявлять мгновенную реакцию на падение или отключение напряжения, а также обеспечивать работу основных потребителей довольно продолжительное время. Бесперебойные конструкции бывают двух типов: одноступенчатые и двухступенчатые.

Одноступенчатые системы для обеспечения резерва электроэнергии

По сути это обычная аварийная схема бесперебойного питания, с той лишь разницей, что здесь применяются более мощные и емкие АКБ. Специалисты утверждают, что такое несложное решение поможет там, где перебои не столь частое явление, а требования к мощности источника не категоричны. Если требования к продолжительности функционирования оборудования будут увеличиваться, то возникает необходимость применения батарей большей мощности и емкости. Однако такое решение связано с некоторыми проблемами:

• Литий-ионные АКБ и так недешевы, а с ростом емкости цена будет расти пропорцтонально.
• Батареи со свинцовыми пластинами дешевле, но занимают много места и требуют особых условий эксплуатации, потому что содержат кислоту.
• Чтобы быстро зарядить АКБ до следующего отключения сети, нужен зарядный ток большой величины и мощности домашней сети может быть недостаточно.
• Эксплуатационный ресурс аккумулятора составляет до 2 000 циклов «заряд-разряд», поэтому дорогую АКБ придется менять через каждые 2-3 года.

Двухступенчатый метод обеспечения резерва электропитания

Двухступенчатая система для организации надежного резервного электроснабжения загородного дома включает генератор и источник бесперебойного питания. Принцип ее работы прост – сразу после сбоя штатного электропитания включается ИБП, отвечающий за аварийную схему. Далее запускается генератор.

Такая конструкция не нуждается в мощном аккумуляторе, потому как он включается только на короткое время и нагрузка минимальна. Ресурс батареи в этом случае расходуется экономно, поэтому ее срок службы составляет более 10 лет. При этом стоит запомнить, что АКБ от автомобиля не подойдет для использования в ИБП. Мощность электрогенератора не ограничивается и зависит от потребностей пользователя.

Единство трёх сред

Самой популярной средой в этом случае является почва. Дело в том, что земля – это единство трёх сред: твёрдой, жидкой и газообразной. Меду мелкими частичками минералов расположены капли воды и пузырьки воздуха. Более того, элементарная единица почвы – мицелла или глинисто-гумусовый комплекс представляет собой сложную систему, обладающую разницей потенциалов.

На внешней оболочке такой системы формируется отрицательный заряд, на внутренней – положительный. К отрицательно заряженной оболочке мицеллы притягиваются положительно заряженные ионы, находящиеся в среде. Так что в почве постоянно происходят электрические и электрохимические процессы.  В более гомогенной воздушной и водной среде таких условий для концентрации электричества нет.

Ветроэлектрические установки

Вторая по популярности автономная система энергообеспечения – ветряная. Для получения электроэнергии используются ветрогенераторы.

По сути, это обычные генераторы, на ротор которых надеты лопасти. За счет ветра ротор вращается и происходит генерация электричества.

Из положительных качеств ветрогенераторов отмечается достаточно компактные размеры, относительная бесшумность работы, экологичность, долговечность. Также существует возможность самодельного изготовления такого генератора.

Но недостатков у ветряной системы больше. Первый из них – стоимость, обойдутся ветряные генераторы не дешево.

Учитывая то, что КПД ветрогенераторов невысокая, то для полного обеспечения дома электричеством, потребуется установка трех и более ветряков небольшой мощности или же одного, но достаточно производительного. И в обоих случаях затраты на приобретение будут значительными.

Опять же необходимо учитывать и климатические условия. В зонах, где средний годовой показатель скорости ветра не превышает 8 м/с, использовать ветрогенераторы будет нецелесообразно, поскольку они неспособны будут работать в оптимальном режиме.

Стоит также учитывать, что в дни полнейшего безветрия можно остаться без электричества, поэтому использовать ветряную автономную систему энергообеспечения лучше, если имеется резервный источник электроэнергии.

Автономные инверторы напряжения, виды, устройство и принцип работы, как выбрать