Вашему вниманию предлагается рассмотреть четыре типовых решения создания солнечной электростанции своими руками для снабжения электричеством вашего загородного дома или дачи.

Ваши конструкторские и дизайнерские основы, использованные при строительстве дома, для эффективной работы собранной электростанции должны удовлетворять только одному объективному требованию - наличие свободной поверхности, на которой возможно расположить солнечные батареи рабочей поверхностью, обращенной на ЮГ. Остальные производственные моменты просты и легки для понимания и сводятся только к сбалансированному приведению ваших электрических потребностей к вашим установленным мощностям.

Солнечная электростанция ЭСЭ-Микро

Используя систему ЭСЭ-Микро , Вы сможете провести свет у Вас на даче, насладиться работой телевизора, использовать погружной насос "Малыш" малой мощности 400 Вт для водоснабжения. Приезжая на дачу, Вы всегда сможете оставаться на связи, так как Вам будет где зарядить ваши мобильные устройства. А находясь в загородном доме с ноутбуком и модемом, Вы сможете не прерывать ваше общение с друзьями в социальных сетях, так как ноутбук тоже будет работать, используя электричество, которое Вы выработали сами, используя Электростанцию Свободная Энергия ЭСЭ - Микро.

Если Вы решите, что в вашем загородном доме будут использоваться ещё электроприборы с большей потребляемой мощностью (холодильник, электрочайник, фен, насосы, микроволновая печь, утюг, стиральная машина, поливочное оборудование и газонокосилки), то системы "ЭСЭ - Микро" Вам может не хватить. Наращивая свои потребительские мощности, мы рекомендуем обратить внимание на другие наши электростанции большей мощности: ЭСЭ-1 , ЭСЭ-2 , ЭСЭ-3 . Эти станции выглядят аналогичным образом, как показано на схеме, только используют большее количество солнечных батарей и имеют большую производительность электроэнергии и оборудования.

Готовые комплекты солнечных электростанций

Рассматривая для своего загородного дома или дачи решение проблемы электроснабжения в целом или решая частные задачи по улучшению качества и стабильности в электрификации вашего объекта, пожалуйста, имейте ввиду, что, используя солнечные батареи, мы готовы обеспечить самые различные ваши потребности в электричестве. Мы сможем предложить Вам индивидуальный подход к вашему проекту в расчете, сборке и установке солнечных батарей для вашего дома согласно вашим пожеланиям по улучшению быта и пребывания у Вас на участке.

О дним из самых интересных способов выработки электроэнергии являются солнечные батареи. На сегодняшний день стало актуально использование систем солнечных батарей для электроснабжения небольших объектов, таких например как частный дом.

П ростейшая система состоит из следующих элементов: солнечных батарей, контроллера заряда, аккумуляторов и инвертора.

Солнечные батареи

С олнечная батарея состоит из фотоэлементов, соединенных последовательно и параллельно. Все фотоэлементы располагаются на каркасе из непроводящих материалов.

Ф отоэлемент состоит из двух слоев полупроводников с «n» и «p» проводимостью. К слоям с разных сторон припаяны контакты. При попадании света на «n» слой за счет фотоэффекта образуются свободные электроны, которые пересекают p-n переход и образуется разность потенциалов ЭДС, величина которой зависит от многих факторов, таких как интенсивность солнечного излучения, площади фотоэлемента, конструкции, температуры поверхности. Основной материал для изготовления фотоэлементов - кремний.

Р азность потенциалов одного фотоэлемента составляет порядка 0,45-0,47В, что слишком мало, чтобы получить достаточную мощность, поэтому фотоэлементы соединяют последовательно, повышая тем самым разность потенциалов, и параллельно, увеличивая ток.

С олнечные батареи состоят из солнечных модулей, которые в свою очередь складываются из фотоэлементов.

Д ля примера рассмотрим характеристики солнечного модуля на 12Вт:

Количество элементов - 36шт;

Номинальная мощность - 12Вт;

Номинальное напряжение - 12В;

Напряжение максимальной мощности - 17В;

Напряжение холостого хода - 21,8В;

Ток короткого замыкания - 0,88А;

Ток максимальной мощности - 0,71А;

Габаритные размеры - 285х425х27;

Площадь - 0,12м2;

Масса - 1,8кг;

Рабочая температура - от -50 до +75С.

С олнечные батареи с номинальным напряжением 12В выпускаются с диапазоном мощностей 12-140Вт, панели на более высокое напряжение соответственно будут иметь более высокие показатели мощности.

Д ля чего же нужно повышенное напряжение 17В, если номинальное напряжение аккумулятора составляет 12В?

С огласно данным руководства по эксплуатации широко применяемых свинцово-кислотных аккумуляторных батарей(АБ) технологии AGM, напряжение подзаряда АБ составляет 2,27В/эл.

Б атарея 12В содержит 6 элементов с номинальным напряжением 2В, следовательно в режиме эксплуатации необходимо поддерживать на батарее напряжение не ниже 6х2,27=13,62В.

В режиме ускоренного заряда напряжение на элементе может достигать 2,4В/эл, следовательно на батарее 6х2,4=14,4В.

Т аким образом напряжение на АБ для обеспечения режимов ее работы может находится в диапазоне 13,62-14,4 В/эл.

Н ебольшой запас по напряжению 17-14,4=2,6В необходим для компенсации падения напряжения при нагреве поверхности фотоэлементов и падения напряжения, обусловленном сопротивлением проводников и контактных соединений.

В случае затенения модулей в солнечной батарее в цепочке из последовательно соединенных элементов они перестают генерировать электрическую энергию, становяться потребителями, т.е рассеивают электрическую энергию, нагреваются и выходят со строя.

Д ля предотвращения данной проблемы параллельно с каждым модулем или его частью устанавливают шунтирующие диоды. Таким образом если хотя бы одна ячейка затенена, то весь ряд выходит из цепи электропитания.

Аккумуляторные батареи

А ккумуляторные батареи(АБ) служат для накопления электроэнергии, производимой фотоэлементами, и отдачи ее в темное время суток или при недостаче солнечной энергии.
Н аиболее распространенными типами АБ для применения в фотоэлектрических системах являются герметичные свинцово-кислотные АБ, выполненные по технологии Absorptive Glass Mat(AGM), а также гелевые АБ Gelled Electrolite(GEL).
A GM - используются сепараторы из стекловолокна, которые служат резервуаром для электролита и разделяют пластины противоположного знака. Жидкий электролит в пористом сепараторе удерживается за счет капиллярного эффекта. Весь находящийся а аккумуляторе электролит впитан в сепаратор и отсутствует в свободном пространстве внутри бака.
G EL - электролит имеет гелеобразное состояние благодаря добавлению соединений кремния. Гель обеспечивает герметичность АБ, удерживая в порах неизбежно выделяющиеся при эксплуатации газы и надежно фиксируя материал пластин.
Т еперь остановимся на основных преимуществах и недостатках батарей вышеуказанных типов.

П реимущества GEL батарей - циклический ресурс(количество циклов заряд-разряд) в 2-3 раза выше чем у AGM батарей, несколько ниже ток саморазряда.
Н едостатки GEL батарей - ограничение зарядного тока до 0,2С10, меньшая эффективность рекомбинации газов, чем у AGM батарей, требовательны к качеству зарядных устройств, более высокая стоимость, боле низкий уровень токов короткого замыкания.
П реимущества свинцово-кислотных AGM батарей - более высокий уровень(порядка 30%), толчковых токов, менее требовательны к качеству зарядного напряжения, более высокий уровень токов короткого замыкания.
Н едостатки AGM батарей - более низкий циклический ресурс, несколько выше ток саморазряда, чувствительны к перезаряду и глубоким разрядам.
В системах автономного электроснабжения очень важным показателем является цикличность, которая у гелиевых батарей несколько выше, хотя на сегодняшний день выпускаются некоторые типы AGM батарей, циклический ресурс которых сопоставим с гелиевыми АБ.
У станавливаются аккумуляторные батареи на специальных стеллажах либо в шкафах.

Контроллеры заряда-разряда

К онтроллер заряда-разряда предназначен для управления режимами работы аккумуляторной батареи и имеет следующие основные функции:
-автоматическое подключение АКБ к солнечной батарее;
-автоматическое отключение АКБ при полном заряде;
-автоматическое отключение нагрузки при установленном уровне разряда АКБ;
-различные режимы заряда АКБ.
Д анные функции необходимы для обеспечения стабильной работы аккумуляторной батареи на протяжении всего срока службы.
Наиболее распространенными типами для работы в системах небольшой мощности являются ШИМ-контроллеры, алгоритм заряда в которых запрограммирован в четыре стадии:
1. О сновной заряд - при постоянном уровне напряжения без ограничения по току;
2. Н акопительный заряд - поддерживание постоянного напряжения при уменьшении тока по мере заряда;
3. П оддерживающий заряд - при полностью заряженной АКБ для компенсации саморазряда.
4. У равнивающий заряд - применяется для некоторых типов АБ(не герметизированных с жидким электролитом), для выравнивания напряжения на отстающих элементах.

П ри выборе контроллера необходимо отдавать предпочтение типам с настраиваемыми параметрами, позволяющими настроить емкость и тип подключаемой АБ, напряжений заряда и др. параметров.

Д ля примера рассмотрим характеристики ШИМ контроллера типа EPHC-10-EC на 12В:

Рабочее напряжение - 12В;

Максимальный входной ток от солнечной батареи - 10А;

Максимальный ток нагрузки - 10А;

Напряжение поддерживающего заряда - 13,7В;

Напряжение ускоренного заряда - 14,4В;

Напряжение отключения нагрузки - 11,1В;

Напряжение включения нагрузки после отключения(автоматически) - 13,1В;

Напряжение включения нагрузки после отключения(вручную) - 12,5В;

Напряжение предупредительной сигнализации о низком заряде - 12В;

Степень защиты - IP22;

Ф ункции: регулирование напряжения заряда, четыре режима заряда, температурная компенсация

Э лектронная защита: отключение СБ после достижения конечного напряжения заряда АБ(2,4В), отключении нагрузки при недопустимо низком напряжении на АБ(11,1В), защита от неправильной полярности подключения СБ, АБ и нагрузки, защита от короткого замыкания на входе и выходе устройства, защита от перегрева, защита от перенапряжения на входе, защита от молнии(варистор), защита от обрыва цепи АБ, защита от разряда АБ через СБ.

Напряжение поддерживающего заряда

Н апряжение постоянного подзаряда прикладывается к выводам батареи и при температуре 25°С должно поддерживаться на уровне (2,275 Вольт х количество последовательно соединенных элементов) с точностью ±1%, то есть в диапазоне 2,25-2,30 В/эл.

Е сли напряжение больше верхнего допустимого значения, имеет место перезаряд, при котором уменьшается количество электролита и ускоряется коррозия решеток положительных пластин, что в результате уменьшает срок службы аккумуляторов.
В случае, если напряжение меньше указанного нижнего предела, имеет место недозаряд. Это приводит к ускоренной коррозии решеток положительных пластин и деградации активного материала отрицательных пластин. Срок службы также сокращается.

Напряжение ускоренного заряда

Н апряжение ускоренного заряда прикладывается к выводам батареи и при температуре 25°С и должно поддерживаться на уровне 2,4 В/эл. Данный метод используется для сокращения времени заряда с ограничением по току 0,25С10 для AGM и 0,2C10 для GEL и не рекомендуется для частого применения,чтобы не сократить время службы АБ. Метод может быть использован для выравнивания напряжения на отстающих элементах по напряжению.

Напряжение отключения и включения нагрузки

А ккумуляторная батарея должна быть защищена от переразряда, иначе она выйдет из строя. Поэтому контроллер защищает АБ от переразряда путем отключения нагрузки при падении напряжения на АБ ниже определенного уровня. После того как АБ зарядится от СБ до напряжения повторного включения, нагрузка снова подключается.

Инверторы

И нвертор предназначен для преобразования постоянного напряжения 12,24,48В в переменное 220В, поскольку вся нагрузка в нашем доме рассчитана на переменное напряжения 220В.

Д ля примера рассмотрим характеристики инвертора PS200-12:

Номинальная выходная мощность, Вт : 175;

Максимальная выходная мощность (10 минут), Вт : 210;

Пиковая выходная мощность, Вт : 400;

Выходное напряжение переменного тока (50 Гц), В : 230;

Форма выходного напряжения : чистая синусоида;

Искажения формы выходного напряжения <5% при номинальной мощности;

Допустимый cos (phi) нагрузки : 0.2 — 1.0;

Номинальное входное напряжение, В : 12;

Рабочий диапазон входных напряжений, В : 10.5 — 16.0;

Максимальная эффективность : 90%;

Собственное потребление без нагрузки, Вт : 2.8;

Потребление без нагрузки в режиме ожидания, Вт : 0.6;

Порог включения из режима ожидания, Вт : 10;

Вентилятор охлаждения : с регулируемой скоростью в зависимости от температуры и нагрузки (не работает при нагрузке до 50 Вт);

Защита от короткого замыкания по выходу : есть, электронная;

Защита от перегрузки по выходу : есть, электронная;

Защита от перегрева : есть, электронная;

Защита от низкого напряжения на входе : есть, электронная.

Номинальная и пиковая мощности

В ыбор инвертора осуществляется с учетом пиковой мощности.

Э то значит, что некоторые нагрузки электрической энергии имеют пусковой ток, который в несколько раз может превышать номинальный ток.

У множив пусковой ток на напряжение сети 220В получим пиковую мощность.

М ощность инвертора должна быть не меньше суммы номинальных мощностей нагрузок электроприемников с учетом одновременности их работы плюс мощность электроприемника с самым большим пусковым током.

Форма выходного напряжения

П ри создании объектов на базе солнечных систем необходимо также учитывать форму выходного напряжения.

И нверторы могут иметь чистую синусоидальную, квазисинусоидальную и прямоугольную форму напряжения.
Е сли форма напряжения синусоидальная, то от таких инверторов можно питать любую нагрузку переменного тока.
И нверторы с прямоугольной и квазисинусоидальной формой напряжения могут не подходить для некоторых видов нагрузки, например асинхронных двигателей, кроме того могут вызывать потери в мощности, перегрев оборудования и помехи.

С олнечные системы электроснабжения с каждым днем набирают все большую популярность и по мере совершенствования технологий и техники их привлекательность увеличиваеться, возможно скоро и вы захотите приобрести себе для дома подобную систему.

P.S. Копирование материалов статьи возможно только при наличии активной ссылки на источник!!!

Повсеместная доступность электрических сетей, простота и дешевизна подключения к ним, отсутствие "естественного" монополизма... является нормой в цивилизованных странах, где понимают, что доступная электрическая энергия является залогом поступательного экономического развития страны. В таких странах вопросы автономного электроснабжения дома актуальны, пожалуй, только для горных и лесных домиков для отдыха вдали от электрических сетей. Но есть страны, где недоступность и "неофициальная" дороговизна подключения к централизованному электроснабжению , даже при наличии электрических сетей в непосредственной близости от дома, делает вопрос автономного электроснабжения весьма насущным для более широкого круга людей - владельцев домов и дач, спотыкающихся об всевозможные "суверенные административные барьеры".

Как же можно оранизовать автономное энергоснабжение дома? Рассмотрим пример автономного дома для отдыха в горах Норвегии. В качестве источника электроэнергии в норвежском автономном доме используются солнечные батареи. В дополнение к ним можно установить и ветрогенератор. Норвежская компания SunWind продает готовые комплекты солнечных батарей для автономного дома. Полученная с помощью солнечных батарей и ветроэлектрогенератора электроэнергия сохраняется в аккумуляторах. Для резервного питания и подзарядки аккумуляторов в автономном доме установлен бензо- или дизельный электрогенератор. Инвертор 12-230V позволяет подключить к сети маломощные электронные приборы, такие как зарядные устройства, ноутбук и телевизор. Используя для освещения маломощные LED лампы (по 2Вт), с помощью такой автономной системы электроснабжения можно полноценно освещать дом, пользоваться электронными приборами, держать постоянно включенный холодильник и подавать воду в систему водоснабжения. Нагрев воды такого автономного дома целесообразнее осуществлять с помощью газового водонагревателя. Если вы собираетесь использовать только солнечные батареи, то примерную стоимость комплектов оборудования в Норвегии для автономного дома исходя из электрической мощности можно посмотреть в таблице:

Для сравнения цена на комплект мощностью 1600Вт в США, включающий ветроэлектрогенератор и солнечные батареи составлет 190 000 руб. Вероятно, в американских комплектах энергоснабжения автономного дома используются более дешевые азиатские компоненты. Комплект автономного электроснабжения на солнечных батареях для освещения дома LED лампами 12V (до 100Вт) стоит порядка 30 000 рублей.

Примерная компоновка элементов автономного дома показана на схеме:

Использование системы автономного дома позволяет получить необходимый для проживания комфорт в самых удаленных от цивилизации уголках планеты. Солнечные батареи размещаются на южной стене здания. На солнечные панели не должна падать тень от деревьев, а зимой их не должен скрывать снег. Солнечные батареи не требуют обслуживания, кроме как периодической очистки поверхности и мытья ее со средствами для чистки стекла.		Солнечные панели BP являются одними из лучших в мире. Порог начала выработки электроэнергии у панелей BP на 5% ниже, чем у большинства солнечных панелей на рынке. Поэтому солнечные батареи BP могут использоваться и в северных широтах. В течение первых 10 лет солнечная панель вырабатывает не менее 90% заяленной мощности, и в течение еще 25 лет не менее 80% мощности. Весь срок эксплуатации составляет около 40 лет. Гарантия на солнечные панели - 25 лет. Подулючаются панели кабелем с сечением 2,5 мм 2 . Количество ячеек у всех солнечных панелей объединеных в батарею должно быть одинаковым.
Контроллер солнечных батарей SunWind предупреждает обратный ток из аккумуляторов в ночное время, когда солнечные батареи неактивны. Также контроллер солнечных батарей осуществляет постоянный мониторнг напряжения (заряда) аккумуляторных батарей и не допускает их перезаряда. При почти польном заряде контроллер автоматически переходит на импульсный режим зарядки, вместо постоянного. Контроллер также регулирует заряд аккумуляторов в зависимости от комнатной температуры (чем ниже температура, тем выше ток зарядки). Контроллер также выполняет функции защиты сети от перегрузки и позволяет вести заряд батарей при полном оключении нагрузки при отъезде из дома. Слева на снимке контроллер на две солнечных батареи, справа - на три солнечнх батареи (16 000 руб).		Необслуживаемые аккумуляторы Rolls емкостью от 126 до 503 Ач с помощью контроллера никогда не разряжаются ниже 50%. Нельзя использовать аккумуляторы с разрядом боле 15%. Отсутствие глубокого разряда позволяет продлить срок службы аккумуляторов для солнечных батарей: 10 лет гарантийный срок и 15 лет - срок службы таких аккумуляторов. Стоимость одного такого аккумулятора емкостью 503 Ач составлет 88 000 руб. Для соединения батарей используется кабель с сечением 6 мм 2 . Контроллер устанавливается в помещении с батареями, чтобы отслеживать температуру воздуха в помещении и регулировать заряд от солнечных батарей.
Victron - силовой блок автономной системы электроснабжения дома: комбинированное зарядное устройство для аккумуляторов, контроллер пуска генератора и инвертор 12V-230V. Прибор осуществляет бесперебойное переключение между источниками питания автоматически. К инвертору Victron можно подключить 3 трехфазных потребителя или 6 однофазных. Стоимость силового блока Victron составляет 66 000 рублей.		Пусковое реле регулятор Schrack обеспечивает пуск и выключение генератора при заданых параметрах тока.

Для экономии электроэнергии и небольших мощностях солнечных батарей, система водоснабжения автономного дома может использовать маломощные, но эффективные компонеты, работающие от 12V. Такие компоненты обычно используются в мобильных домах и караванах.

Простейшая система автономного горячего водоснабжения на привозной воде из канистр или накопительного бака с водой (можно использовать систему сбора дождевой воды). Питание насоса осуществляется от обычных автомобильных аккумуляторов, подключенных через контроллер, или от системы автномного электроснабжения на солнечных батареях.

В условиях экономии электроэнергии нагрев воды целесообразно доверить проточному газовому водонагревателю.		Газовый баллон с пропаном подключается с помощью редуктора и морозостойкого газового шланга. О том, какие газовые редукторы лучше использовать, можно прочитать
При необходимости можно подключить несколько газовых баллонов через газовую рампу.		Если вы будете держать газовый баллон в доме (что, мягко говоря, не рекомендуется) установите газоанализатор, который известит (разбудит) вас в случае неконтролируемой утечки газа.
В системе водоснабжения автономного дома используется американский водяной насос 12V SHURflo - от ведущего производителя компонентов для мобильных домов и караванов. Этот небольшой насос способен создавать давление 3,1 атомосферы, перекачивая от 5,6 до 11 литров в минуту, потребляя ток от 2,5 до 6,5А. Насос имеет реле давления, встроенный обратный клапан и защиту от сухого хода. Максимальная высота подъема воды насосом 3,5 метра.		Обязательный компонент системы автономного водоснабжения - гидроаккумулятор (мембарнный бак). SHURflo. Он сглаживает броски давления при пуске насоса и поддерживает постоянное давление в системе водоснабжения. Также благодаря использованию гидроаккумулятора снижается шум в водопроводной системе и экономится электроэнергия при более редких пусках насоса.
Гидроаккумулятор системы автономного водоснабжения может подключаться как в линию водоснабжения, так и через тройник.		Питание насоса 12V осуществляется от аккумуляторов через влгозащищенный контроллер (блок питания/контроллер заряда батарей) для мобильных домов CTEK (Швеция). В России зарядное устройство CTEK multi 25000 продается по цене около 14 000 рублей. Цена в Европе - около 10 000 рублей. (есть модели от 4 000 руб)
Ну и, наконец, о таком элементе автономного дома, как автономный туалет. Основным видом автономного экологичного туалета в Скандинавии является компостирующий туалет. Стоимость компостирующего туалета в Норвегии 22 000 руб.		Компостирующий туалет устанавливается в доме или в отельном строении. Наполняется он торфом или травой, листьями - любым природным субстратом, который вкупе с содержимым туалета создаст ценное удобрение - компост. Этот цикл абсолютно экологичен. Компостирующий туалет вентилируется и практически не имеет запаха при правильном использовании.
Компостирующий туалет с баком большого объема можно установить в отдельном домике.		Емкости бака с компостом хватит на все лето для большой семьи, а к весне будет готово прекрасное удобрение для сада или огорода.
В компост можно класть любые растительные органические отходы и нельзя бросать неразлагающийся мусор.		Схема установки и использования автномного компостирующего туалета.

Если Вы уже являетесь счастливым обладателем загородного жилья, или только планируете строительство, то Вам, наверняка, уже приходилось задумываться над вопросами обеспечения Вашего дома электроэнергией

Решение поставленной задачи является просто необходимым для современного человека, привыкшего пользоваться всевозможными благами цивилизации. Отказаться от них сегодня уже невозможно. Практически всё, начиная от простой лампочки, и заканчивая разнообразными крупными и мелкими бытовыми приборами, в том числе электроинструмента - требует электропитания.

Что касается самостоятельного получения электроэнергии, то для этих целей сегодня уже созданы и производятся технические устройства, способные преобразовывать бесплатную энергию природной среды для удовлетворения наших основных потребностей в электричестве.

К таким (альтернативным) источникам энергии, в первую очередь, относятся солнечные батареи и ) вырабатывают электрический ток, преобразовывая в него энергию фотонов солнечного излучения. Ветряные электростанции, за счёт вращения лопастей ветрогенератора, преобразуют в электрический ток механическую энергию ветра.

Оба эти способа получения электроэнергии являются на сегодняшний день наиболее экологически безопасными для окружающей среды Они актуальны в связи с тем, что качество и продолжительность жизни человека напрямую зависят от экосистемы, в которой он обитает. И чистота окружающего воздуха здесь имеет немаловажное значение.

Если вы внимательно ознакомитесь с недостатками централизованных сетей для электроснабжения частных домов, то поймёте, почему генерация своей собственной электроэнергии станет для Вас наиболее разумным решением в большинстве случаев.

Применительно к Московской области, самый дешёвый вариант подключения к централизованной ЛЭП составит по стоимости примерно 50 000 руб за 1 киловатт (1 кВт) установленной мощности, при условии, что ближайшие соседи уже подключены. Это самый простой вариант решения проблемы, но он возможен только при идеальных условиях.

Слишком часто бывает так, что мощность ближайшей подстанции не позволяет обеспечить всех желающих электроэнергией, и Вам могут либо совсем отказать в подключении, либо установить ограничение по подключаемой мощности. Это связано с тем, что степень изношенности многих подстанций сегодня высока, а аппетиты городов и посёлков постоянно увеличиваются в связи со строительством новых зданий, частных домов, вводом в эксплуатацию различных объектов.

Назовём теперь дополнительные затраты на подключения к централизованным сетям, если сам посёлок ещё не подключен к ЛЭП.

• Потребуется прокладка ЛЭП непосредственно к посёлку. Стоимость составит примерно от 300 000 руб до 600 000 руб за 1 километр. На самом деле, в большинстве случаев необходима прокладка высоковольтной линии и установка дополнительных подстанций и разводящих столбов – здесь стоимость будет уже выше.
• Может потребоваться создание просек для линий электропередач (вырубка леса) - это ещё одна статья расходов и согласований.
• Нужно будет оплатить проект, налоги, разрешения и экспертизы различных контролирующих организаций.

Чтобы максимально снизить свои личные расходы, нужно будет собрать средства со всех желающих подключиться вместе с Вами, на что может уйти немало времени. В конечном итоге процесс подключения к сетям централизованного электроснабжения может затянуться на несколько лет!

Судя по нашему опыту и информации из различных источников, средняя примерная стоимость централизованного подключения неэлектрифицированного загородного посёлка к вновь построенной ЛЭП сегодня составляет в среднем от 500 000 до 700 000 рублей на каждый участок.

Помимо высокой стоимости подключения, нужно учитывать и ваши риски. На нашей памяти были случаи, когда владельцев уже давно подключенных домов или дач просто отключали от электросетей. Несмотря на то, что это пока ещё относительно редкое явление, тем не менее, причин для этого может возникнуть предостаточно.

Ещё нужно помнить о том, что стоимость электроэнергии с каждым годом стабильно повышается. А вступление нашей страны в ВТО может обернуться настоящей катастрофой для частных домовладельцев. Поднятие цены за каждый киловатт-час электроэнергии до европейского уровня не исключено...

Об особенностях автономных систем электроснабжения

Рассмотрим основные особенности и преимущества систем автономного электроснабжения.

• Вы можете в течение нескольких дней получить полностью готовую к эксплуатации, свою собственную систему электроснабжения
• Вы обретаете финансовую независимость от энергетических компаний-монополистов, и дополнительную стратегическую безопасность.
• Вам больше не причинят неудобства внезапные отключения электричества и длительные перебои с электроснабжением, вызванные обрывом проводов из-за снегопадов, «ледяных дождей», падения деревьев, или сильного ветра.
• Вы «получаете электроэнергию» на много лет вперёд, покупая ТОЛЬКО оборудование.
• Вы можете по максимуму использовать бытовые приборы, рассчитанные на 12В напряжение, уменьшив вредное излучение проводки переменного тока, которая присутствует в каждом обычном доме.
• Также стоит помнить о том, что наши системы являются экологически чистыми.

Выбирая систему автономного электроснабжения, Вы можете достаточно точно рассчитать свои расходы, обеспечив работу наиболее необходимых Вам бытовых приборов, освещения, электроинструмента.

У Вас появляется возможность самостоятельного выбора компонентов, из которых будет состоять автономная и экологически чистая электростанция. В будущем возможно увеличение мощности системы по мере роста энергопотребления Вашего дома!

Расчёт системы солнечного электроснабжения

Если Вы решили обеспечить себя автономным электричеством, осознав все достоинства автономных систем электроснабжения, то внимательно ознакомьтесь с фундаментальными принципами правильного подбора комплектующих для Вашей солнечной, или ветро-солнечной системы электроснабжения.

Расчёт нужно производить с учётом того, является ли Ваш дом просто «дачей» для летнего проживания или же вы планируете в нём жить круглогодично. Нужно учитывать, что в зимнее и летнее время расход энергии будет существенно отличаться за счёт сезонного характера использования различных бытовых электропотребителей.

Если у вас установлена система отопления, не являющаяся классической русской печью, то расход электроэнергии в отопительный сезон у вас будет гораздо выше, вследствие необходимости питать насосы системы водяного отопления (или вентиляторы в системе воздушного отопления) совместно с автоматикой котла. Помимо этого, в зимнее время потребуется более продолжительная работа домашних осветительных приборов.

Необходимые параметры для расчёта

При расчёте энергопотребления в сутки следует просуммировать среднее энергопотребление в сутки всеми электроприборами в Вашем доме. Таким образом, мы получим первый необходимый параметр для расчёта нашей автономной энергосистемы, выражаемый в киловатт-часах (кВт*ч). Это как раз та энергия, которую должен вырабатывать наш источник (солнечные батареи) в течение суток для удовлетворения наших ежедневных потребностей в «количестве» электроэнергии. Здесь следует также учесть и потери при заряде/разряде системы накопления энергии – аккумуляторных свинцовых батарей.

Для дальнейших расчётов нам понадобится величина максимальной мгновенной потребляемой мощности электроприборами, которые в определённый момент времени могут быть включены одновременно в Вашем доме. Этот величина выражается в ваттах (Вт) или киловаттах (кВт). 1 кВт = 1000 Вт. Здесь следует также учитывать, что в момент включения некоторых бытовых приборов, например, недорогого насоса, расход энергии становится в несколько раз больше заявленного производителем, за счёт высоких пусковых токов, возникающих в обмотках электромотора. В современных бытовых приборах, оснащённых устройством «плавного пуска» такая проблема отсутствует.

Располагая двумя параметрами – количеством среднесуточной потребляемой электроэнергии и значением величины пиковой необходимой мощности, мы можем определить, какое оборудование должно присутствовать в системе электроснабжения для покрытия наших потребностей.

Главным источником экологически безопасного электричества в нашей системе будут солнечные фотоэлектрические батареи (солнечные модули). Для стационарных систем наиболее правильно выбирать . Их внешняя сторона защищена текстурированным закалённым стеклом, увеличивающим количество поглощаемого солнечного света. Надёжная, достаточно прочная и герметичная конструкция позволяет эксплуатировать такие солнечные модули при любых погодных условиях, круглогодично, в течение многих лет.

Наиболее долговечными являются солнечные батареи на основе монокристаллического кремния. Особые свойства монокристаллов позволяют рассчитывать на срок службы более 20-30 лет без существенного снижения количества вырабатываемой электроэнергии.

Солнечные батареи должны вырабатывать каждый день среднее, ежесуточно потребляемое количество электроэнергии, плюс 20-30% на потери энергии при заряде/разряде аккумуляторной системы.

Контроллер заряда

Для эффективного и «правильного» заряда аккумуляторов от солнечных батарей применяются контроллеры заряда. , в отличие от более простого , позволяет повысить выработку электроэнергии солнечным модулем до 30% при определённых погодных условиях. Но, учитывая разницу в цене между этими разновидностями контроллеров (MPPT стоит дороже), для электростанции с солнечным модулем небольшой мощности целесообразнее потратить те же деньги на покупку более мощного солнечного модуля. Экономический эффект в этом случае окажется выше.

Контроллер с функцией MPPT рекомендуется использовать для солнечных модулей мощностью свыше 200 Вт, а также, если Вы планируете в будущем нарастить мощность массива солнечных батарей, предполагая добиться увеличения максимальной вырабатываемой мощности свыше 200 Вт за счёт покупки дополнительных солнечных модулей.

Автономное электроснабжение дома - это обеспечение необходимого количества электроэнергии для жилого помещения или загородного участка без перебоев питания и перепадов подачи напряжения. Вопрос о самостоятельном создании автономной является актуальным для людей, проживающих вдали от городской жизни.

Такая потребность может возникнуть по целому ряду причин:

• сложность подключения к уже существующей сети электроснабжения;
• отсутствие стабильности подаваемого напряжения;
• перебои питания.

Электроэнергия, необходимая для нормальной жизнедеятельности в загородном доме, должна вырабатываться бесконечно, независимо от внешних факторов. При выборе источника энергии предпочтение следует отдать возобновляемому и безвредному для окружающей среды и людей варианту.

Требования к автономному электроснабжению

Автономное электроснабжение частного дома зависит от суммарной мощности потребителей электроэнергии и характера их «потребностей». Чаще всего, к числу энергопотребителей относятся:

• система отопления дома;
• холодильное оборудование;
• кондиционирование;
• различная крупная и мелкая бытовая техника;
• насосное оборудование, обеспечивающее подачу воды от скважины или колодца.

Любой вид потребителя электроэнергии имеет свою мощность. Однако требования, предъявляемые к сети электропитания у всех одни. Это, в первую очередь, стабильность подаваемого напряжения и его частота. Для многих потребителей также важна синусоидальность формы переменного напряжения.

Следующим этапом является определение необходимой суммарной мощности, которую должно обеспечить автономное электроснабжение дома, а также технические характеристики электропитания. Специалисты рекомендуют завышать суммарную мощность на 15-30%. Это делается с целью обеспечения роста потребления электроэнергии в дальнейшем.

Далее следует определиться с техническими характеристиками, на основе которых будет строиться система автономного электроснабжения дома (САЭ). Они зависят от того, какую функцию будет выполнять САЭ: полностью автономное энергоснабжение или резервный Если система играет роль «подстраховки» подачи энергоресурсов, необходимо установить длительность работы САЭ в период отсутствия централизованного энергоснабжения.

Немаловажным фактором при планировании системы автономного электроснабжения частного дома являются финансовые возможности домовладельца. Бюджет проекта определяет, насколько дорогим будет приобретаемое оборудование, и какая часть работ подлежит выполнению своими руками. Известно, что самостоятельное выполнение работ обойдется значительно дешевле, чем оплата услуг специалистов, привлекаемых со стороны. При этом стоит учитывать наличие необходимого оборудования и навыки работы с ним, а также уровень технического образования домовладельца.

Достоинства

Одним из основных преимуществ САЭ является отсутствие платы за потребление энергии. Это весомая экономия в условиях загородной жизни. Автономное электроснабжение дома, в отличие от централизованного, не имеет каких-либо социальных норм потребления энергии.

Зависит от правильного подсчета суммарной мощности на стадии проектирования системы и введения нужного оборудования в эксплуатацию. Благодаря этому, не возникает риск перепадов напряжения или отключения электричества. Не стоит опасаться, что резкий скачок мощности выведет из строя домашнюю технику. Качество и количество электроэнергии будет именно таким, какое было запланировано изначально, а не таким, которое способна выделить ближайшая подстанция.

Оборудование САЭ достаточно надежное и редко выходит из строя. Данное преимущество сохраняется при должном уходе и правильной эксплуатации всех элементов системы.

Разрабатываются специальные программы, благодаря которым существует возможность продажи излишков электроэнергии государству. Однако об этом стоит подумать заранее (на стадии проектирования САЭ). Для этого придется подготовить разрешительную документацию, которая подтверждает, что оборудование вырабатывает электроэнергию заявленного качества и в определенном количестве.

Автономное электроснабжение дома имеет еще одно несомненное преимущество: полная независимость. Какова бы ни была стоимость потребляемого электричества, у домовладельца всегда будут собственные энергоресурсы.

Автономное электроснабжение загородного дома: недостатки

Несмотря на множество преимуществ, САЭ имеет ряд минусов, среди которых не только дорогостоящее оборудование, но и высокие расходы на его эксплуатацию. Перед выбором приборов и материалов следует тщательно все рассчитать, для того чтобы оборудование не вышло из строя раньше, чем успело окупиться.

Если автономное электроснабжение частного дома по каким-либо причинам перестало функционировать, не следует ждать дежурную бригаду электриков с местной подстанции. Обо всем придется позаботиться самостоятельно - вызвать специалистов и оплатить услуги по ремонту САЭ. Для того чтобы этого не произошло и оборудование прослужило как можно дольше, следует регулярно приглашать специалистов для профилактического осмотра и технического обслуживания автономного электроснабжения дома.

Выбор альтернативного источника энергии

Главная проблема автономного электроснабжения дома - выбор альтернативного источника энергии, которых на данный момент не так уж и много. Наиболее распространенными считаются следующие виды:

• бензиновые и дизельные генераторы;
• солнечные батареи;
• ветровая энергия;
• гидроэлектроэнергия;
• аккумуляторы.

Каждый из этих источников обладает определенными характеристиками и особенностями, с которыми следует внимательно ознакомиться.

Генераторы

Это наиболее простой и дешевый способ обеспечения дома необходимым количеством электроэнергии. Устройство работает по принципу сжигания топлива. Если речь идет про автономное электроснабжение дома, генератор предполагает создание достаточной базы для хранения топлива. В запасе должно находиться как минимум 200 л дизельного топлива, бензина или других горючих веществ. В данном случае выгодно отличаются газовые генераторы. Для их бесперебойной работы требуется подключение к газопроводу, и проблема с хранением топлива отпадает автоматически.

Солнечные элементы

Автономное электроснабжение дома на - довольно распространенное явление в западных странах. Существует несколько методов преобразования солнечной энергии в электричество:

1. Фото-вольтовые клетки - используются для концентрации солнечной энергии. С помощью специальных зеркал солнечные лучи генерируются в определенном направлении либо нагревают жидкость, проходящую через паровые турбины электрогенератора (теплового двигателя).
2. Фото-ячейки - энергия, накопленная фотоэлементами на крыше дома, является постоянным током. Для того чтобы ее можно было использовать в домашнем хозяйстве, она подлежит обязательному преобразованию в переменный ток.

Автономное электроснабжение дома своими руками с использованием солнечных батарей является наиболее эффективным и экономичным вариантом. Данное оборудование служит около 40 лет. Однако в зависимости от погодных условий подача электричества в течение дня может прерываться.

Ветровая энергия

Если погодные условия не позволяют использовать солнечные батареи, альтернативным вариантом может стать энергия ветра. Она берется через турбины, расположенные на высоких башнях (от 3 м). Автономные ветряки преобразовывают энергию при помощи установленных инверторов. Главным условием является наличие постоянного ветра со скоростью не менее 14 км/ч.

Гидроэлектроэнергия

Если поблизости загородного дома расположена речка или озеро, можно воспользоваться водяными источниками энергии. Гидроэлектроэнергия в небольших масштабах является наиболее реальным и выгодным вариантом автономного электроснабжения дома. Использование одной турбины не считается экологически и социально опасным явлением. Микротурбины просты в эксплуатации и имеют долгий срок службы.

Аккумуляторы

Для полноценного электроснабжения дома данный вариант не подходит. Аккумуляторы используются в качестве аварийной подачи электроэнергии либо как дополнение к альтернативным источникам энергии. Принцип работы достаточно прост - пока в сети есть электричество, батареи заряжаются, если подача электроэнергии прерывается, аккумуляторы отдают энергию через специальный инвертер.

Схема автономного электроснабжения дома

Общая схема САЭ состоит из последовательно расположенных элементов:

1. Первичного источника электроэнергии - могут быть использованы вышеописанные солнечные батареи, генераторы, работающие на различных видах топлива и другие.
2. Зарядного устройства - преобразует напряжение от первичного источника до величин, необходимых для обеспечения нормальной работы аккумулятора.
3. Аккумуляторной батареи - используется для накопления и отдачи энергии.
4. Инвертора - предназначен для создания нужного напряжения.

Все эти элементы являются неотъемлемой частью автономного электроснабжения дома, и работать друг без друга не могут.

Монтаж САЭ

Выполнить автономное электроснабжение дома своими руками достаточно просто. Для этого понадобятся составляющие: несколько аккумуляторов, которые для увеличения емкости подключаются по параллельной схеме, зарядное устройство и инвертор. При наличии электроэнергии в сети, аккумуляторы накапливают энергию от зарядного устройства. Если электроэнергия отключается, аккумуляторы обеспечивают подачу электроресурсов посредством инвертора.

Производители предлагают широкий ассортимент инверторов, рассчитанных на потребителей с определенной мощностью. От этих показателей зависит количество электроприборов, которые могут работать от этого источника. Чем больше количество техники в доме, тем больше должна быть суммарная емкость аккумуляторов. При неправильном подборе емкости, батареи будут быстрее разряжаться.

Это наиболее распространенные варианты создания автономного электроснабжения дома. Стоимость таких систем достаточно большая, особенно если учитывать расходы на топливо для генераторов. Самыми приемлемыми в этом плане считаются бесплатные источники энергии, такие как солнце, ветер и вода. Стоит такое оборудование значительно дороже, однако оно быстро окупается и служит многие годы. Монтировать САЭ своими руками достаточно просто. Нужно четко следовать инструкции и придерживаться схемы.